安新站設計方案1課件

1、安新220kV數字化變電站技術方案匯報提綱河北省電力勘測設計研究院2007年8月 石家莊安新220kV數字化變電站技術方案1 工程概況 1.1 變電站建設規(guī)模 終期規(guī)劃建設3180MVA主變，電壓等級為220/110/35kV； 220kV規(guī)劃出線4回；110kV規(guī)劃出線12回;35kV規(guī)劃出線9回。無功補償容量按每臺主變壓器安裝4組8016kvar無功補償電容器。 本期建設2X180MVA主變，220kV出線2回至孫村、高陽；110kV出線4回，至三臺、西地、安州、新安。35kV出線6回；本期2臺主變各安裝48016kvar電容器。安新220kV數字化變電站技術方案1.2 變電站主要設計原則

2、及特點 該變電站為戶內GIS站。220kV配電裝置采用戶內GIS布置方式架空出線；110kV配電裝置采用戶內GIS布置方式架空、電纜混合出線；35kV采用戶內高壓開關柜；主變?yōu)閼敉獠贾谩?變電站設計為數字化變電站。安新220kV數字化變電站技術方案3 數字化變電站實施方案3.1 總的原則3.1.1 整站采用IEC 61850協(xié)議，主要網絡雙重化配置。站控層至間隔層之間采用RJ45以太網，間隔層至過程層可采用點對點或網絡通信方式，通信介質采用光纖。網絡方式上，采樣數據獨立，將GOOSE信息單獨組網。3.1.2 220kV保護、主變保護雙重化配置，110kV、220kV及主變測控獨立設置，并具備數

3、字化接口。3.1.3 故障信息子站網絡與監(jiān)控網絡合一，故障信息子站應支持IEC 61850通信協(xié)議。 安新220kV數字化變電站技術方案3.1.4 220kV及110kV互感器均采用數字輸出的電子式互感器，35kV互感器采用模擬輸出的電子式互感器。380V采用常規(guī)互感器。3.1.5 主變保護采用分散布置的保護裝置，分散采集集中處理。電流電壓采樣、刀閘開關位置采集以及跳閘命令執(zhí)行下放在每個間隔內。35kV母差采用集中母差，支持GOOSE網通信協(xié)議。3.1.6 電能計量采用具有光纖以太網接口的數字式電度表。電能量采集器采用常規(guī)采集器，與監(jiān)控系統(tǒng)通信應支持IEC 61850通信協(xié)議。 安新220kV

4、數字化變電站技術方案 3.1.7 35kV部分合并器和保護設備布置于35kV開關柜上，可考慮將合并器與保護合一的方案。35kV系統(tǒng)通信網絡采用GOOSE網方案。3.1.8 380V采用常規(guī)互感器，測計量和控制采用常規(guī)設計，380V備自投由380V配電屏自帶自投功能實現，以簡化接線。3.1.9 采用GIS保護智能控制柜取代傳統(tǒng)的LCP柜，將保護下放布置。3.1.10 五防系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)實現，也可采用智能五防系統(tǒng)支持IEC 61850通信協(xié)議。3.1.11 直流系統(tǒng)采用交直流一體化電源系統(tǒng)，或采用常規(guī)系統(tǒng)。安新220kV數字化變電站技術方案3.2 電子互感器配置 220kV各間隔、主變三側間隔電流

5、互感器均按照保護雙重化原則布置互感器線圈，線圈布置原則為2個保護線圈（Rogowski線圈）+1個計量線圈（LowPower鐵芯線圈）。電流互感器準確級次：5TPE/5TPE/0.2S。 110kV、35kV各間隔（除主變外）均按照保護單套原則布置互感器線圈，線圈布置原則為1個保護線圈（Rogowski線圈）+1個計量線圈（LowPower鐵芯線圈）。電流互感器準確級次： 5TPE/0.2S安新220kV數字化變電站技術方案安新220kV數字化變電站技術方案 過程層包括光電式電子互感器和智能開關設備等。過程層使用100M以太網，選用點到點或基于交換機的星型拓樸結構，傳輸介質選用光纖。 目前數字

6、化變電站站控層和間隔層通信方式比較成熟，均采用雙以太網連接，采用IEC61850協(xié)議。間隔層和過程層之間通信方式有點對點和網絡方式兩種，結合設備配置情況，考慮四種網絡方案。安新220kV數字化變電站技術方案 本方案將220kV及110kV各間隔的保護、控制、測量、計量等功能下放到各間隔的保護及智能控制柜中，在物理位置上將各間隔的過程層設備和間隔層設備布置在一起，將保護、測控的開入開出回路電纜連接變?yōu)槠羶扰渚€或屏間電纜。 采用數字化的智能控制裝置，不設智能終端。 保護下放后，將220kV及110kV電壓等級的公用設備（如直流分電屏、母線保護屏、公用測控屏等），分別布置于各電壓等級的GIS室，可以

7、取消220kV及110kV保護小室，減小占地面積。安新220kV數字化變電站技術方案 交流電流電壓回路采用電子互感器，通過合并器接保護裝置。保護和智能控制裝置的開入、開出回路均采用硬接線方式，對保護裝置改動小，能保留常規(guī)壓板投退方式。 220kV及110kV母線保護獨立組屏，分別布置于220kV和110kV GIS室。安新220kV數字化變電站技術方案 主變單元和三側開關及本體都有聯系，推薦采用分布式主變保護，集中處理單元、高壓側采集子裝置和非電量保護布置于主變高壓側保護智能控制柜上，將中低壓側采集子裝置分別布置在中壓側智能控制柜和低壓側開關柜上，通過光纖和集中處理單元連接。在主變本體設非電量

8、智能終端，實現本體信號的數字化。 主變單元還可組成GOOSE網絡，實現開關量信號和跳閘信號的數字化?；蛟谥髯冎械蛪簜瘸蓪ε渲弥悄芙K端，實現主變中低壓側開關信號的數字化。 推薦采用分布式主變差動保護。安新220kV數字化變電站技術方案安新220kV數字化變電站技術方案 35kV母線保護、低周低壓減載裝置，采用GOOSE網絡方式，實現開關量信號和跳閘信號的數字化，優(yōu)化二次接線。 GOOSE網的安全可靠直接關系到變電站的能否穩(wěn)定運行，應提高GOOSE網的冗余度，優(yōu)化網絡配置，采用工業(yè)級光交換機，交換機建議少接口多臺配置。 -35kV GOOSE網絡按單網配置。 安新220kV數字化變電站技術方案 主

9、變過負荷聯切裝置可布置于110kV GIS室，采用電纜接線方式，跳110kV線路，建議不考慮聯跳35kV線路。 本方案智能控制柜由二次廠家生產，一次和二次聯合設計，優(yōu)化二次接線，提高了開關智能化水平，還可以減小占地，相對節(jié)約投資，應用于室內GIS站技術成熟， 該方案作為安新數字化變電站的推薦方案一。安新220kV數字化變電站技術方案3.3.2 方案二：交流采樣采用光纖點對點方式，開入開出等采用傳統(tǒng)接線；采用常規(guī)LCP柜，配置成對智能終端，以光纜代替保護室至配電裝置的電纜 安新220kV數字化變電站技術方案 方案二中交流采樣采用點對點傳輸方式，合并器接收電子互感器信號后，經過同步處理，分別送給保

10、護、測控、計量設備。 下端智能終端安裝在LCP柜內，采集開關的位置、狀態(tài)信息等，轉換成數字信號用光纖上送到上端智能終端；下端智能終端還具有控制回路，接受到上端智能終端的控制命令后，開出硬接點控制一次設備。 上端智能終端安裝在測控屏或保護屏上，具有開關量輸入輸出回路，與保護、測控裝置采用電纜連接。 該方案屬于數字化變電站發(fā)展初期的應用模式 ,雖然成熟，但缺乏技術上的先進性，數字化程度低，不推薦采用此方案。安新220kV數字化變電站技術方案 3.3.3 方案三：光纖點對點與過程總線相結合的方式。即交流采樣采用光纖點對點，跳合閘等開關量信息采用GOOSE網絡方式。安新220kV數字化變電站技術方案

11、本方案在方案二的基礎上，取消了間隔層智能終端。過程層智能終端、測控和保護裝置通過交換機共享信息，采用IEC61850規(guī)范，組成基于GOOSE服務的以太網絡，提供網絡通訊條件下快速信息傳輸和交換的手段。實現開關量信號和跳合閘信號的數字化。 交流采樣信息仍采用IEC61850-9-1規(guī)定的點對點方式，不接入過程層總線網絡，技術方案成熟。 實現了間隔層和過程層之間開關量信息的數字化，數字化程度和自動化程度高，不僅在間隔層網絡實現了不同設備之間的互聯互操作，在過程層網絡也實現了不同設備之間的互聯互操作。 該方案作為安新數字化變電站的推薦方案二。安新220kV數字化變電站技術方案3.3.4 方案四：完全

12、過程總線方式。即交流采樣和GOOSE統(tǒng)一組網安新220kV數字化變電站技術方案 本方案將交流采樣與GOOSE信息統(tǒng)一組網，實現了間隔層和過程層之間完全組網連接，從結構上更加合理，是數字化變電站發(fā)展的方向。 但從目前的技術水平看，此方案存在以下風險： -交換機的負擔增加，對其可靠性和數據處理能力要求更高； -對保護裝置要求更高，由于網絡方式下交流信號傳輸延時不固定，對于差動保護（線路差動、主變差動、母線差動保護），確定各側交流采樣時間的一致性造成困難，其延時誤差的范圍難以確定，和網絡的負載有一定關系。 因此，從可靠性角度看，目前不推薦此方案作為安新數字化變電站的實施方案。安新220kV數字化變電

13、站技術方案-110kV線路、母聯合并器單臺配置，布置于110kV線路、母聯保護智能控制柜上。-110kV每組母線TV配置一臺合并器，在合并器內實現PT并列功能。安裝在110kV PT智能控制柜上。-除主變間隔外，35kV各間隔合并器單臺配置，35kV合并器安裝在開關柜上。35kV每段母線TV配置一臺合并器，布置于相應PT開關柜上，在分段柜設PT并列合并器，實現PT并列功能。 220kV及110kV線路及主變間隔PT切換功能，在各間隔合并器實現。安新220kV數字化變電站技術方案3.5 智能終端配置方案及安裝位置 安新站采用智能控制柜方案，只在主變本體端子箱配置智能終端。 本體智能終端輸入非電量

14、、中性點刀閘位置、檔位等信號，輸出檔位控制、中性點刀閘控制和風扇控制等接點。安新220kV數字化變電站技術方案 3.6 間隔層設備配置 (1) 保護設備配置 保護裝置應滿足數字化變電站的要求，通信接口應采用IEC61850協(xié)議，交流采樣應能和電子互感器配合，支持GOOSE網絡的信息交換方式。 分散式母線保護部分，保護廠家有成熟的產品，并有一定的運行業(yè)績。分散式主變保護，現在已有產品，還未鑒定。 安新220kV數字化變電站技術方案 電子式互感器和二次設備間的互聯，理論上只要遵循相同的規(guī)約，不同廠家之間的互感器和二次設備可以互聯互通，但在實際應用時也應注意一些問題 。 建議：為了盡量減少數字化變電

15、站建設的風險，互感器和保護宜采用同一廠家設備，對于220kV系統(tǒng)雙重化配置的保護，宜采用同一廠家設備。 安新220kV數字化變電站技術方案(2) 故障錄波器按電壓等級配置。故障錄波器布置于各電壓等級GIS室，開關量錄波回路采用電纜接線。可考慮采用分散布置的錄波裝置，將錄波分散布置于各間隔的保護智能控制柜上，減少電纜接線。 分散式錄波集成PMU、錄波及分散式安穩(wěn)的功能，產品在開發(fā)階段，最近推出。安新220kV數字化變電站技術方案 對于故障信息子站，建議子站不再單獨組網，因為保護裝置采用IEC61850協(xié)議，實現了裝置之間的互聯互通，不同廠家保護設備不再需要規(guī)約轉換，需要信息子站支持IEC61850協(xié)議，可以直接從間隔層網絡共享保護信息，可以直接訪問各保護裝置，實現信息子站的管理功能。 錄波裝置單獨組網，接入信息子站。 (3) 測控裝置配置 由智能控制裝置取代測控裝置。安新220kV數字化變電站技術方案(4) 電度表配置 除380V電度表外，全部采用具有IEC61850數字接口的電度表，220kV、110kV及主變電度表分散布置在LCP柜，35kV電度表安裝在開關柜上。數字式電度表通過RS485接口，標準規(guī)約和電表處理器通信，對處理器沒有特殊要求。 數字式電能表應通過國家和本省相關計量部門的認可和檢測。安新220kV數字化變電站技術方案(5) 微機五防系統(tǒng) 微機五防系統(tǒng)可以