智能變電站采集終端應用淺析

摘 要：智能變電站通過分布式自動化系統實時掌握運行情況，面向對象獨立，多CPU運行，可靠性高，繼電保護相對獨立。

關鍵詞：智能變電站;可靠性

智能變電站是以堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，從而實現電力流、信息流、業務流的高度一體化融合的現代電網結構?！吨悄茏冸娬炯夹g導則》定義：智能變電站就是采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量、監測等基本（四遙）功能，并可根據需要支持電網實時自動化控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。

1智能變電站概述

智能變電站由早期變電站自動化系統發展而來，目前智能變電站主要采用分層分布式變電站自動化系統。分層分布架構引入站控級、間隔級概念，間隔層設備原則上按一次設備組織，包括任意間隔內所有設備，主變壓器等。站控層設備通過計算機局域網，通訊規約和間隔層設備進行數據交互，采集四遙數據了解和掌握整個變電站實時運行情況。

1.1智能變電站發展歷程

智能變電站發展劃分為三個階段。第一階段：2009年～2010年。初步形成智能變電站標準體系，規范技術開發、設計、檢測等內容，建設檢驗測試中心，實現智能變電站系統及設備統一建模的標準化，進一步完善試點。第二階段：2011年～2015年。技術上基本實現斷路器、變壓器等關鍵一次智能設備應用，變電站內監控、在線監測、分析預警等高級應用功能達到成熟使用。第三階段：2016年至今。滾動完善技術體系，全面提升智能化效能。

1.2 智能變電站組織架構

智能變電站的分層（三層兩網）。三層包括過程層、間隔層、站控層。兩網包括過程層網絡、站控層網絡。

1.3 本文主要介紹智能采集控制終端，它主要用于數字化及智能化變電站系統，屬于過程層設備。能夠完成所在間隔的信息采集、控制以及部分保護功能，包括斷路器、隔離開關、接地開關的監視和控制。

2 智能采集控制終端

智能采集控制終端裝置由合并單元和智能終端這兩個獨立的功能模塊組成，適用于110kV及以下電壓等級智能變電站的過程層。合并單元模塊可以接收常規互感器的模擬信號，用于線路、變壓器間隔等處，滿足用戶的不同需要。智能終端模塊能夠完成所在間隔的信息采集、控制以及部分保護功能，包括斷路器、隔離開關、接地開關的監視和控制，實現對一次設備的測量和控制。

2.1 裝置主要特點

采用模塊化設計思想，裝置由多個模塊構成，結構靈活。可通過配置文件實現采樣值輸入類型、輸出通道、電壓切換和并列、開入開出插件數量等功能修改，減少了裝置的種類和定制版本，從而提高了軟件的靈活性和可靠性。高性能、高可靠、大資源的硬件系統等應用：裝置采用浮點型高性能多DSP，實現了大容量、高精度的快速、實時信息處理;采用了高性能大容量工業級FPGA、高集成收發器件及快速以太網技術，具有高速、可靠等特點。裝置高性能的硬件系統，多層印制板、SMT表面貼裝和涂敷工藝，加上完善的軟件抗干擾措施，使得裝置的整體抗干擾能力通過了IEC61000標準中EMC相關的11項抗擾度最高等級試驗。高精度的數據采集：采用高分辨率的16位并行 A/D轉換器，每個交流通道采用雙 A/D采樣，每周波80點高速采樣。高精度的對時方式：支持光IRIG-B碼對時，對時芯片采用了先進型專用對時芯片，其時間頻率可調，對時精度優于1us，守時精度優于4us/10分鐘。硬件自檢智能化：裝置內部各模塊智能化設計，便于維護和故障處理。具備裝置狀態的自檢，電源、數據通道指示燈監視，模擬量故障錄波，失電告警功能。支持一鍵下載：可通過一鍵下載軟件實現MU插件、通信插件、MMI、DIO、直流、單發插件程序一鍵下裝，實現MU插件、通信插件配置文件下裝。強抗干擾能力：在設計時充分考慮裝置在過程層相對惡劣的運行環境，采取4U全封閉后插拔機箱，增強了裝置的抗干擾能力、抗震動能力。

12.2 基本應用框架

2.3裝置功能插件概述

采用功能模塊化設計思想，不同的產品由相同的各功能插件按需要組合配置，實現了功能模塊的標準化。裝置由MU插件、通訊插件、交流插件、開入插件、開出插件、智能DIO插件、合閘插件、跳閘插件、直流插件、電源插件、前面板構成。各插件的布置見下表。

3智能變電站投運情況

寶音110kV變電站于2018年09月在內蒙古烏海電業局投入運行，經過兩年多的運行，實現了高可靠性、高質量的運行效果。

寶音變電站遠景3×80MVA主變壓器，電壓等級110/10kV。110kV采用擴大內橋接線，共3回出線;10kV采用單母線分段接線，共40回出線。

變電站采用光纖代替電纜，原來傳統變電站的設計、安裝、調試內容工作量大大減少，提高工作效率。模擬量輸入回路和開關量輸入回路被通信網絡取代，二次設備硬件系統大為簡化。統一的信息模型，避免規約轉換，信息充分共享。

4結論和建議

目前，烏海電業局所屬變電站40座，大部分為綜合自動化變電站，僅有智能變電站3座。隨著電氣一次設備及二次軟硬件設備的逐步發展，智能變電站將逐步取代綜合自動化變電站，是未來變電站建設的發展趨勢。

參考文獻：

[1]《電力系統設計手冊》，電力工業部電力規劃設計總院編，中國電力出版社（北京三里河6號）1998年6月第一版。

[2]《電力網及電力系統》，西安電力學校主編，電力工業出版社1980。

[3]《智能變電站技術導則》GB/T30155-2013，中國國家標準化管理委員會2013-12-17發布。

作者簡介：

韓丹（1976-），女，內蒙古人，助理工程師，畢業于華北電力大學?，F從事物資計劃采購工作。