數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)解決方案-南瑞

1、數(shù)字化變電站的體系結(jié)構(gòu)與通訊網(wǎng)絡(luò) IEC61850將數(shù)字化變電站分為過程層、間隔層和站控層，各層內(nèi)部及各層之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信。整個(gè)系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)可以分為：站控層和間隔層之間的間隔層通訊網(wǎng)、以及間隔層和過程層之間的過程層通訊網(wǎng)。站控層通信全面采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)控后臺(tái)、遠(yuǎn)動(dòng)通信管理機(jī)和保護(hù)信息子站均可直接接入IEC61850裝置。同時(shí)提供了完備的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6規(guī)范的SCL文件，可在不同廠家的工程工具之間進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交互。間隔層通訊網(wǎng)采用星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在該網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)跨間隔的橫向聯(lián)鎖功能。110kV及以下電壓等級(jí)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可采用單以太

2、網(wǎng)，110kV以上電壓等級(jí)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)需采用雙以太網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)采用IEC61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，非IEC61850規(guī)約的設(shè)備需經(jīng)規(guī)約轉(zhuǎn)換后接入。考慮到傳輸距離和抗干擾要求，各繼電小室與主控室之間應(yīng)采用光纖，而在各小室內(nèi)部設(shè)備之間的通訊則可采用屏蔽雙絞線。根據(jù)過程層的不同需求，我們提供了以下兩種數(shù)字化變電站解決方案。2.1      支持電子式互感器和GOOSE的數(shù)字化變電站 如圖2-1所示，在過程層采用電子式PT/CT以及智能化開關(guān)設(shè)備，變電站所有裝置的交流采樣數(shù)據(jù)通過與MU合并單元通信獲得，各種測(cè)量與保護(hù)裝置的交流采樣部分全部取消，通過

3、GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)跳合閘和保護(hù)間配合信號(hào)，全站使用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信息交互。該方案的組網(wǎng)原則主要包含以下幾點(diǎn)：1)     監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)使用星型獨(dú)立雙網(wǎng)。星型網(wǎng)絡(luò)相比環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、配置簡(jiǎn)潔，且降低了網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴形成的風(fēng)險(xiǎn)；2)     由于數(shù)字化變電站中的過程層通訊網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾?，過程層通訊網(wǎng)需要和間隔層通訊網(wǎng)從物理上分開。過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)采用星型雙光纖以太網(wǎng)，與站控層分開組網(wǎng)。對(duì)于超高壓變電站，推薦按電壓等級(jí)分開組網(wǎng)。同一電壓等級(jí)的GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接在一起，可以充分保證GOOSE的信息共享的

4、特點(diǎn)；3)     電子式互感器模擬量數(shù)據(jù)傳輸采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的符合IEC60044-8標(biāo)準(zhǔn)的光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。確保了模擬采樣值傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性。 圖2-1支持電子式互感器和GOOSE的數(shù)字化變電站解決方案2.2      支持電子式互感器和智能控制柜的數(shù)字化變電站 圖2-2支持電子式互感器和智能控制柜的數(shù)字化變電站解決方案在該方案中，通過PCS-9820GIS智能控制裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)一次和二次設(shè)備的智能化控制，將二次保護(hù)測(cè)控和GIS的智能控制功能有機(jī)整合后下放至GIS本體旁，對(duì)上按IEC

5、61850規(guī)范接入站控層設(shè)備，對(duì)下與開關(guān)機(jī)構(gòu)之間通過電纜連接接插端子，整個(gè)方案大大減少了控制電纜，優(yōu)化了二次回路，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)功能。同時(shí)滿足和體現(xiàn)了數(shù)字化變電站的可靠性和先進(jìn)性。3         電子式互感器3.1      簡(jiǎn)介 電子式互感器是具有模擬量電壓輸出或數(shù)字量輸出，供頻率15Hz-100Hz的電氣測(cè)量?jī)x器和繼電保護(hù)裝置使用的電流或電壓互感器。按照IEC60044-7/8的定義，電子式互感器是由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)電流

6、或電壓傳感器組成，用于傳輸正比于被測(cè)量的量，供給測(cè)量?jī)x器儀表和保護(hù)或控制裝置使用的裝置。電子式互感器通常由傳感模塊（安裝在遠(yuǎn)端一次側(cè)，又稱為遠(yuǎn)端模塊）和合并單元（又稱為合并器）組成。根據(jù)傳感模塊是否需要供電來劃分，可分為有源式電子互感器和無源式電子互感器。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合以及整體結(jié)構(gòu)的差異來劃分，可分為GIS結(jié)構(gòu)電子式互感器、AIS結(jié)構(gòu)電子式互感器和直流電子式互感器。目前有較多工程應(yīng)用的為有源式電子互感器，其主要利用電磁感應(yīng)等原理感應(yīng)被測(cè)信號(hào)，如基于羅戈夫斯基（Rogowski）線圈和低功率線圈的電子式電流互感器；基于電阻、電容、電感分壓的電子式電壓互感器。這種互感器傳感頭部分具有需用電源的電子電

7、路，用于GIS或者罐式斷路器更方便，對(duì)于AIS應(yīng)用場(chǎng)合，則采用取能線圈或激光供能的辦法，以解決電源問題。電子式互感器通過合并單元為間隔級(jí)設(shè)備提供電流和電壓信號(hào)，數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，目前主流的傳輸標(biāo)準(zhǔn)包括：IEC60044-8（FT3格式）、IEC61850-9-1和IEC61850-9-2。對(duì)于保護(hù)、特別是差動(dòng)保護(hù)等應(yīng)用場(chǎng)合宜應(yīng)用可靠性較高的IEC60044-8標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于需要信息共享的應(yīng)用場(chǎng)合，可以應(yīng)用互操作性較好的IEC61850-9-1等標(biāo)準(zhǔn)。電子式電流互感器模擬量輸出標(biāo)準(zhǔn)值為22.5、150、200、225mV（保護(hù)用）和4V（測(cè)量用），數(shù)字量輸出標(biāo)準(zhǔn)值為2D41H（測(cè)量用）和01C

8、FH（保護(hù)用）。各廠家提供的電子式互感器輸出必須滿足以上標(biāo)準(zhǔn)。電子式互感器的精度等級(jí)：測(cè)量用CT的標(biāo)準(zhǔn)精度為0.1、0.2、0.5、1、3、5級(jí)，供特殊用途的為0.2S和0.5S級(jí)；保護(hù)用CT的標(biāo)準(zhǔn)精度為5P，10P和5TPE ，其中5TPE的特性考慮短路電流中具有非周期分量的暫態(tài)情況，其穩(wěn)態(tài)誤差限值與5P級(jí)常規(guī)CT相同，暫態(tài)誤差限值與TPY級(jí)常規(guī)CT相同。由于各個(gè)間隔的電子式互感器獨(dú)立工作，為獲得在同一時(shí)刻的電流、電壓瞬時(shí)值，需要在各個(gè)遠(yuǎn)端模塊之間實(shí)現(xiàn)同步。我們的方案是：在合并單元通過插值算法，實(shí)現(xiàn)采樣同步。這種方案能在保證同步精度的前提下不依賴于任何外部同步時(shí)鐘源，具有較高的可靠性。3.2

9、      PCS-9250系列電子式互感器 PCS-9250系列電子式互感器包括10kV500kV不同電壓等級(jí)的獨(dú)立型電子式電流電壓互感器及GIS用電子式電流電壓互感器。電流互感器的額定二次輸出為2D41H（測(cè)量）/01CFH（保護(hù)），測(cè)量精度為0.2s/5TPE，電壓互感器的額定二次輸出為2D41H，測(cè)量精度為0.2/3P。PCS-9250系列電子式互感器主要包含以下產(chǎn)品。產(chǎn)品名稱型號(hào)GIS用電子式電流互感器PCS-9250-EGCGIS用電子式電壓互感器PCS-9250-EGVGIS用電子式電流電壓組合互感器PCS-9250-EGI獨(dú)立型

10、電子式電流互感器PCS-9250-EAC獨(dú)立型電子式電壓互感器PCS-9250-EAV獨(dú)立型電子式電流電壓組合互感器PCS-9250-EAI直流電子式電流互感器PCS-9250-EACD中低壓電子式電流互感器PCS-9250-LAC中低壓電子式電壓互感器PCS-9250-LAV3.3      傳感模塊的配置方案 由于電子式互感器中不再有繞組的概念，傳感模塊的配置決定了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性?？紤]到雙重化保護(hù)的需要，保護(hù)傳感模塊，包括采樣線圈、A/D轉(zhuǎn)換、電源等必須雙重化獨(dú)立配置，測(cè)量傳感模塊可以單獨(dú)配置。典型的配置結(jié)構(gòu)如下圖所示：(淺色為保護(hù)采樣線

11、圈、深色為測(cè)量采樣線圈)圖3-1電子式互感器配置方案3.4      PCS-221系列合并單元的配置 合并單元的配置根據(jù)保護(hù)要求可以選擇雙重化配置和單配置，一個(gè)典型的110kV變電站合并單元配置如圖3-2所示：下圖以變電站的4個(gè)典型間隔為例進(jìn)行了配置說明，線路間隔、主變間隔、母聯(lián)間隔配置電子式電流電壓互感器PCS-9250-EGI，母線PT間隔配置電子式電壓互感器PCS-9250-EGV，其安裝位置如圖所示合并單元(MU)PCS-221除主變間隔因參與變壓器保護(hù)雙重化需配置兩套合并單元MU2A，MU2B外，其余線路、母聯(lián)、PT間隔合并單元均為

12、單一配置。線路間隔合并單元MU1對(duì)本間隔送出的電流、電壓信號(hào)及母線PT間隔MU4,MU5送出的母線電壓信號(hào)進(jìn)行包括電壓切換、合并等功能的處理后給各保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、計(jì)量裝置使用。母聯(lián)間隔合并單元MU3對(duì)本間隔送出的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行合并處理后給各保護(hù)裝置、測(cè)控裝置使用。主變間隔的合并單元MU2A對(duì)本間隔送出的電流、電壓信號(hào)及母線PT間隔MU4,MU5送出的母線電壓信號(hào)進(jìn)行包括電壓切換、合并等功能的處理后給變壓器第一套保護(hù)裝置、測(cè)控裝置使用。MU2B對(duì)本間隔送出的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行合并處理后給變壓器第二套保護(hù)裝置使用。母線PT間隔的MU分別接入來自兩條母線上的電壓信號(hào)并實(shí)現(xiàn)電壓并列功能，電壓并

13、列功能不再需要單獨(dú)裝置完成。 圖3-2110kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)合并單元典型配置圖3-3220kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)合并單元典型配置220kV變電站也以4個(gè)典型間隔為例進(jìn)行了配置說明，如圖3-3所示。線路間隔、主變間隔、母聯(lián)間隔配置電子式電流電壓互感器PCS-9250-EGI，母線PT間隔配置電子式電壓互感器PCS-9250-EGV，其安裝位置如圖所示，合并單元(MU)PCS-221因保護(hù)雙重化需要，線路間隔、主變間隔、母聯(lián)間隔各配置兩套合并單元，母線PT間隔各配置一套合并單元分別接入來自兩條母線上的電壓信號(hào)，并在其各自的合并單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)電壓并列功能，因此電壓并列功能不再需要其它單獨(dú)裝置

14、來完成。對(duì)于雙母接線或者分段接線，電壓切換和電壓并列功能可以考慮分別在母線PT的合并單元和進(jìn)出線間隔的合并單元中來完成。3.5      低壓側(cè)的考慮 對(duì)于低電壓等級(jí)，電子式互感器的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)不明顯，而且各個(gè)間隔間的電流和電壓信號(hào)基本上不需要在多個(gè)間隔層設(shè)備之間共享，不必對(duì)電流和電壓信息進(jìn)行數(shù)字化后再以IEC61850（或者IEC60044-8）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行傳輸。對(duì)于低電壓等級(jí)，可以仍采用常規(guī)互感器，或者采用低功率輸出的新型互感器并以就地安裝的間隔層設(shè)備想配合，間隔層設(shè)備采用數(shù)字化接口支持IEC61850規(guī)約。4  

15、0;      PCS-9820 GIS智能控制裝置 PCS-9820A智能控制裝置是專為實(shí)現(xiàn)對(duì)110KV-500KV GIS設(shè)備的智能控制而設(shè)計(jì)開發(fā)的，以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS設(shè)備的位置信號(hào)采集和監(jiān)視、模擬量信號(hào)采集與顯示、遠(yuǎn)方/就地控制、信號(hào)與操作事件記錄與上傳、諧波分析、儲(chǔ)能電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制、在線監(jiān)測(cè)、基于網(wǎng)絡(luò)通訊的軟件聯(lián)鎖等一系列功能。將傳統(tǒng)的二次測(cè)控功能與GIS監(jiān)控有機(jī)結(jié)合在一起，聯(lián)合組屏設(shè)計(jì)、優(yōu)化控制回路，構(gòu)成智能的控制功能，并可與RCS-900系列保護(hù)裝置一起組屏安放于GIS旁，構(gòu)成保護(hù)及智能一體化控制柜，實(shí)現(xiàn)面向間隔的保護(hù)

16、、測(cè)控和GIS智能控制一體化。PCS-9820智能控制裝置可與保護(hù)裝置一起組屏安放于GIS旁，構(gòu)成保護(hù)及智能控制柜，實(shí)現(xiàn)面向間隔的保護(hù)、測(cè)控和GIS智能控制一體化。圖4-1基于智能控制柜的典型設(shè)計(jì)如上圖，新方案將保護(hù)、測(cè)控和GIS智能控制集成于智能控制柜中，安放在GIS室，對(duì)下與GIS機(jī)構(gòu)通過標(biāo)準(zhǔn)化的接插端子連接，優(yōu)化了二次回路的設(shè)計(jì)，對(duì)上節(jié)省了大量電纜,通過一根光纜直接與主控室連接,構(gòu)成了基于一次設(shè)備智能化的數(shù)字化變電站。GIS智能化控制柜的優(yōu)勢(shì)如下：1)     節(jié)約了電纜等設(shè)備投資以及相應(yīng)的施工投資；數(shù)字化變電站建設(shè)的一個(gè)主要現(xiàn)實(shí)目標(biāo)是為了減少變電

17、站內(nèi)控制電纜的數(shù)量，一方面由于原材料的漲價(jià)，電纜成本越來越高，一方面，光纜電磁兼容性能遠(yuǎn)好于電纜，能顯著提高變電站內(nèi)信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。另外，變模擬信號(hào)為數(shù)字信號(hào)能大大增加傳輸?shù)膸捄托畔⒘俊?)     節(jié)約了保護(hù)小室及主控室等的占地面積和投資；應(yīng)用智能化GIS控制柜使得保護(hù)控制下放成為可能，從而能夠顯著減少保護(hù)小室和主控室的占地面積，這對(duì)一些需要盡量減少變電站土地的城市變電站和地下變電站來說有明顯的效益。3)     GIS智能控制柜優(yōu)化了二次回路和結(jié)構(gòu)；原來由于一次和二次的專業(yè)細(xì)分，使得原傳統(tǒng)匯控柜內(nèi)的許多功能

18、與保護(hù)控制二次中的功能相重復(fù)，例如防跳、壓力閉鎖、三相不一致等等?；谝欢握系腉IS智能控制柜能夠有效地取消和簡(jiǎn)化冗余回路，提高了整個(gè)二次回路的可靠性。4)     智能控制裝置提供了強(qiáng)大的系統(tǒng)交互性；引入智能控制裝置以后，友好的中文液晶人機(jī)界面以及豐富的自檢和就地操作報(bào)告功能，使得運(yùn)行維護(hù)人員無論在就地還是遠(yuǎn)方都能及時(shí)了解GIS的運(yùn)行情況。5)     聯(lián)調(diào)在出廠前完成，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作量減少；傳統(tǒng)方案中，一次設(shè)備和二次設(shè)備的電纜連接和調(diào)試只能到現(xiàn)場(chǎng)后完成，調(diào)試周期比較長(zhǎng)，新方案中一二次設(shè)備聯(lián)調(diào)在廠內(nèi)完成，到現(xiàn)場(chǎng)

19、后調(diào)試工作量極小。能夠顯著地縮短投運(yùn)周期。6)     一次二次聯(lián)合設(shè)計(jì)，減輕了設(shè)計(jì)院的負(fù)擔(dān)；原來一次和二次設(shè)備分別有雙方廠家分別出圖，中間的電纜信號(hào)連接由設(shè)計(jì)院完成，應(yīng)用一二次結(jié)合的新方案后，由兩個(gè)廠家聯(lián)合出圖并對(duì)圖紙的正確性負(fù)責(zé)。7)     基于通訊和組態(tài)軟件的聯(lián)鎖功能比傳統(tǒng)硬接點(diǎn)聯(lián)鎖方便；智能控制裝置能夠采集到間隔內(nèi)所有刀閘位置，且間隔間也有光纜連接，所以可以方便地實(shí)現(xiàn)基于軟件和通訊的聯(lián)鎖，與傳統(tǒng)硬接點(diǎn)聯(lián)鎖相比，能顯著減輕調(diào)試工作量、減少機(jī)構(gòu)輔助接點(diǎn)數(shù)量，提高系統(tǒng)的可靠性。8)  

20、60;  縮小了與互感器的電氣距離，減輕了互感器的負(fù)載；新方案下互感器與保護(hù)控制設(shè)備的電氣距離大大縮短，使得互感器的容量選擇更為容易，也為小功率互感器（LPCT）的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。9)     豐富的變送器接入方式以及智能平臺(tái)提供了強(qiáng)大的在線監(jiān)測(cè)功能；能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)氣壓，溫度，密度，分合閘回路電流等反應(yīng)GIS性能的重要信息。在此基礎(chǔ)上變實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。5         適用于數(shù)字化變電站的二次設(shè)備 PCS-900系列保護(hù)、保護(hù)測(cè)控和故障錄波裝置是南瑞繼保電氣有限公司開

21、發(fā)的新一代全面支持?jǐn)?shù)字化變電站的智能化電子設(shè)備。裝置支持電子式互感器和常規(guī)互感器，支持GOOSE通信方案，支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代IEC61850變電站通訊標(biāo)準(zhǔn)。序號(hào)裝置型號(hào)描述功能及特點(diǎn)1PCS-931數(shù)字式超高壓線路成套快速保護(hù)裝置，可用作220kV及以上電壓等級(jí)輸電線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。Ø         以分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)為主體的快速主保護(hù)Ø      &#

22、160;  由工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速段保護(hù)Ø         由三段式相間和接地距離及多個(gè)零序方向過流構(gòu)成的全套后備保護(hù)Ø         有分相出口，配有自動(dòng)重合閘功能, 對(duì)單或雙母線接線的開關(guān)實(shí)現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合重合閘2PCS-902數(shù)字式超高壓線路成套快速保護(hù)裝置，可用作220kV及以上電壓等級(jí)輸電線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。Ø    

23、60;    以縱聯(lián)距離和零序方向元件為主體的快速主保護(hù)Ø         由工頻變化量距離元件構(gòu)成快速段保護(hù)3PCS-941數(shù)字式輸電線路成套保護(hù)測(cè)控一體化裝置，可用作110kV電壓等級(jí)輸電線路的主保護(hù)及后備保護(hù)，并可在一套裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)110kV線路間隔的測(cè)控功能。Ø         完整的三段相間和接地距離保護(hù)Ø     &#

24、160;   四段零序方向過流保護(hù)和低周保護(hù)Ø         三相一次重合閘功能、過負(fù)荷告警功能、頻率跟蹤采樣功能Ø         配置跳合閘操作回路以及交流電壓切換回路Ø         以縱聯(lián)距離和零序方向元件為主體的快速主保護(hù)4PCS915微機(jī)母線保護(hù)，適用于各種電壓等級(jí)的雙母單分段主接線方式，母線

25、上允許所接的線路與元件數(shù)最多為13個(gè)（包括母聯(lián)和分段）。Ø         母線差動(dòng)保護(hù)Ø         母聯(lián)充電保護(hù)Ø         母聯(lián)過流保護(hù)Ø         母聯(lián)死區(qū)保護(hù)Ø   

26、0;     母聯(lián)失靈保護(hù)Ø         斷路器失靈保護(hù)5PCS-923數(shù)字式斷路器失靈起動(dòng)及輔助保護(hù)裝置，也可作為母聯(lián)或分段開關(guān)的電流保護(hù)。Ø         失靈起動(dòng)Ø         三相不一致保護(hù)Ø      

27、;   兩段相過流保護(hù)Ø         兩段零序過流保護(hù)Ø         充電保護(hù)Ø         可經(jīng)壓板和軟件控制字分別選擇投退6PCS-978數(shù)字式變壓器保護(hù)適用于220kV及以上電壓等級(jí)，需要提供雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)的各種接線方式的變壓器。Ø   &#

28、160;     穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)Ø         差動(dòng)速斷Ø         工頻變化量比率差動(dòng)Ø         復(fù)合電壓閉鎖方向過流Ø         零序方向過流Ø 

29、0;       零序過壓Ø         間隙零序過流7PCS-974A數(shù)字式變壓器保護(hù)適用于220kV及以上電壓等級(jí)，需要提供雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)的各種接線方式的變壓器。Ø         非電量保護(hù)Ø         非全相保護(hù)Ø 

30、60;       失靈保護(hù)8PCS-997用于電力系統(tǒng)故障動(dòng)態(tài)過程的記錄，其主要任務(wù)是記錄系統(tǒng)大擾動(dòng)發(fā)生后的有關(guān)系統(tǒng)電參量的變化過程及繼電保護(hù)與安自動(dòng)裝置的動(dòng)作行為。Ø         本裝置采用了分布式體系，尤其適合廣域的多個(gè)廠站的系統(tǒng)量測(cè)和記錄Ø         硬件軟件真正實(shí)現(xiàn)了模塊化結(jié)構(gòu)，拼裝靈活、通用性強(qiáng)，能夠批量生產(chǎn)，裝置硬件、軟件設(shè)計(jì)有多重可

31、靠性措施，保證了裝置具有高度的可靠性9PCS-221與電子式互感器配合使用的數(shù)據(jù)采集發(fā)送單元，并具備計(jì)算及錄波等功能。Ø         電子式互感器將一次系統(tǒng)的電壓、電流量轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)端模塊可以直接采樣的弱電量Ø         遠(yuǎn)端模塊采樣后經(jīng)光纖發(fā)送給合并單元Ø         合并單元重新組幀后遵循IEC60044-8定義的

32、串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，使用光纖發(fā)送給線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母差保護(hù)、測(cè)控裝置、計(jì)量設(shè)備和故障錄波等裝置，根據(jù)保護(hù)、測(cè)量等裝置的個(gè)數(shù)可對(duì)發(fā)送通道的數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)展。裝置支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn)IEC6185010PCS-222新一代全面支持?jǐn)?shù)字化變電站的智能操作箱。Ø         支持IEC61850，支持實(shí)時(shí)GOOSE通信Ø         采用智

33、能化設(shè)計(jì)，所有邏輯都由軟件來實(shí)現(xiàn)，不存在復(fù)雜的繼電器控制回路，更加靈活可靠Ø         具有完善的事件記錄，動(dòng)作過程錄波功能Ø         裝置抗干擾能力優(yōu)越，達(dá)到了電磁兼容各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的最高等級(jí)6         GOOSE應(yīng)用 GOOSE替代了傳統(tǒng)的智能電子設(shè)備（IED）之間硬接線的通信方式，為邏輯節(jié)點(diǎn)間的通信提供了快速且高效可

34、靠的方法。消除了主/從方式和非網(wǎng)絡(luò)化的串行連接方案存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化連接的同時(shí)也降低了設(shè)備的維護(hù)成本。GOOSE消息包含數(shù)據(jù)有效性檢查和消息的丟失、檢查和重發(fā)機(jī)制，以保證接收IED能夠收到消息并執(zhí)行預(yù)期的操作；另外GOOSE可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線檢測(cè)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)有異常時(shí)迅速給出告警，大大提高了可靠性。在GOOSE應(yīng)用過程中，我們推薦采用雙光纖以太網(wǎng)，在超高壓數(shù)字化變電站中不同電壓等級(jí)推薦分開組網(wǎng)。我們提供的GOOSE分為兩種應(yīng)用情況：1)     完成測(cè)控裝置控制功能和間隔層聯(lián)鎖功能。這種應(yīng)用情況實(shí)時(shí)性要求比較低，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和節(jié)約成本，可以和站控層進(jìn)行混合組網(wǎng)

35、；2)     完成實(shí)時(shí)跳合閘和保護(hù)間配合信號(hào)的傳送功能。這種應(yīng)用情況實(shí)時(shí)性要求比較高，應(yīng)采取單獨(dú)組網(wǎng)的方式。圖6-1GOOSE組網(wǎng)典型案例表6-1GOOSE應(yīng)用功能和傳輸?shù)男盘?hào)示例接受裝置發(fā)送裝置 I線路保護(hù)1 PCS-931I線路保護(hù)2 PCS-902I線路操作箱1 PCS-222主變保護(hù)1 PCS-978母線保護(hù)1 PCS-915I線路保護(hù)1 PCS-931 TA，TB，TC，BARTA，TB，TC TA，TB，TC （起失靈）I線路保護(hù)2 PCS-902TA，TB， TC，BAR   &

36、#160;I線路操作箱1 PCS-222TWA，TWB，TWCIAR，BAR   主變保護(hù)1 PCS-978    TG（起失靈）母線保護(hù)1 PCS-915T1（遠(yuǎn)跳）T1（遠(yuǎn)跳）T1（遠(yuǎn)跳）  注：TA（跳A）；TB（跳B）；TC（跳C）； TG（跳閘）；T1（跳1）TWA（位置A）；TWB（位置B）；TWC（位置C）；BAR（閉重）；IAR（禁重）；7         方案特點(diǎn) 1)   &#

37、160; 三網(wǎng)分離監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)、過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)和模擬數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)自成體系，相互獨(dú)立，分工明確Ø         監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是突發(fā)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大，傳送實(shí)時(shí)性要求不高；Ø         過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量不大，具有突發(fā)性，傳輸要求可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)；Ø         模擬數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是數(shù)

38、據(jù)量特別大，呈周期性，傳輸?shù)囊笫菍?shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性都要非常高，延時(shí)需要確定。三網(wǎng)分離有效避免了不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)相互之間的影響，確保整個(gè)變電站系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定；2)     插值同步，不依賴于對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)IEC60044-8標(biāo)準(zhǔn)的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是傳輸延時(shí)確定；規(guī)約簡(jiǎn)單可以采用FPGA來實(shí)現(xiàn)，從而可以記錄數(shù)據(jù)達(dá)到的時(shí)刻。這些是實(shí)現(xiàn)插值同步的基礎(chǔ)。插值同步不依賴于對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，確保了變電站運(yùn)行的可靠性。對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)同步受GPS裝置、傳輸網(wǎng)絡(luò)、保護(hù)裝置、合并單元等多個(gè)環(huán)節(jié)的可靠性的影響，同時(shí)這些裝置對(duì)時(shí)同步的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)存在不一致不配合的可能，因此我們不推薦對(duì)

39、時(shí)同步的方案；3)     通用標(biāo)準(zhǔn)，適用于各種規(guī)模的變電站相對(duì)于有些公司方案中只能采用自定義的網(wǎng)絡(luò)規(guī)約為母差、變壓器等保護(hù)提供數(shù)據(jù)，當(dāng)變電站規(guī)模較大時(shí)存在網(wǎng)絡(luò)帶寬限制問題和數(shù)據(jù)接收處理能力會(huì)遇到障礙的問題，本方案具有實(shí)用、通用、符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，數(shù)據(jù)傳輸方式從幾個(gè)間隔的小規(guī)模變電站到幾十個(gè)間隔的大規(guī)模變電站均適合使用。4)     靈活通用的合并單元Ø         可以支持多個(gè)廠家和多種電子式互感器接口，輸出通道數(shù)可根

40、據(jù)需要靈活增加；Ø         擴(kuò)展性好。一個(gè)線路間隔的所有模擬量可以通過合并單元靈活擴(kuò)展給多個(gè)保護(hù)和測(cè)控裝置提供數(shù)據(jù)，為電站的擴(kuò)建、改造提供方便；Ø         采用基于分布式、模塊化思想設(shè)計(jì)的新一代UAPC硬件平臺(tái)；5)     GIS用電子式互感器南瑞繼保研制的GIS用電子式互感器為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)：Ø     

41、    高低壓間以SF6氣體絕緣，絕緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，體積小，重量輕；Ø         電流互感器與電壓互感器可組合為一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次電流和電壓的同時(shí)檢測(cè)；Ø         GIS電子式互感器可與不同廠家的GIS配套使用；Ø         電流傳感器采用LPCT及空芯線圈，電流測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)范

42、圍大、暫態(tài)特性好；Ø         電壓傳感器采用基于氣體介質(zhì)的電容分壓測(cè)量技術(shù)，精度高、穩(wěn)定性好，獨(dú)創(chuàng)性的解決了110kV GIS三相電壓傳感器之間的干擾問題；Ø         電流電壓傳感器及遠(yuǎn)端模塊雙套冗余配置，可靠性高，每個(gè)遠(yuǎn)端模塊雙重采用，并有多項(xiàng)自檢功能，進(jìn)一步保證可靠性；6)     獨(dú)立型電子式互感器Ø    

43、;     電流互感器與電壓互感器可組合為一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次電流電壓的同時(shí)測(cè)量；Ø         電流傳感器采用LPCT及空芯線圈，電流測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)范圍大、暫態(tài)特性好；Ø         電壓互感器采用技術(shù)成熟的電容分壓器傳感一次電壓，精度高、穩(wěn)定性好；Ø         遠(yuǎn)端模塊雙套冗余配置，可靠性高。每個(gè)遠(yuǎn)端模塊雙重采樣，并有多項(xiàng)自檢功能，進(jìn)一步提高可靠性；Ø         采用激光供能與母線取能相結(jié)合的方法為遠(yuǎn)端模塊供電，可靠性高。7)