關(guān)于220kV智能化變電站設(shè)計(jì)的研究與探討

涂璐

摘 要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，智能變電站也開始發(fā)展起來(lái)了，本文就關(guān)于220kV智能化變電站設(shè)計(jì)的研究與探討。

關(guān)鍵詞：220kV 智能化變電站 設(shè)計(jì)

1.智能化變電站與常規(guī)變電站的區(qū)別

1.1過(guò)程層設(shè)備。常規(guī)變電站沒(méi)有過(guò)程層設(shè)備，因此，主要設(shè)備控制和各種信息收集的保護(hù)測(cè)量和控制設(shè)備都是通過(guò)連接大量電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種類型的連接既不能滿足主設(shè)備和次設(shè)備徹底隔離的要求，也可能導(dǎo)致二次系統(tǒng)的復(fù)雜性，難以設(shè)計(jì)。智能變電站也引入了智能設(shè)備的概念，即一次設(shè)備和智能組件的有機(jī)組合，具有數(shù)字測(cè)量，網(wǎng)絡(luò)控制，狀態(tài)可視化等功能。認(rèn)為實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)備智能化的關(guān)鍵技術(shù)在于智能終端的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。1.2通信協(xié)議復(fù)雜多樣。在常規(guī)變電站中，各種輔助設(shè)備與后臺(tái)、遠(yuǎn)程調(diào)度主站之間的通信協(xié)議復(fù)雜多樣，目前常見的通信協(xié)議包括DNP，103，104和MODBUS等，智能電網(wǎng)變電站內(nèi)通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850是智能變電站自動(dòng)化通信系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn)。

2. 220kV智能化變電站技術(shù)特點(diǎn)

2.1實(shí)現(xiàn)局部或全局智能控制。智能變電站展示的特征之一是對(duì)設(shè)備的臨時(shí)能量控制，然后在為類似設(shè)備采用光電技術(shù)的過(guò)程中，其本地控制柜的效果實(shí)際上等同于小型GIS控制器的效果。另外智能設(shè)備也有效實(shí)現(xiàn)，動(dòng)力傳輸本身和動(dòng)力設(shè)備之間。2.2引入控制終端。計(jì)算機(jī)終端是變電站運(yùn)行操作過(guò)程的核心，變電站顯示的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)可以相互比較，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)終端直接計(jì)算出來(lái)，并且可以在很短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行判斷和處理。2.3光纖技術(shù)的應(yīng)用和集成化電力裝置。光纖技術(shù)本身采用了相關(guān)措施，有效地滿足了變電站內(nèi)各控制層所表現(xiàn)的有關(guān)地方城市網(wǎng)絡(luò)管理的要求。在此基礎(chǔ)上，在傳輸過(guò)程中傳輸大量數(shù)據(jù)，光纖技術(shù)可以使傳輸系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。電能檢測(cè)設(shè)備本身表現(xiàn)出設(shè)備，管理設(shè)備，主要屬于一種計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)應(yīng)用。2.4分級(jí)控制技術(shù)的應(yīng)用。分布式控制技術(shù)的應(yīng)用有效降低了中央處理設(shè)備的負(fù)荷，降低了潛在風(fēng)險(xiǎn)，提高了設(shè)備的工作效率。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理是分別在三層安裝具有智能控制和處理能力的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自身的分級(jí)控制優(yōu)勢(shì)。

3.220kV智能化變電站設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的核心組件是高速以太網(wǎng)。其通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是IEC61850。變電站系統(tǒng)包括三個(gè)主要網(wǎng)絡(luò)：站控層，間隔層和過(guò)程層。引言如下：站控層網(wǎng)絡(luò)采用雙星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選用100Mbps以太網(wǎng)，冗余網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)雙工方式運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫切換，站控層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)間隔層設(shè)備與站控層設(shè)備之間的通信，間隔與間隔之間的非實(shí)時(shí)通信也在站控層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)處理過(guò)程層和間隔層裝置之間的通信，通信方式分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)方式。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)包括GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)，一般采用GOOSE和SV共網(wǎng)傳輸方式。3.2二次設(shè)備配置。3.2.1保護(hù)配置方案。（1）220kV母線保護(hù)。變電站的實(shí)際規(guī)模根植于此，為220kV母線配置雙向微機(jī)差動(dòng)保護(hù)。為了促進(jìn)母線保護(hù)的雙重化，終端一體化設(shè)備應(yīng)安裝在每臺(tái)智能交流控制柜內(nèi)線路和總線。為相對(duì)獨(dú)立的GOOSE傳輸選擇輸入量。（2）220kV總線連接和段保護(hù)。220kV母線和分段應(yīng)分別配備2套計(jì)算機(jī)式分體保護(hù)裝置，修改后的裝置應(yīng)具備測(cè)量和控制功能，并安裝在智能交換控制柜上。斷開間隔時(shí)，最好選擇直跳方式來(lái)處理保護(hù)裝置。跨區(qū)間信息可適當(dāng)用于GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。（3）主變保護(hù)。變壓器保護(hù)根據(jù)雙重配置，每個(gè)保護(hù)都必須有自己的主備保護(hù)功能。變壓器保護(hù)可以直接采樣，GOOSE網(wǎng)絡(luò)可以接收故障保護(hù)跳閘命令，然后執(zhí)行跳變動(dòng)作。

3.2.2測(cè)控配置方案。首先，可以選擇220kV電壓等級(jí)作為綜合測(cè)控裝置，分別連接主變壓器和母線；其次，220kV母線測(cè)控裝置應(yīng)分開配置；第三，監(jiān)測(cè)和控制保護(hù)裝置應(yīng)適應(yīng)以下要求：主要設(shè)備應(yīng)反映兩套設(shè)備的操作信息；兩套保護(hù)和張力測(cè)量設(shè)備應(yīng)進(jìn)行隔離和開放控制；第四，斷電報(bào)警信號(hào)應(yīng)配置獨(dú)立的保護(hù)裝置，可選擇其他報(bào)警信號(hào)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)輸出。

3.2.3交換機(jī)配置方案。站控層和間隔層網(wǎng)絡(luò)采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)，過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)按電壓等級(jí)設(shè)置，10kV不設(shè)置過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。除保護(hù)直采直跳外，其余SV、GOOSE組網(wǎng)傳輸，220kV及110kVGOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)合并設(shè)置，220kV采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)、除主變間隔外的110kV間隔組單星形以太網(wǎng)絡(luò)。220kV及主變高、中壓側(cè)每個(gè)間隔配置2臺(tái)過(guò)程層交換機(jī)，110kV線路每2個(gè)間隔配置1臺(tái)交換機(jī)，主變低壓側(cè)不設(shè)專用交換機(jī)，低壓側(cè)設(shè)備接入主變110kV側(cè)交換機(jī)。

3.2.4高級(jí)應(yīng)用

（1）順序控制。順序控制包括站內(nèi)間隔內(nèi)操作及跨間隔操作，是基于變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，包括變電站所有實(shí)時(shí)遙信量、模擬量及其他輔助遙信量，順序控制還需具有防誤閉鎖、事件記錄等功能。（2）智能告警及故障信息綜合分析決策。建立變電站故障信息的邏輯和推理模型，在故障情況下對(duì)包括事件順序記錄信號(hào)及保護(hù)裝置、相量測(cè)量、故障錄波等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、多專業(yè)綜合分析，并將變電站故障分析結(jié)果以簡(jiǎn)潔明了的可視化界面綜合展示。（3）設(shè)備狀態(tài)可視化。采集主要一次設(shè)備狀態(tài)信息，重要二次設(shè)備的告警和自診斷信息、二次設(shè)備檢修壓板信息以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)信息，進(jìn)行可視化展示并發(fā)送到上級(jí)系統(tǒng)，為電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)基于狀態(tài)檢測(cè)的設(shè)備全壽命周期綜合優(yōu)化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。（4）支撐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與優(yōu)化控制。系統(tǒng)提供智能負(fù)荷優(yōu)化控制功能，根據(jù)預(yù)設(shè)的減載策略，在主變過(guò)載時(shí)自動(dòng)計(jì)算出切負(fù)荷策略，或接收調(diào)度主站端或集控中心的調(diào)節(jié)目標(biāo)值計(jì)算出切負(fù)荷策略。并將切負(fù)荷策略上送給調(diào)度主站端或集控中心確認(rèn)后執(zhí)行。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們要對(duì)220kV的智能變電站的工程要有一些了解，來(lái)適應(yīng)新電網(wǎng)的發(fā)展，減少電網(wǎng)的故障。

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