基于就地化保护的智能变电站设计方案研究

为了促进智能变电站相关技术的发展,对基于就地化保护的智能变电站二次系统实现方案和整体设计方案进行了研究和分析。文章提出了就地化保护总体技术原则,研究了保护和自动化相关设备的实现方案,推荐就地化母线保护采用星形结构有限集中式,就地化主变保护采用星形结构分布式,测控采用"单间隔测控+集群测控+就地采集控制单元/模块"的方式,计量采用全站冗余配置集中计量电能表方式。提出了4种故障录波解决方案,近期推荐采用"基于就地化保护+就地化录波开关量模块"方案,远期采用"基于改进版的就地化保护"方案。     

基于功能纵向集成的无防护安装就地化线路保护

针对常规变电站、智能变电站线路保护工程应用中面临的保护速动性、可靠性和运维方面的难题,提出了一种基于SOC芯片实现的功能纵向集成、无防护安装的就地化线路保护系统架构和技术方案。通过一体化设计,纵向集成单间隔合并单元、保护和智能终端功能,减少设备类型及数量,简化配置,减少信号中间传输环节,缩短保护动作时间,并为站域保护等站端设备提供数据采集和控制执行支撑。同时对就地化线路保护的站间同步采样、远方不停电传动、同期电压接入等关键技术进行了研究与分析。对就地化保护的关键性能进行测试实验和比对分析,实验结果验证了所述方案的有效性和先进性。     

变电站整站二次设备就地化及运维方案研究

结合目前就地化保护研究和试运行的现状,提出了一种变电站整站二次设备就地化应用、运行和维护方案。首先分析了变电站保护、自动化等专业的具体业务需求,统一整站技术风格,提出了各业务二次设备就地化解决方案,构建整站就地化二次系统。并在此基础上探索了"工厂化调试"和"更换式检修"创新运维手段。整站二次设备就地化后,变电站整体保护功能性能提升,自动化功能高度集成。"工厂化调试"和"更换式检修"后变电站二次设备的调试和运维工作更方便、更高效。     

220kV智能变电站设备纵向集成方案及其研制

提出了一种纵向集成设计方案并研制了保护纵向集成装置和测控纵向集成装置。采用保护与测控解耦的方式,将保护功能、合并单元、智能终端集成为保护纵向集成智能设备,将测控功能、合并单元、智能终端集成为测控纵向集成智能设备,减少了装置间的数据交互环节,解决了过程层采样值(SV)、通用面向对象变电站事件(GOOSE)数据传输带来的延时增加问题,提高了保护装置的动作速度和可靠性。保护与测控功能的解耦,体现了功能分配的合理性,解决了智能电子设备能力描述(ICD)模型文件耦合带来的运维问题。重点阐述了单间隔的线路纵向集成装置、母联纵向集成装置以及跨间隔的母线纵向集成装置、变压器纵向集成装置在智能变电站中的设计与开发。     

变电站二次设备就地化系统网络架构探讨

针对变电站二次设备就地化背景下设备配置与通信网络面临的问题与挑战,首先提出了变电站二次保护控制设备就地化配置原则,并给出了单间隔保护、跨间隔保护、测控装置、公用采集控制终端等全站二次就地化设备配置方案。在此基础上,提出了基于并行冗余协议(PRP)的制造报文规范(MMS)/采样值(SV)/通用面向对象变电站事件(GOOSE)三网合一网络架构和不依赖交换机的全高可靠无缝冗余(HSR)环网两种变电站通信网络方案,并对其网络性能指标进行了量化评估和比对。     

就地化故障录波系统设计与关键技术

文中深入探讨了智能变电站就地化故障录波装置整体方案和路线,以"装置小型化、就地化、标准化"为总体原则,通过二次设备就地无防护安装和功能集成,实现装置小型化、就地化;通过航空插头接口标准化,实现装置"更换式检修";给出了一、二次设备拓扑连接规则定义和模型化描述,实现录波数据专家远程诊断。所提方案统筹考虑变电站二次设备故障录波整体需求,适用于相关技术标准体系建设,对加快完成设备研制及开展各种恶劣工况下的220 k V及以上变电站工程挂网试运行具有积极意义。     

就地化保护试点应用及整体解决方案探讨

就地化保护试点应用已全面开展。结合湖南就地化保护试点,介绍和分析了目前就地化保护组网方案、信息上传方案及就地化端子箱等的现场应用情况及存在问题。以此为基础,提出了一种变电站二次系统就地化整体设计方案。重点探讨了就地化跨间隔保护配置、安稳装置及站域保护实现方案、电压并列及切换解决方案、就地汇控柜标准化、就地化测控方案等关键问题。该研究对就地化保护后续大规模推广应用有一定的借鉴和参考意义。     

面向更换式检修的产品设计及应用

为快速对继电保护装置、二次接线回路进行合理、全面的检修,并使检修对正常运行的其他设备产生的影响降到最低,提出了一种就地化保护装置,该保护装置采用无主分布式设计,任一子机既可独立运行,又和环网中其他子机相互配合,集成过程层、间隔层设备于一体,接线方便、配置简单。以220 k V典型变电站为例,采用就地化保护装置,屏柜数量降幅达60%以上,电缆、光缆使用数量大幅减少,建筑面积减少近50%,显著提升了基建安装的经济性,且减少了现场调试及运维人员的工作量。     

就地保护测控装置抗干扰措施

目前微机保护测控装置在软件和硬件的设计技术发展非常快,不断完善装置的软硬件设计,保证设备具有较强的抗干扰能力。但是对于变电站就地安装在高压开关柜内的保护测控装置,由于所处环境恶劣,现场出现问题比例增大,因此如何采用有效的抗干扰措施,消除干扰对装置的影响,已成为急需解决的问题。就地安装的保护测控装置较靠近高压一次设备,母     

变电站综合自动化系统测控单元就地运行

变电站综合自动化系统中,分层分布式系统结构具有可靠性高、扩展性好等特点。静安变电站综合自动化系统采用分层分布式系统结构,并将测控单元就地运行。变电站综合自动化系统测控单元就地运行具有节省二次电缆、减少电磁干扰、对装置要求高、网络关键节点必须可靠、需要防止网络堵塞等特点。静安变电站综合自动化系统测控单元就地运行至今,仅发生两起异常情况,总体运行良好,具有推广价值。     

220 kV智能变电站二次功能就地化纵向集成设计

本文通过开展智能变电站二次功能就地化纵向集成设计方案研究,提出了220 kV智能变电站220 kV侧采用就地化多功能装置、110 kV侧采用就地化无防护多功能装置设计方案,解决了智能变电站220 kV、110 kV数字化采样继电保护整组动作时间延长问题,提升了保护速动性和系统可靠性,同时节省了大量电缆、光缆,减少了现场工作量,降低了工程造价,符合新一代智能变电站建设要求。     

基于就地保护测控的数字化变电站应用方案研究

针对现有数字化变电站存在的问题,从110kV凉水变实际应用出发,阐述一种基于就地保护测控的数字化变电站应用方案,将保护测控就地安装,过程层组成SV网用于故障录波和网络报文分析仪等智能设备,站控层组成MMS／GOOSE共网方式,为监控计算机等设备提供所需的信息。此方案有效解决了数据同步和保护测控装置过度依赖网络问题,同时避免了因采用电子式互感器发生数据偏差故障。     

智能变电站二次设备整合方案探讨

根据智能变电站二次设备特点,分析了110kV保护测控一体化装置整合对安全可靠运行,以及对变电站技术指标和造价的影响,并论述了保护测控一体化应用的可行性。根据保护测控一体化装置与集成保护、集成测控的对比,提出了保护测控一体化整合的最优方案。     

基于IEC61850报文模拟及分析技术的智能开关调测

智能化变电站的实现依赖于智能一次设备的广泛使用。智能一次设备实现了传感器及控制机构与一次设备本体的高度集成,并将测控信息通过网络以符合IEC 61850的信令方式集成到电网的管理过程中去。网络化及信令化的引入,使高压电器的测控发生了本质的改变,需要一种智能化的高效调测方法。文中分析了高压智能开关的相关测控信息特点,提出了基于IEC 61850报文模拟及分析技术的智能开关调测方法,描述了基于这种方法的系统实现,并介绍了如何利用这些方法,设计开关组合动作,实现重合闸的模拟及完成开关机械寿命试验。     

新一代智能变电站中多功能测控装置的研制与应用

为实现"系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体"的目标,新一代智能变电站提出多功能测控装置集成一个间隔的测控、非关口计量和同步相量测量功能。介绍了多功能测控装置的具体功能构成和软硬件框架。功能集成的多功能测控装置对装置的软硬件提出了更高的要求,对其中的关键技术问题进行了总结和分析。理论仿真和实际测试均表明,采用数据合并、基于Hilbert变换的无功电度算法等具体技术方案能提高数据计算效率及精度,解决了多功能测控装置研制中的关键技术问题。在新一代智能变电站示范工程中的具体应用表明,多功能测控装置能减少二次设备的数量,提高变电站二次系统的集成度。     

智能变电站二次设备集成方案讨论

随着智能变电站二次设备应用的日趋成熟,将现有二次设备按照需求进行集成整合将是今后智能变电站的发展趋势。对智能变电站过程层、间隔层和站控层设备的集成方案进行了讨论,重点针对过程层合并单元和智能终端集成方案进行了分析;对间隔层保护装置、集中式测控装置、多功能测控装置、智能组件、故障录波和网络分析仪集成等方案进行了详细论述;对站控层一体化监控系统的集成进行了讨论。结合当前工程实际应用情况,提出在110kV及以下电压等级智能变电站试点应用合并单元智能终端集成装置、保护测控集成装置较为可行,为今后智能变电站的发展建设提供参考。     

变电站继电保护就地化整体解决方案研究

回顾了近十年来我国智能变电站继电保护技术发展的概况,介绍了继电保护就地化的整体配置方案,包括线路保护、母线保护、主变保护、站域保护及间隔层其他设备就地化的实现技术。介绍了继电保护就地化的气候环境适应性、电磁环境适应性、二次回路可靠性和跨间隔保护设备就地化等关键问题,并提出了相应的解决措施。考虑到就地化继电保护运维的特殊性,提出了以自动检测和智能监测为基本方法的运维管理模式,实现就地化继电保护全寿命周期内即插即用的目标。展望了继电保护就地化技术未来可能的发展方向。     

智能变电站测控装置测试平台的实现及应用

智能变电站自动化系统中,测控装置测试平台作为信息数据采集、设备操作控制的设备,为实现系统的稳定安全运行工作打下了坚实基础。新型的智能变电站拥有多功能监控装置,集成间隔测控、非关口计量和同步相量测量等众多新兴功能,不仅实现了系统高度集成、结构布局合理的目标,更趋向经济节能环保、支撑调控一体化。从智能变电站测控装置的特点出发,深入剖析智能测控装置与传统测控装置的异同,通过构建测控装置测试仿真平台,模拟测试,对其关键技术问题进行分析与总结。     

集约化智能变电站组网模式探讨

提出了一种智能变电站集约化、小型化、标准化的组网结构，通过保护、测控单元就地化配置减少中间环节，提高保护动作可靠性及快速性，解决了原有变电站继保室屏位紧张问题，节省了大量光缆、电缆，同时取消了过程层网络，形成两层一网的集约化变电站组网模式。     

重庆首座新一代智能变电站设备安装进展顺利

2013年10月14日,在国网重庆市电力公司合川大石站施工现场,变电安装作业人员正在紧张地进行220 kV管母支柱绝缘子安装、以及220 kV隔离断路器的安装工作。合川大石变电站是重庆首座第二代智能化变电站示范工程,该站设计方案采用隔离断路器等新设备,设备高度集成,优化变电站主接线设计,减少隔离开关、互感器的使用率,占地面积较常规变电站减少31%;采用层次化保护系统,实现就地保护、站域保护控制、广域保护控制的实用化。该方案运用220 kV AIS布置方式,新装备和新技术