1、對(duì)數(shù)字化變電站的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)當(dāng)前變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在我國(guó)220kV及以下等級(jí)電網(wǎng)得到了廣泛的 應(yīng)用，對(duì)提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平起到了重要作用，基本 達(dá)到了無(wú)人 值班、簡(jiǎn)化運(yùn)維、節(jié)省投資等目的。隨著國(guó)家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)全面展 開(kāi)，數(shù)字化變電站也將大行其道。數(shù)字化變電站是 變電站綜自發(fā)展的下一個(gè) 階段。2010年5月初，孝感電網(wǎng)第一座iiOkv漢川福科數(shù)字化變電站投 入運(yùn)行。至今運(yùn)行良好，沒(méi)有發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)情況，所有運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均正確可靠。整個(gè)變電站站容站貌整潔有序、設(shè)備集成化程度 高、電氣一二次接線簡(jiǎn)潔，極大地提升了變電站的檔次。與傳統(tǒng)變電站相比，數(shù)字化變電站具有以下優(yōu)勢(shì):1、大幅減少二

2、次接線。同等規(guī)模的傳統(tǒng)iiOkv變電站全站用于控制、測(cè)量、信號(hào)的二次電纜大約需要18000m,按照當(dāng)前市場(chǎng)行情估算 價(jià)值304萬(wàn)元；而?？谱儍H使用數(shù)千米低廉的普通光纜，還不算二次10%電纜展放及接線施工發(fā)生的人工費(fèi)。二次接線工作量只有原來(lái)的 左右。雖然集成一次設(shè)備投資高于普通設(shè)備，但數(shù)字化變電站大幅減 少設(shè) 備安裝調(diào)試時(shí)間，更容易打造標(biāo)準(zhǔn)化變電站。2、提升計(jì)量測(cè)量精度。傳統(tǒng)變電站采用電磁式電壓電流互感器將高電壓大電流轉(zhuǎn)換成1°°V、5A的二次標(biāo)準(zhǔn)模擬量后，綜自系統(tǒng)再轉(zhuǎn)換成毫伏毫安級(jí)別，最后進(jìn)行模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量，系統(tǒng)識(shí)別后數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)根據(jù)變比換算成一次實(shí)際值。過(guò)程比較繁瑣易產(chǎn)生累

3、計(jì)誤 差。而數(shù)字化變電站直接使用高精度的光電互感器，光信號(hào)直接通過(guò)光纖 傳輸 計(jì)算機(jī)，基本沒(méi)有損耗，計(jì)量測(cè)量精度大為提升。3、提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。避免電纜帶來(lái)的電磁兼容、傳輸過(guò)電壓和兩點(diǎn)接地等問(wèn)題，全站操作回路電氣、機(jī)械及程序閉鎖三道關(guān)口防止誤操作，變電站的各種功能可共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)，避免設(shè)備重 復(fù)，自動(dòng)化運(yùn)行和管理水平進(jìn)一步提高。數(shù)字化變電站是目前提出的智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，智能電網(wǎng)是更高級(jí)的應(yīng)用。在智能電網(wǎng)規(guī)劃的推動(dòng)下，未來(lái)數(shù)字化變電站將成為新建 變電站 的主流。數(shù)字化變電站建立在IEC61850通信規(guī)約基礎(chǔ)上，是信 息采集、傳 輸、處理、輸出過(guò)程完全數(shù)字化的變電站，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣

4、設(shè)備 間信息共享和互操作。其基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、運(yùn)行管理自 動(dòng)化等。正是有了這個(gè)各種設(shè)備和功能共享 統(tǒng)一的信息平臺(tái)，這使得數(shù)字化 變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù) 簡(jiǎn)便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提 升。智能化的變電站，必須要有智能化的設(shè)備。與傳統(tǒng)變電設(shè)備相比，數(shù)字化變電站一以下特點(diǎn):1、智能化的一次設(shè)備：智能斷路器是指：“具有較高性能的斷 路器和控制設(shè)備，配有電子設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器，不僅具有斷路器的基本功能, 還具有附加功能，尤其在監(jiān)測(cè)和診斷方面” O隨著電力電了技術(shù)的應(yīng)用使得操作能量大幅減少，開(kāi)閉斷路器可由電力電了和微機(jī)型智能接口來(lái)完成，代 替常規(guī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的輔助開(kāi)關(guān)和輔助繼

5、電器，并可按電壓波形控制跳合閘角 度，精確控制過(guò)程時(shí)間，減少瞬時(shí) 過(guò)電壓幅值，保障電網(wǎng)安全，也能大大延 長(zhǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)備壽命，經(jīng)濟(jì)效益可觀；再配上可監(jiān)測(cè)設(shè)備缺陷和故障并告警的獨(dú) 立的新型傳感器,現(xiàn)在線狀態(tài)檢修，將上述功能集成在一起實(shí)現(xiàn)的斷路器就是智能斷路 器。利用光電效應(yīng)原理的光電CT、P T,CT、具有測(cè)量精度高，根本性地解決了CT動(dòng)態(tài)范圍小及飽和問(wèn)題，從源頭保證了保護(hù)的可靠性且無(wú)CT二次開(kāi)路、PT短路的安全隱患。2、網(wǎng)絡(luò)化的自動(dòng)化設(shè)備：一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了常規(guī)繼電器及 控制 回路的結(jié)構(gòu)，利用IEC61850 GOOSE通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化

6、的跳、合閘功能和設(shè)備 本體狀態(tài)信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及 其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和 控制電纜被光電數(shù)字 和光纖代替。變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝 置、測(cè)量控制裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、故障錄波裝置、電壓無(wú)功控制、同期操作裝 置等全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī) 設(shè)計(jì)制造，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信。二是各種功能 共用 統(tǒng)一的信息平臺(tái)，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的 現(xiàn)場(chǎng)接口，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源其享，常規(guī)的功能裝置 在這里 變成了邏輯的功能模塊，避免設(shè)備重復(fù)投入。間隔層的部分功 能下放，比如 取消了數(shù)據(jù)采集

7、的AD部分、位置信號(hào)的開(kāi)關(guān)量輸入和 跳閘出口，通過(guò)光纖 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化的采樣值。與過(guò)去不同的是間隔層不 再是獨(dú)立的一個(gè)體系，而 成為一個(gè)體系中的一個(gè)環(huán)節(jié)，間隔層對(duì)過(guò)程 層設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的依賴性太大 了，可靠性很大程度上依賴于光纖通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障, 全站所有保護(hù)控制功能都將失 效，后果是非常嚴(yán)重的，所以對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可 靠性要求很高。3、顛覆傳統(tǒng)的二次設(shè)備：一次設(shè)備的智能化改變了傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，二次電纜改為光纜減少了保護(hù)屏大量的接線端 子，使 保護(hù)屏上集成的二次裝置數(shù)量變多，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)的采用也減少了 所需間隔層裝置數(shù)量，最終減少保護(hù)、控制室的面積。 信息傳遞全部

8、采用光纖網(wǎng)絡(luò)后，二次回路設(shè)計(jì)極大簡(jiǎn)化，操作、切換箱下放開(kāi)關(guān)本體處，與端子箱共用，系統(tǒng)可靠性得到充分保障。 數(shù)字化變電站拋棄了保護(hù)屏上功能壓板，按鈕及把手，保護(hù)可 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方投退，提高了二次系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行管理水平保護(hù)調(diào)試智能化, 縮短了停電時(shí)間，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 一鍵式智能操作功能以間隔層設(shè)備為主體，對(duì)變電站間隔設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)切換實(shí)現(xiàn)一鍵式智能操作，與傳統(tǒng)的站控層分步操作相 比，操作環(huán) 境更加優(yōu)化，操作步驟更加簡(jiǎn)練，使變電站倒閘操作更加 安全快捷，有效避 免誤操作，提高了電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。 利用GOOSE信息在三層系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)傳輸，結(jié)合本間隔設(shè)備的邏輯閉鎖功能，在間隔層通過(guò)運(yùn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)分析識(shí)別及

9、邏輯綜合判斷 決策，實(shí)現(xiàn) 變電站過(guò)程層、間隔層、站控層完整一體的五防操作邏輯閉鎖功能。取消常 規(guī)五防系統(tǒng)與綜自系統(tǒng)之間繁雜的信息校驗(yàn)。4、自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)：變電站運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無(wú)紙化；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動(dòng)化；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)提供故障分析報(bào)告,指出故障原因，提出故障處理意見(jiàn)；系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告，即常規(guī)的 變電站設(shè)備“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修” O5、保護(hù)維護(hù)調(diào)試智能化：數(shù)字化變電站中實(shí)現(xiàn)了信息共享，設(shè) 備提供了更豐富的狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，根據(jù)這些信息可實(shí)現(xiàn)更智能化的維 護(hù)工作，包括 故障診斷和定位，維護(hù)更簡(jiǎn)便。同時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)“電子 眼”在后臺(tái)機(jī)界面 上監(jiān)視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上任一點(diǎn)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況, 速定位二次設(shè)備故障和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)，可有效速短二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及二次 設(shè)備故障查找時(shí)間。雖然數(shù)字化變電站具有眾多無(wú)與倫比的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際運(yùn)行中還 是存在若干隱患:1、電子元器件的質(zhì)量，能否耐受自然環(huán)境高溫加自身的溫升。據(jù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，孝感夏天易受副熱帶高壓控制，高溫高濕達(dá)到40 C、80%以上的惡劣天氣多且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。長(zhǎng)期在戶外工作的微機(jī)保護(hù)單 元能否承受考驗(yàn)尚待繼續(xù)驗(yàn)證。當(dāng)然這