【正文】 EC 6185091過程層、完整的數(shù)字化變電站。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 本次數(shù)字化變電站實(shí)現(xiàn)方式 特點(diǎn)： 實(shí)現(xiàn)了 IEC61850變電站層、間隔層、 IEC 6185091過程層、完整的數(shù)字化變電站。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 改造目標(biāo)與創(chuàng)新點(diǎn) ? 全數(shù)字化技術(shù)，提高綜合自動化水平。 ? 減少站內(nèi)二次設(shè)備數(shù)量，考慮站內(nèi)設(shè)備整合。 ? 二次設(shè)備布置分散就地化，改變傳統(tǒng)的大控制室設(shè)計。 ? 分布智能技術(shù)保證高速網(wǎng)路處理能力與系統(tǒng)安全性。 ? 驗(yàn)證保護(hù)測控裝置和合并器就地的安全性 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 改造總體規(guī)劃 ? 互感器采用電子式互感器。 ? 分為三個網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)：站控層網(wǎng)絡(luò)、專用 GOOSE網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)。站控層為以太網(wǎng)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、專用 GOOSE網(wǎng)絡(luò)為單光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、過程層為光纖點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 ? 保護(hù)與測控裝置實(shí)現(xiàn)一體化，進(jìn)一步減少設(shè)備數(shù)量 ? 二次設(shè)備就地安裝化，盡量減少控制室內(nèi)屏柜的數(shù)量和電纜數(shù)量，使控制室內(nèi)布置結(jié)構(gòu)更簡單。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 改造總體規(guī)劃 ? 全站通訊采用 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)。采用 GOOSE通信實(shí)現(xiàn)監(jiān)控互聯(lián)閉鎖和保護(hù)的跳閘功能。 ? 對支持電動操作的開關(guān)的智能化一次設(shè)備 ， 采用程序化順控操作 。 ? 要求全站只配置一臺 GPS， 供全站設(shè)備對時用。工作站通過串口接收 GPS時間信息，采用 SNTP協(xié)議對間隔層二次設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對時。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 改造的可行性 ? 數(shù)字化變電站的基本還是按照一次設(shè)備的間隔布置 ， 公用設(shè)備相對說來比較少 ， 主要需要解決 PT、 主變的問題 。 ? 現(xiàn)行的數(shù)字化保護(hù)從原有的傳統(tǒng)保護(hù)繼承而來 ，內(nèi)部算法 、 邏輯等都還是相同的 ， 不存在全新的保護(hù)配置問題 。 ? 制造廠商也考慮到了數(shù)字化遷移的問題 ， 在CT/PT合并單元設(shè)計的時候 ， 一般可兼容傳統(tǒng)5A/1A/100V信號的輸入 ， 使得在改造過程中可以利用合并單元 ， 使傳統(tǒng)保護(hù)和數(shù)字化保護(hù)同時運(yùn)行 ， 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 改造的可行性 ? 監(jiān)控部分由于實(shí)現(xiàn)了 IEC61850規(guī)約 ， 可以通過通訊實(shí)現(xiàn)操作聯(lián)閉鎖等功能 ， 不需要跨間隔信號采集 ， 僅在調(diào)試時需把公用信號涉及的裝置先行調(diào)試完畢即可 ， 各間隔直接利用 IEC61850配置即可 。 ? 與監(jiān)控中心的規(guī)約仍然為傳統(tǒng)規(guī)約 (101或 104等 )， 現(xiàn)行設(shè)備可以將 IEC61850規(guī)約轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)規(guī)約 ， 不會影響監(jiān)控中心對變電站的監(jiān)視與控制 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 具體改造方案 按 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)變電站層、間隔層、過程層 基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)備布置方式不同和電子式互感器在改造站應(yīng)用規(guī)模的不同，本次共給出三種方案參考。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 三種改造方案 ? 全站采用電子式互感器，主變和 110kV部分的保護(hù)測控裝置和合并器安放在室內(nèi)集中組屏，同時安放一套 110kV的保護(hù)和合并單元放在室外掛網(wǎng)運(yùn)行 。 ? 全站采用電子式互感器，主變和 110kV部分的保護(hù)測控裝置和合并器全部分散就地安裝在室外端子箱內(nèi)。 ? 主變和 110kV部分仍采用電子式互感器， 10kV部分采用傳統(tǒng)的互感器，主變部分的保護(hù)測控裝置， 110kV部分測控裝置和合并器安放在室內(nèi)集中組屏，智能單元就地安裝在室外端子箱內(nèi) 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案一裝置布置示意圖 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案一的優(yōu)越性 ? 采用光電 CT/PT， 不含鐵心 ， 消除了磁飽和 、 鐵磁諧振等問題 ， 提高了保護(hù)動作可靠性 。 提高了測量精度 ， 可同時滿足計量和繼電保護(hù)的要求 。 避免出現(xiàn)如 CT開路損壞設(shè)備 ， 二次回路兩點(diǎn)接地等的情況。 ? 用光纖通訊代替硬接線 ， 除少數(shù)的電源電纜 、 光纜外不再有其它線纜 ， 二次系統(tǒng)接線非常簡化 ， 減少了工程投資 。 ? 模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸 ， 抗干擾能力強(qiáng) ， 減少了傳輸中引起的誤差 。 ? 對于合并單元、主變保護(hù)和 110kV保護(hù)集中組屏方式，一是運(yùn)行可靠性得到保障；二是便于維護(hù)和管理。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 可能存在的問題 ? 就地安裝的智能終端工作在室外 ， 受外界環(huán)境溫度、 濕度 、 灰塵 、 電磁干擾的影響可能較大 。 ? 開關(guān)量輸入 、 控制輸出 、 測控 、 保護(hù)各裝置間聯(lián)閉鎖信息 (GOOSE信息 )使用光纖以太網(wǎng)傳輸 ， 存在由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的沖突 、 延遲等造成保護(hù)聯(lián)動的延遲的可能性 。 ? 合并單元需要時間精確同步 ， 如果失去同步 ， 會使數(shù)據(jù)采集不同步 ， 從而有造成保護(hù)誤動的可能 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案二裝置布置示意圖 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案二的優(yōu)越性 與方案一比較 ， 兩者最大的區(qū)別在于將合并單元與保護(hù)全部就地布置 ， 由于合并單元 、 主變保護(hù)和 110kV保護(hù)分散布置 ， 就地安裝 ， 這樣大大減少了室內(nèi)二次設(shè)備數(shù)量 ， 完全做到二次設(shè)備分散就地化布置 。 其余的優(yōu)越性同方案一 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 存在的問題 室外端子箱能否提供合并器和保護(hù)測控裝置正常工作的環(huán)境 ？ 答： 采用普通雙層端子箱 根據(jù)我們多方了解 ， 目前南自廠推薦使用的室外端子箱是由南通星源生產(chǎn)的 ， 通過我們與制造商的溝通 ， 安裝智能終端獨(dú)立的控制箱采用雙層不銹鋼箱體， 可以有效防止?jié)穸?、 灰塵 、 電磁干擾的影響 ， 箱體外層可以反射大部分陽光輻射 ， 內(nèi)層僅有熱的傳導(dǎo) ，內(nèi)外層間自然對流通風(fēng) 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 普通雙層端子箱 存在問題： a、 制造廠目前拿不出該室外端子箱的檢測 、 試驗(yàn)報告 ， 無法得到可信的技術(shù)參數(shù) （ 合并單元工作環(huán)境要求： 工作溫度 ， 10－ 40℃ ， 相對濕度 ， 5％～ 95％ ；保護(hù)測控裝置工作環(huán)境要求：工作溫度， 1070℃ ， 相對濕度 ， ≤ 95%；大氣壓力 ， 80110KPa。 ） ， 經(jīng)過我們與廠家技術(shù)人員溝通 ， 該箱體能夠保證箱內(nèi)溫度高于室外 3至 4度左右 。 （淮安地區(qū)夏天室外溫度能夠達(dá)到 38℃ ） b、 即使該端子箱能夠滿足工作環(huán)境要求 ， 也需要考慮該端子箱長期穩(wěn)定運(yùn)行問題 ， 一旦端子箱故障， 將危及箱內(nèi)保護(hù) 、 測控系統(tǒng)正常運(yùn)行 。 c、 雨天 、 高溫時箱內(nèi)智能設(shè)備檢修工作很難開展 。故我們不建議采用 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 采用特制的室外端子箱 根據(jù)我們了解 ， 上海威圖電子機(jī)械有限公司有這種產(chǎn)品 ， 它箱體材料為雙層鎂鋁合金材料 ， 可以有效防止?jié)穸?、 灰塵 。 配備雙臺冷卻機(jī) ， 使用交流220V電源工作 ， 每臺冷卻機(jī)配備一個溫度傳感器 ，兩個傳感器設(shè)定的溫度相差 1～ 2℃ ， 當(dāng)柜內(nèi)溫度達(dá)到傳感器設(shè)定的溫度時 ， 啟動冷卻機(jī)工作 ， 當(dāng)柜內(nèi)溫度小于 25℃ 時 ， 冷卻機(jī)停止工作 ， 這樣可以確保柜內(nèi)環(huán)境要求達(dá)到合并器和保護(hù)的正常工作環(huán)境 。箱體尺寸 1200 900 600（ 高 寬 深 ） 。 整個箱體達(dá)到防護(hù)等級 IP55,符合 EN60 52 NEMA 3R要求。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 特制室外端子箱 存在問題 ? 每面柜體包括所有附件單價大概為 8萬元左右 。 從運(yùn)行可靠性和日常維護(hù)考慮 ， 這種特制端子箱需要日常維護(hù) ， 反而增加了變電站設(shè)備維護(hù)工作量， 這與數(shù)字化變電站建設(shè)初衷不符 。 且箱內(nèi)如果控制溫度 、 濕度的冷卻機(jī)都出現(xiàn)故障 ， 會直接影響到箱內(nèi)設(shè)備 ， 帶來不確定的安全隱患 。 ? 雨天 、 高溫時箱內(nèi)智能設(shè)備檢修工作很難開展 。 ? 另外從項(xiàng)目推廣意義上考慮 ， 采用這種對環(huán)境要求較高的室外端子箱成本造價較高 。 此次科技項(xiàng)目工程可以考慮試點(diǎn) ， 但不適用于今后大面積推廣使用 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案一、二的網(wǎng)絡(luò)示意圖 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 室外光纜路徑方案 ? 方案⑴ 采用按間隔 “ 點(diǎn)對點(diǎn) ” 方式，每間隔光纜經(jīng)過端子箱內(nèi)熔接盒匯為一根 24芯（ 48芯）光纜分別進(jìn)入控制室內(nèi)； ? 方案 ⑵ 將室外 110kV線路、分段及主變高壓側(cè)間隔光纜經(jīng)光纖接續(xù)包匯為兩根 96芯光纜進(jìn)入控制室內(nèi)，主變本體端子箱由于離室外其它間隔較遠(yuǎn)而離控制室很近，其光纜單獨(dú)進(jìn)控制室。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案一示意圖 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案二示意圖 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 室外光纜路徑方案比較 ? 方案 ⑴ 間隔界面清晰 ， 安全性較高 ， 經(jīng)濟(jì)性 、 美觀性稍差 ， 但施工難度小 ， 有利于運(yùn)行維護(hù) ， 在現(xiàn)場得到普遍應(yīng)用； ? 方案 ⑵ 經(jīng)濟(jì)性 、 美觀性較好 ， 但施工難度很大 ，光纖接續(xù)包在通訊上應(yīng)用很普遍 ， 但在數(shù)字化變電站內(nèi)應(yīng)用無實(shí)際經(jīng)驗(yàn) ， 可靠性有待驗(yàn)證 ， 一旦接續(xù)包或 96芯光纜發(fā)生故障 ， 影響面較大 ， 對該方案及光纖接續(xù)包的可靠性還需進(jìn)一步論證 。 ? 故本期改造擬選擇方案 ⑴ 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案三裝置布置示意圖 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案三的網(wǎng)絡(luò)示意圖 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 方案三的優(yōu)越性 ? 方案 3與方案 2比較由于在 10kV側(cè)仍然采用傳統(tǒng)互感器 ， 使得改造成本降低 。 是今后低壓變電站如何實(shí)現(xiàn)低成本最優(yōu)化的數(shù)字化改造提供參考 。 ? 另外考慮到 10kV出線大多為專線用戶 ， 在電度計量方面容易讓現(xiàn)有用戶接受 。 ? 用光纖通訊代替硬接線 ， 除少數(shù)的電源電纜 、 光纜外不再有其它線纜 ， 二次系統(tǒng)接線非常簡化 ， 減少了工程投資 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 改造前 改造后 設(shè)備屏 設(shè)備屏連接 電纜 光纖 設(shè)備屏 現(xiàn)場端子箱連接 電纜 光纖 一次設(shè)備 端子箱的連接 電纜 電纜 CT， PT回路 電纜 光纖 數(shù)字化改造前后比較 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字化變電站改造難點(diǎn)問題 ? 光電式 CT/PT運(yùn)行穩(wěn)定性 、 可靠性 。 ? 合并單元需要時間精確同步 。 ? 目前數(shù)字化變電站合理的組網(wǎng)方式 。 ? 傳統(tǒng) CT/PT和電子式 CT/PT如何同時運(yùn)用 。 ? 傳統(tǒng)站改造為全數(shù)字化變電站的困難 。 數(shù)字化變電站技術(shù)培訓(xùn) 謝謝大家 !