220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案匯報(bào)提綱

安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案匯報(bào)提綱安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案1工程概況

1.1變電站建設(shè)規(guī)模終期規(guī)劃建設(shè)3×180MVA主變，電壓等級(jí)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(bǔ)償容量按每臺(tái)主變壓器安裝4組8016kvar無功補(bǔ)償電容器。本期建設(shè)2X180MVA主變，220kV出線2回至孫村、高陽；110kV出線4回，至三臺(tái)、西地、安州、新安。35kV出線6回；本期2臺(tái)主變各安裝4×8016kvar電容器。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案1.2變電站主要設(shè)計(jì)原則及特點(diǎn)①該變電站為戶內(nèi)GIS站。220kV配電裝置采用戶內(nèi)GIS布置方式架空出線；110kV配電裝置采用戶內(nèi)GIS布置方式架空、電纜混合出線；35kV采用戶內(nèi)高壓開關(guān)柜；主變?yōu)閼敉獠贾?。②變電站設(shè)計(jì)為數(shù)字化變電站。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案⑦電氣主接線220kV電氣主接線：采用雙母線接線設(shè)計(jì),本期建成雙母線。110kV電氣主接線：采用雙母線接線設(shè)計(jì),本期建成雙母線。35kV電氣主接線：采用單母線三分段接線，每臺(tái)主變各帶一段母線。本期建設(shè)兩段母線。⑧變電站按無人值班設(shè)計(jì)，采用分層分布式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案3數(shù)字化變電站實(shí)施方案3.1總的原則3.1.1整站采用IEC61850協(xié)議，主要網(wǎng)絡(luò)雙重化配置。站控層至間隔層之間采用RJ45以太網(wǎng)，間隔層至過程層可采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)通信方式，通信介質(zhì)采用光纖。網(wǎng)絡(luò)方式上，采樣數(shù)據(jù)獨(dú)立，將GOOSE信息單獨(dú)組網(wǎng)。3.1.2220kV保護(hù)、主變保護(hù)雙重化配置，110kV、220kV及主變測(cè)控獨(dú)立設(shè)置，并具備數(shù)字化接口。3.1.3故障信息子站網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)合一，故障信息子站應(yīng)支持IEC61850通信協(xié)議。

安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案3.1.4220kV及110kV互感器均采用數(shù)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(hù)采用分散布置的保護(hù)裝置，分散采集集中處理。電流電壓采樣、刀閘開關(guān)位置采集以及跳閘命令執(zhí)行下放在每個(gè)間隔內(nèi)。35kV母差采用集中母差，支持GOOSE網(wǎng)通信協(xié)議。3.1.6電能計(jì)量采用具有光纖以太網(wǎng)接口的數(shù)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(yīng)支持IEC61850通信協(xié)議。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

3.1.735kV部分合并器和保護(hù)設(shè)備布置于35kV開關(guān)柜上，可考慮將合并器與保護(hù)合一的方案。35kV系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)采用GOOSE網(wǎng)方案。3.1.8380V采用常規(guī)互感器，測(cè)計(jì)量和控制采用常規(guī)設(shè)計(jì)，380V備自投由380V配電屏自帶自投功能實(shí)現(xiàn)，以簡(jiǎn)化接線。3.1.9采用GIS保護(hù)智能控制柜取代傳統(tǒng)的LCP柜，將保護(hù)下放布置。3.1.10五防系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，也可采用智能五防系統(tǒng)支持IEC61850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(shù)字化變電站技術(shù)方案3.2電子互感器配置

220kV各間隔、主變?nèi)齻?cè)間隔電流互感器均按照保護(hù)雙重化原則布置互感器線圈，線圈布置原則為2個(gè)保護(hù)線圈（Rogowski線圈）+1個(gè)計(jì)量線圈（LowPower鐵芯線圈）。電流互感器準(zhǔn)確級(jí)次：5TPE/5TPE/0.2S。

110kV、35kV各間隔（除主變外）均按照保護(hù)單套原則布置互感器線圈，線圈布置原則為1個(gè)保護(hù)線圈（Rogowski線圈）+1個(gè)計(jì)量線圈（LowPower鐵芯線圈）。電流互感器準(zhǔn)確級(jí)次：5TPE/0.2S安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案電壓互感器：對(duì)于母線型，各電壓等級(jí)，每條母線均配置2個(gè)三相二次線圈，無開口三角線圈。準(zhǔn)確級(jí)次：0.2/0.2。對(duì)于線路型，每回220kV線路均配置1個(gè)單相二次線圈，無開口三角線圈。準(zhǔn)確級(jí)次：0.2。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案3.3網(wǎng)絡(luò)方案該系統(tǒng)采用分層、分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由站控層、間隔層和過程層三部分組成。站控層包括監(jiān)控主機(jī)/操作員工作站、遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)、維護(hù)工程師站等，完成站內(nèi)監(jiān)控功能，為變電站提供運(yùn)行、管理、工程配置的界面，并記錄站內(nèi)所有相關(guān)信息。間隔層主要包括保護(hù)裝置、測(cè)控裝置以及其他智能設(shè)備。間隔層設(shè)備可集中布置或直接下放至開關(guān)場(chǎng)，各間隔設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，僅通過通訊網(wǎng)互聯(lián)，和站控層采用以太網(wǎng)通信。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案過程層包括光電式電子互感器和智能開關(guān)設(shè)備等。過程層使用100M以太網(wǎng)，選用點(diǎn)到點(diǎn)或基于交換機(jī)的星型拓樸結(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)選用光纖。目前數(shù)字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(wǎng)連接，采用IEC61850協(xié)議。間隔層和過程層之間通信方式有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)方式兩種，結(jié)合設(shè)備配置情況，考慮四種網(wǎng)絡(luò)方案。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

3.3.1方案一：針對(duì)GIS保護(hù)智能控制柜方式，考慮保護(hù)下放到GIS室。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案本方案將220kV及110kV各間隔的保護(hù)、控制、測(cè)量、計(jì)量等功能下放到各間隔的保護(hù)及智能控制柜中，在物理位置上將各間隔的過程層設(shè)備和間隔層設(shè)備布置在一起，將保護(hù)、測(cè)控的開入開出回路電纜連接變?yōu)槠羶?nèi)配線或屏間電纜。采用數(shù)字化的智能控制裝置，不設(shè)智能終端。保護(hù)下放后，將220kV及110kV電壓等級(jí)的公用設(shè)備（如直流分電屏、母線保護(hù)屏、公用測(cè)控屏等），分別布置于各電壓等級(jí)的GIS室，可以取消220kV及110kV保護(hù)小室，減小占地面積。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)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(hù)裝置。保護(hù)和智能控制裝置的開入、開出回路均采用硬接線方式，對(duì)保護(hù)裝置改動(dòng)小，能保留常規(guī)壓板投退方式。

220kV及110kV母線保護(hù)獨(dú)立組屏，分別布置于220kV和110kVGIS室。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

主變單元和三側(cè)開關(guān)及本體都有聯(lián)系，推薦采用分布式主變保護(hù)，集中處理單元、高壓側(cè)采集子裝置和非電量保護(hù)布置于主變高壓側(cè)保護(hù)智能控制柜上，將中低壓側(cè)采集子裝置分別布置在中壓側(cè)智能控制柜和低壓側(cè)開關(guān)柜上，通過光纖和集中處理單元連接。在主變本體設(shè)非電量智能終端，實(shí)現(xiàn)本體信號(hào)的數(shù)字化。主變單元還可組成GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量信號(hào)和跳閘信號(hào)的數(shù)字化?；蛟谥髯冎械蛪簜?cè)成對(duì)配置智能終端，實(shí)現(xiàn)主變中低壓側(cè)開關(guān)信號(hào)的數(shù)字化。推薦采用分布式主變差動(dòng)保護(hù)。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

35kV母線保護(hù)、低周低壓減載裝置，采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)方式，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量信號(hào)和跳閘信號(hào)的數(shù)字化，優(yōu)化二次接線。

GOOSE網(wǎng)的安全可靠直接關(guān)系到變電站的能否穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)提高GOOSE網(wǎng)的冗余度，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置，采用工業(yè)級(jí)光交換機(jī)，交換機(jī)建議少接口多臺(tái)配置。

--35kVGOOSE網(wǎng)絡(luò)按單網(wǎng)配置。

安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

主變過負(fù)荷聯(lián)切裝置可布置于110kVGIS室，采用電纜接線方式，跳110kV線路，建議不考慮聯(lián)跳35kV線路。

本方案智能控制柜由二次廠家生產(chǎn)，一次和二次聯(lián)合設(shè)計(jì)，優(yōu)化二次接線，提高了開關(guān)智能化水平，還可以減小占地，相對(duì)節(jié)約投資，應(yīng)用于室內(nèi)GIS站技術(shù)成熟，

該方案作為安新數(shù)字化變電站的推薦方案一。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案3.3.2方案二：交流采樣采用光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(duì)智能終端，以光纜代替保護(hù)室至配電裝置的電纜安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

方案二中交流采樣采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式，合并器接收電子互感器信號(hào)后，經(jīng)過同步處理，分別送給保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量設(shè)備。下端智能終端安裝在LCP柜內(nèi)，采集開關(guān)的位置、狀態(tài)信息等，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)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(diǎn)控制一次設(shè)備。上端智能終端安裝在測(cè)控屏或保護(hù)屏上，具有開關(guān)量輸入輸出回路，與保護(hù)、測(cè)控裝置采用電纜連接。該方案屬于數(shù)字化變電站發(fā)展初期的應(yīng)用模式,雖然成熟，但缺乏技術(shù)上的先進(jìn)性，數(shù)字化程度低，不推薦采用此方案。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

3.3.3方案三：光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)與過程總線相結(jié)合的方式。即交流采樣采用光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，跳合閘等開關(guān)量信息采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)方式。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

本方案在方案二的基礎(chǔ)上，取消了間隔層智能終端。過程層智能終端、測(cè)控和保護(hù)裝置通過交換機(jī)共享信息，采用IEC61850規(guī)范，組成基于GOOSE服務(wù)的以太網(wǎng)絡(luò)，提供網(wǎng)絡(luò)通訊條件下快速信息傳輸和交換的手段。實(shí)現(xiàn)開關(guān)量信號(hào)和跳合閘信號(hào)的數(shù)字化。交流采樣信息仍采用IEC61850-9-1規(guī)定的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，不接入過程層總線網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)方案成熟。實(shí)現(xiàn)了間隔層和過程層之間開關(guān)量信息的數(shù)字化，數(shù)字化程度和自動(dòng)化程度高，不僅在間隔層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了不同設(shè)備之間的互聯(lián)互操作，在過程層網(wǎng)絡(luò)也實(shí)現(xiàn)了不同設(shè)備之間的互聯(lián)互操作。

該方案作為安新數(shù)字化變電站的推薦方案二。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案3.3.4方案四：完全過程總線方式。即交流采樣和GOOSE統(tǒng)一組網(wǎng)安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案本方案將交流采樣與GOOSE信息統(tǒng)一組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了間隔層和過程層之間完全組網(wǎng)連接，從結(jié)構(gòu)上更加合理，是數(shù)字化變電站發(fā)展的方向。但從目前的技術(shù)水平看，此方案存在以下風(fēng)險(xiǎn)：

--交換機(jī)的負(fù)擔(dān)增加，對(duì)其可靠性和數(shù)據(jù)處理能力要求更高；

--對(duì)保護(hù)裝置要求更高，由于網(wǎng)絡(luò)方式下交流信號(hào)傳輸延時(shí)不固定，對(duì)于差動(dòng)保護(hù)（線路差動(dòng)、主變差動(dòng)、母線差動(dòng)保護(hù)），確定各側(cè)交流采樣時(shí)間的一致性造成困難，其延時(shí)誤差的范圍難以確定，和網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載有一定關(guān)系。因此，從可靠性角度看，目前不推薦此方案作為安新數(shù)字化變電站的實(shí)施方案。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案合并器的配置--220kV線路、母聯(lián)和主變各側(cè)合并器雙重化配置；220kV及主變高中壓側(cè)（含中性點(diǎn)和間隙CT）的合并器安裝在保護(hù)智能控制柜上，且兩套合并器分別和兩套保護(hù)裝置布置，主變低壓側(cè)合并器安裝在開關(guān)柜上。220kV線路TV接入本間隔合并器。--220kV每組母線TV配置一臺(tái)合并器，在合并器內(nèi)實(shí)現(xiàn)PT并列功能。安裝在220kVPT智能控制柜上。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案--110kV線路、母聯(lián)合并器單臺(tái)配置，布置于110kV線路、母聯(lián)保護(hù)智能控制柜上。--110kV每組母線TV配置一臺(tái)合并器，在合并器內(nèi)實(shí)現(xiàn)PT并列功能。安裝在110kVPT智能控制柜上。--除主變間隔外，35kV各間隔合并器單臺(tái)配置，35kV合并器安裝在開關(guān)柜上。35kV每段母線TV配置一臺(tái)合并器，布置于相應(yīng)PT開關(guān)柜上，在分段柜設(shè)PT并列合并器，實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)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、中性點(diǎn)刀閘位置、檔位等信號(hào)，輸出檔位控制、中性點(diǎn)刀閘控制和風(fēng)扇控制等接點(diǎn)。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案

3.6間隔層設(shè)備配置

(1)保護(hù)設(shè)備配置保護(hù)裝置應(yīng)滿足數(shù)字化變電站的要求，通信接口應(yīng)采用IEC61850協(xié)議，交流采樣應(yīng)能和電子互感器配合，支持GOOSE網(wǎng)絡(luò)的信息交換方式。分散式母線保護(hù)部分，保護(hù)廠家有成熟的產(chǎn)品，并有一定的運(yùn)行業(yè)績(jī)。分散式主變保護(hù)，現(xiàn)在已有產(chǎn)品，還未鑒定。

安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案電子式互感器和二次設(shè)備間的互聯(lián)，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(shè)備可以互聯(lián)互通，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)也應(yīng)注意一些問題。建議：為了盡量減少數(shù)字化變電站建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)，互感器和保護(hù)宜采用同一廠家設(shè)備，對(duì)于220kV系統(tǒng)雙重化配置的保護(hù)，宜采用同一廠家設(shè)備。

安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案(2)故障錄波器按電壓等級(jí)配置。故障錄波器布置于各電壓等級(jí)GIS室，開關(guān)量錄波回路采用電纜接線?？煽紤]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(hù)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(chǎn)品在開發(fā)階段，最近推出。安新220kV數(shù)字化變電站技術(shù)方案對(duì)于故障信息子站，建議子站不再單獨(dú)組網(wǎng)，因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置采用IEC61850協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了裝置之間的互聯(lián)互通，不同廠家保護(hù)設(shè)備不再需要規(guī)約轉(zhuǎn)換，需要信息