文档介绍：110kV数字化变电站
自动化系统设计

目录
1. 数字化变电站简介 2
2. 一次设备构成 3
3. 系统功能 3
站控层功能 4
间隔层功能 4
过程层功能 4
4. 数字化变电站自动化各层配置方案 4
站控层设备配置方案 4
间隔层设备配置方案 5
过程层设备配置方案 6
5. 数字化变电站自动化系统网络架构 6
6. 全站时钟同步系统 7
7. 设备清单 9
参考文献 10
110kV数字化变电站自动化系统设计
数字化变电站简介
数字化变电站采用低功率、紧凑型、数字化的新型电流和电压互感器代替常规TA和TV;将高电压、大电流直接变换为低电平信号或数字信号,利用高速以太网构成变电站数据采集及传输系统,实现基于IEC61850标准的统一信息模型,并采用智能断路器控制等技术,使得变电站自动化技术在常规变电站自动化技术的基础上实现了巨大跨越。
数字化变电站有数据采集数字化、系统分层分布化、系统建模标准化、信息交互网络化、信息应用集成化、设备检修状态化、设备操作智能化等技术特征[1]。
与数字化变电站相比,常规变电站传输二次侧电信号距离较远,要求使用的二次侧电缆横截面积较大,由于二次设备独立采集电量信号的特点,使得模拟式二次回路接线复杂。而数字化变电站将采集装置安装在一次设备附近或者直接集成在一次设备上,可以大量节约电缆,使得变电站结构简单。对于超高压、特高压输电系统,对常规互感器的绝缘水平要求较高,对常规互感器的技术水平要求很高,增加了制造成本,而电子式互感器本身具有隔离一次和二次设备的特性,可以显著地降低成本,因此在越高电压等级电子式互感器的优越性体现的越明显。
根据国家电网公司对智能电网发展的规划,智能电网将成为以后电网发展的趋势,而作为电网中重要结点的变电站,其智能化水平对智能电网的影响非常大,因此,数字化变电站是目前新建、改造工程的必要选择。
一次设备构成
本数字化变电站分为110kV和10kV两个电压等级,110kV和10kV母线均为单母分段外桥接线方式,一次设备包括一条110kV联络线、两条110kV进线、一条110kV分段、两条110kV母线、两台110kV/10kV变压器、两条10kV母线、一条10kV分段、3条10kV出线。一次结构图如图1所示。除了图中的一次设备外,还有ECT,EPT等
一次设备。
系统功能
本数字化变电站自动化系统采用“三层两网”结构,即站控层、间隔层、过程层、位于站控层网络、过程层网络,两层网络物理上相互独立,减少相互之间的影响。
站控层功能
站控层的主要功能为变电站提供运行、管理、工程配置的人机界面,并记录变电站的相关信息。具体功能如下:
汇集全站实时数据信息,不断刷新实时库,按一定时间间隔录入历史数据库进行保存,方便查询分析
将调度所需数据按既定规约传送至远方调度中心,并且接受调度下发的控制命令,转至间隔层、过程层,最终作用于一次设备。
根据运行方式要求,具备全站防误闭锁功能,并能根据运行方式的改变修改防误规则库。
当地监控具备人机界面,方便在当地对全站信息进行查看,并且具备操作、打印、报警等功能,甚至具备图像、声音等多媒体功能。
能够对间隔层设备参数进行查询、修改、控制等功能。
间隔层功能
汇总本间隔过程层上送的实时信息。
对本间隔一次设备进行保护控制。
具备间隔闭锁功能,防止误操作。
具备同期操作功能,可在就地修改装置参数。
完成与过程层网络和站控层网络的通讯功能。
过程层功能
完成电力系统运行时的实时电气量检测和运行设备的状态参数检测,并将其所采集到的信息上送至间隔层设备。
完成间隔层设备的保护、控制命令,直接作用于一次设备[2]。
数字化变电站自动化各层配置方案
站控层设备配置方案
站控层设备包括五防工作站、操作员站、工程师站、远动机,在站控层网络上安装一台网络打印机。各设备之间以及与间隔层设备之间基于IEC61850标准进行通讯,即以MMS报文形式进行通讯。
五防工作站具有一次接线图,画面上设备运行情况和实际运行情况一致,具有涵盖全站多种运行方式的所有规则库。值班员需要就地操作时,应先在五防工作站上进行模拟操作,待五防工作站判断操作顺序正确后再进行就地操作或者从操作员站上进行遥控操作。
操作员站画面涵盖所有电气设备以及设备的运行参数,供值班人员查看,能够存储历史数据,以备后期使用。
工程师站具有调取间隔层保护装置定值、远方修改定值、打印定值等功能。
远动机收集站内信息,将调度所需数据以既定规约的方式发送给远方调度中心,并将调度下发的控制命令转发至间隔层、过程层,最终作用于一次设备。
保护信息子站收集站内保护动作信息、开