智能變電站自動化系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-23 05:17 本頁面
【文章內容簡介】 能化一次設備的研究智能化一次設備是智能變電站的重要組成部分，開發(fā)滿足智能變電站的一次設備是實現(xiàn)智能變電站的關鍵所在。國內研究智能化一次設備的廠家起步較晚，基礎薄弱。國內大部分電力設備供應商還不具備提供智能化一次設備的技術和能力，產業(yè)鏈的構造還需要一定的周期，給智能化一次設備的發(fā)展帶來了桎梏。 實時網絡通信技術智能變電站大量采用以太網網絡通信技術。如何減少數(shù)據碰撞，提高數(shù)據傳輸?shù)膶崟r性、可靠性、安全性等是需要進一步研究的內容。2智能變電站應用實例——河濱220kV智能變電站河濱220kV變電站嚴格按照國網規(guī)范要求，全站應用IEC61850標準，采用“三層兩網”結構設計。變電站自動化系統(tǒng)在功能上劃分為站控層、間隔層和過程層3個層次。通過“兩網”，即運用制造報文規(guī)范(Manufacturing Message Specification，MMS)技術組網，并應用于站控層和間隔層間通信的MMS網；運用通用面向變電站事件對象(Generic Object Oriented Substation Events，GOOSE)技術組網，并應用于過程層和間隔層間通信的GOOSE網，把3個邏輯層次聯(lián)系起來，如圖2所示。本文以河濱220 kV變電站220kV部分為例進行說明，其他電壓等級功能相通。圖2河濱220 kV變電站自動化系統(tǒng)構成過程層功能指與過程接口的全部功能，裝置典型是與遠方過程接口，如與過程總線連接的輸入/輸出(Input/Output，I/O)、智能傳感器和控制器等。過程層是隨著一、二次設備技術和網絡技術的發(fā)展而出現(xiàn)的，在傳統(tǒng)站內不具備這一邏輯分層。過程層設備主要有非常規(guī)互感器、智能單元、氣體全封閉組合電氣(Gas Insulated Substation，GIS)等。電子式互感器的應用是智能變電站的重要標志，這一技術的出現(xiàn)推動了智能變電站的工程化。本站220 kV、110 kV以及主變壓器高、中壓側部分采用羅氏線圈和電容分壓原理構成的電子式電流互感器(Electronic Current Transducer，ECT)/電子式電壓互感器(Electronic Voltage Transducer，EVT)，互感器輸出毫伏級模擬信號給遠端模塊，遠端模塊進行模擬量/數(shù)字量(Anologe /Digital，A/D）轉換，應用IEC61850448規(guī)約輸出光信號給合并單元。主變低壓側采用了帶鐵心微型電流互感器，輸出150mV保護信號和4V測量信號給采集器，通過集成在采集器中的采集卡輸出光信號給低壓側合并單元。合并單元(Merging Unit，MU)主要用于連接智能化輸出的電子式互感器(遠端模塊)與保護、測控裝置，主要功能是同步采集多路ECT/EVT輸出數(shù)字信號后，按照規(guī)定的格式(IEC 6185092)把采樣測量信息發(fā)送給保護、測控等智能電子設備(Intelligent Electronic Device，IED)MU在設計時主要需滿足3個功能需求：同步、多路數(shù)據處理和通信。本站通過對時網對MU進行統(tǒng)一對時（見圖2），并按照IEC6185092規(guī)約，采用以太網通信方式進行采樣測量值的傳輸。由于采樣信息需實時、循環(huán)發(fā)送，為了保證采樣測量信息的正確、有效，保護、測控裝置直接通過MU進行采樣，不采取網絡傳輸采樣測量值的方式。在相應間隔內對遠端模塊、合并單元和保護、測控裝置進行冗余配置，實現(xiàn)信息冗余，保證了采樣測量信息的完整性和有效性。智能終端采用模塊化的微處理機設計制造，除具備傳統(tǒng)操作箱的功能還具有對于I/O信息的處理、發(fā)送能力，所以也叫智能操作箱。智能終端和匯控柜在開關場組成智能組件柜，由智能終端進行開關量的采集，處理并完成間隔層設備對于刀閘、斷路器的操作控制。由于通過網絡傳輸跳閘報文存在網絡延時等網絡傳輸質量問題，本站采取“直跳”方式，即保護跳閘信息不經過網絡傳輸，由保護裝置直接對智能終端發(fā)命令信號。對于實時性不高的信息，如遙控操作、告警、開關狀態(tài)等，通過網絡進行信息交換。間隔層主要功能是：（1）匯總本間隔過程層實時數(shù)據信息；（2）實施對一次設備的保護控制功能；（3）實施本間隔操作閉鎖功能；（4）實施操作同期及其他控制功能；（5）對數(shù)據采集、統(tǒng)計運算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級別控制；（6）執(zhí)行數(shù)據的承上啟下通信傳輸功能，同時告訴完成與過程層及變電站層的網絡通信功能。首先應明確保護原理不變，由于智能變電站中的智能設備間通過光纖連接且通過電子式互感器對電流/電壓進行采樣，使保護裝置可以通過對過程層數(shù)據的共享和交換來實現(xiàn)保護邏輯聯(lián)系，從而取代傳統(tǒng)變電站中的電氣回路。由于智能終端承擔了部分測控的功能，如開關狀態(tài)信息的處理，使得測控裝置在功能上發(fā)生了一些變化：（1）通過組態(tài)工具，導入對于過程層設備的聯(lián)/閉鎖邏輯，實現(xiàn)間隔層對于過程層設備的邏
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