傳統(tǒng)變電站與智能變電站的區(qū)別及關(guān)聯(lián)
傳統(tǒng)變電站與智能變電站的區(qū)別及關(guān)聯(lián)主要有以下幾點
根據(jù)國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)建設(shè)的整體部署,十二五期間,國家電網(wǎng)將推廣智能變電站建設(shè),各省公司積極開展智能變電站的研究及試點工程。安徽省110kV桓譚變是國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)第二批試點工程,采用了基于IEC61850標準的變電站自動化系統(tǒng)。首次采用全光纖電流互感器,光PT掛網(wǎng)運行。文章針對110kV桓譚變繼電保護的新特點探討了智能化變電站和傳統(tǒng)變電站繼電保護的異同。
智能變電站相比于傳統(tǒng)變電站的幾個關(guān)鍵技術(shù)
智能化變電站各保護裝置采用了統(tǒng)一的通信規(guī)范,即IEC61850通信規(guī)范IEC61850是變電站自動化系統(tǒng)的國際標準,它規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設(shè)備行為、設(shè)備的自描述特征和通用配置語言。同傳統(tǒng)的IEC60870-5-103標準相比,它不僅僅是一個單純的通信規(guī)約,而是數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的標準,它指導(dǎo)了變電站自動化的設(shè)計、開發(fā)、工程、維護等各個領(lǐng)域。該標準通過對變電站自動化系統(tǒng)中的對象統(tǒng)一建模,采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口,增強了設(shè)備之間的互操作性,可以在不同廠家的設(shè)備之間實現(xiàn)無縫連接。智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站要求變電站自動化采用IEC6
數(shù)字化變電站按照一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計思路參照IEC61850的標準將變電站分為過程層、間隔層和站控層3個部分，其中過程層由模擬量收集終端合并單元和實現(xiàn)開關(guān)輸入輸出的智能單元構(gòu)成;間隔層主要由保護裝置和測控裝置組成;站控層主要包括監(jiān)控，遠動和故障信息子系統(tǒng)構(gòu)成。
首先，智能變電站的過程由傳統(tǒng)的一次設(shè)備和智能組建柜組成，智能組建柜中有合并單元和智能操作箱兩個裝置。變電站常規(guī)互感器的數(shù)據(jù)合并單元采取就地安裝的原則，通過交流就地采樣電纜傳送模擬信號，并將采樣數(shù)據(jù)處理后通過 IEC61850-9-1、IEC61850-9-2 或者 IEC60044-8 的協(xié)議借助光纖通道發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)交換機供需要該模擬量的保護或者測控裝置共享數(shù)據(jù)。智能操作箱解決了傳統(tǒng)一次設(shè)備和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的接口問題，作為數(shù)字化變電站一次開關(guān)設(shè)備操作的智能終端，將傳統(tǒng)一次設(shè)備和保護測控等裝置通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接，完成對斷路器、刀閘的分合操作，智能操作箱接收保護和測控裝置通過GOOSE 網(wǎng)下發(fā)的斷路器或刀閘的分、合及閉鎖命令，然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的繼電器硬接點輸出。
其次，在傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)中保護裝置所需的模擬量信息和設(shè)備運行狀態(tài)等信息需要通過電纜傳送，動作邏輯需要在多個裝置之間傳遞啟動和閉鎖信號，在各間隔層設(shè)備之間，間隔層和過程層設(shè)備之間需用大量的電纜連接，使傳統(tǒng)方式下各個保護裝置之間存在較多硬開入連線，導(dǎo)致二次回路接線比較復(fù)雜，容易出錯、可靠性不高;而吳山變電站采用支持變電站通信標準IEC61850中GOOSE 輸入和輸出功能的保護和測控裝置。間隔層裝置之間通過以太網(wǎng)聯(lián)系各間隔層設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)共享電流電壓量和開關(guān)量信息，借助虛端子完成保護的動作邏輯和相關(guān)間隔之間的閉鎖功能，其中電流電壓量和開關(guān)量的傳輸分別采用IEC61850規(guī)約中的單播采樣值SMV服務(wù)和面向通用對象的變電站事件GOOSE服務(wù)完成。這就是為什么在保護屏上沒有任何二次接線的緣故。為保證保護裝置和開關(guān)之間的可靠性，吳山變電站的主變采用兩套南瑞的保護，每套保護使用單獨的光纖與智能操作箱聯(lián)系，與傳統(tǒng)的雙重保護配置不同的是，吳山站只是共用一個操作箱。
最后，站控層網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)線連接，間隔層與站控層之間按照制造報文規(guī)范 MMS(Manufacturing Message Specification)通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交互，完成對變電站的監(jiān)視和控制?？刂?，遙控、遙調(diào)等控制功能通過IEC61850的控制相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)映射到MMS的讀寫和報告服務(wù)中。IEC61850提供多種控制類型，還可以實現(xiàn)遠方修改定值等功能。
數(shù)字化變電站作為一種全新的建站模式，對許多傳統(tǒng)觀念產(chǎn)生了很大沖擊。在主控室內(nèi)，傳統(tǒng)意義上的“模擬量”消失了;保護屏后面的二次接線也被虛端子所取代;運行人員所熟悉的五防機沒了，因為五防系統(tǒng)被嵌入后臺機中了。除此之外，對二次檢修人員提出了更高的要求，要求保護人員對光通信，GOOSE信息原理，光測試儀、檢修狀態(tài)運行機制都要有個深入的掌握。傳統(tǒng)站里，各種功能的實現(xiàn)通過二次圖紙表現(xiàn)的非常清楚，而在數(shù)字變電站中，則很難通過二次圖紙來判斷電氣回路的功能邏輯，取而代之的是大量的光纖接線圖?？萍荚诓粩噙M步，數(shù)字化變電站也在不斷的改進中，作為一名檢修人員，更要不斷的學(xué)習(xí)新技術(shù)和新工藝，才能更好的勝任自己的工作崗位。
總之，數(shù)字化變電站主要體現(xiàn)在二次回路的光纖化，繼電保護和自動化的實現(xiàn)原理是一樣的，只是實現(xiàn)方式不同。而智能化變電站在上述基礎(chǔ)之上，重點要提升裝置的自診斷能力、電網(wǎng)運行的自適應(yīng)能力、和智能分析功能，狀態(tài)檢修實際是智能電網(wǎng)的重要組成部分。
信息整理：揚州拓普電氣科技有限公司 信息來源：www.ef2822.com
根據(jù)國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)建設(shè)的整體部署,十二五期間,國家電網(wǎng)將推廣智能變電站建設(shè),各省公司積極開展智能變電站的研究及試點工程。安徽省110kV桓譚變是國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)第二批試點工程,采用了基于IEC61850標準的變電站自動化系統(tǒng)。首次采用全光纖電流互感器,光PT掛網(wǎng)運行。文章針對110kV桓譚變繼電保護的新特點探討了智能化變電站和傳統(tǒng)變電站繼電保護的異同。
智能變電站相比于傳統(tǒng)變電站的幾個關(guān)鍵技術(shù)
智能化變電站各保護裝置采用了統(tǒng)一的通信規(guī)范,即IEC61850通信規(guī)范IEC61850是變電站自動化系統(tǒng)的國際標準,它規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設(shè)備行為、設(shè)備的自描述特征和通用配置語言。同傳統(tǒng)的IEC60870-5-103標準相比,它不僅僅是一個單純的通信規(guī)約,而是數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的標準,它指導(dǎo)了變電站自動化的設(shè)計、開發(fā)、工程、維護等各個領(lǐng)域。該標準通過對變電站自動化系統(tǒng)中的對象統(tǒng)一建模,采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口,增強了設(shè)備之間的互操作性,可以在不同廠家的設(shè)備之間實現(xiàn)無縫連接。智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站要求變電站自動化采用IEC6
數(shù)字化變電站按照一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計思路參照IEC61850的標準將變電站分為過程層、間隔層和站控層3個部分，其中過程層由模擬量收集終端合并單元和實現(xiàn)開關(guān)輸入輸出的智能單元構(gòu)成;間隔層主要由保護裝置和測控裝置組成;站控層主要包括監(jiān)控，遠動和故障信息子系統(tǒng)構(gòu)成。
首先，智能變電站的過程由傳統(tǒng)的一次設(shè)備和智能組建柜組成，智能組建柜中有合并單元和智能操作箱兩個裝置。變電站常規(guī)互感器的數(shù)據(jù)合并單元采取就地安裝的原則，通過交流就地采樣電纜傳送模擬信號，并將采樣數(shù)據(jù)處理后通過 IEC61850-9-1、IEC61850-9-2 或者 IEC60044-8 的協(xié)議借助光纖通道發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)交換機供需要該模擬量的保護或者測控裝置共享數(shù)據(jù)。智能操作箱解決了傳統(tǒng)一次設(shè)備和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的接口問題，作為數(shù)字化變電站一次開關(guān)設(shè)備操作的智能終端，將傳統(tǒng)一次設(shè)備和保護測控等裝置通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接，完成對斷路器、刀閘的分合操作，智能操作箱接收保護和測控裝置通過GOOSE 網(wǎng)下發(fā)的斷路器或刀閘的分、合及閉鎖命令，然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的繼電器硬接點輸出。
其次，在傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)中保護裝置所需的模擬量信息和設(shè)備運行狀態(tài)等信息需要通過電纜傳送，動作邏輯需要在多個裝置之間傳遞啟動和閉鎖信號，在各間隔層設(shè)備之間，間隔層和過程層設(shè)備之間需用大量的電纜連接，使傳統(tǒng)方式下各個保護裝置之間存在較多硬開入連線，導(dǎo)致二次回路接線比較復(fù)雜，容易出錯、可靠性不高;而吳山變電站采用支持變電站通信標準IEC61850中GOOSE 輸入和輸出功能的保護和測控裝置。間隔層裝置之間通過以太網(wǎng)聯(lián)系各間隔層設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)共享電流電壓量和開關(guān)量信息，借助虛端子完成保護的動作邏輯和相關(guān)間隔之間的閉鎖功能，其中電流電壓量和開關(guān)量的傳輸分別采用IEC61850規(guī)約中的單播采樣值SMV服務(wù)和面向通用對象的變電站事件GOOSE服務(wù)完成。這就是為什么在保護屏上沒有任何二次接線的緣故。為保證保護裝置和開關(guān)之間的可靠性，吳山變電站的主變采用兩套南瑞的保護，每套保護使用單獨的光纖與智能操作箱聯(lián)系，與傳統(tǒng)的雙重保護配置不同的是，吳山站只是共用一個操作箱。
最后，站控層網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)線連接，間隔層與站控層之間按照制造報文規(guī)范 MMS(Manufacturing Message Specification)通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交互，完成對變電站的監(jiān)視和控制?？刂?，遙控、遙調(diào)等控制功能通過IEC61850的控制相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)映射到MMS的讀寫和報告服務(wù)中。IEC61850提供多種控制類型，還可以實現(xiàn)遠方修改定值等功能。
數(shù)字化變電站作為一種全新的建站模式，對許多傳統(tǒng)觀念產(chǎn)生了很大沖擊。在主控室內(nèi)，傳統(tǒng)意義上的“模擬量”消失了;保護屏后面的二次接線也被虛端子所取代;運行人員所熟悉的五防機沒了，因為五防系統(tǒng)被嵌入后臺機中了。除此之外，對二次檢修人員提出了更高的要求，要求保護人員對光通信，GOOSE信息原理，光測試儀、檢修狀態(tài)運行機制都要有個深入的掌握。傳統(tǒng)站里，各種功能的實現(xiàn)通過二次圖紙表現(xiàn)的非常清楚，而在數(shù)字變電站中，則很難通過二次圖紙來判斷電氣回路的功能邏輯，取而代之的是大量的光纖接線圖?？萍荚诓粩噙M步，數(shù)字化變電站也在不斷的改進中，作為一名檢修人員，更要不斷的學(xué)習(xí)新技術(shù)和新工藝，才能更好的勝任自己的工作崗位。
總之，數(shù)字化變電站主要體現(xiàn)在二次回路的光纖化，繼電保護和自動化的實現(xiàn)原理是一樣的，只是實現(xiàn)方式不同。而智能化變電站在上述基礎(chǔ)之上，重點要提升裝置的自診斷能力、電網(wǎng)運行的自適應(yīng)能力、和智能分析功能，狀態(tài)檢修實際是智能電網(wǎng)的重要組成部分。
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