1、數(shù)字化變電站特征 數(shù)據(jù)采集數(shù)字化數(shù)據(jù)采集數(shù)字化 在電流、電壓的采集環(huán)節(jié)采用在電流、電壓的采集環(huán)節(jié)采用非常規(guī)互感器，如光電式互感器或非常規(guī)互感器，如光電式互感器或電子式互感器，實現(xiàn)了電氣量數(shù)據(jù)電子式互感器，實現(xiàn)了電氣量數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)的數(shù)字化應用采集環(huán)節(jié)的數(shù)字化應用 數(shù)字化變電站特征可以實現(xiàn)一、二次系可以實現(xiàn)一、二次系統(tǒng)電氣上的有效隔離；統(tǒng)電氣上的有效隔離；電氣量動態(tài)測量范圍電氣量動態(tài)測量范圍大，測量精度高；大，測量精度高；對于低驅動功率的變對于低驅動功率的變電站二次系統(tǒng)設備可電站二次系統(tǒng)設備可以直接實現(xiàn)數(shù)字化接以直接實現(xiàn)數(shù)字化接口應用。口應用。 數(shù)字化變電站特征2系統(tǒng)分層分布化系統(tǒng)分層分布化 變電

2、站的一、二次設備變電站的一、二次設備可分為三層：可分為三層：站控層（變電站層）；站控層（變電站層）；間隔層；間隔層；過程層。過程層通常過程層。過程層通常又稱為設備層又稱為設備層。 數(shù)字化變電站特征3系統(tǒng)結構緊湊化系統(tǒng)結構緊湊化 緊湊型組合電器將斷路器、隔緊湊型組合電器將斷路器、隔離開關和接地刀閘、離開關和接地刀閘、TA和和TV等組合在一個等組合在一個SF6 6絕緣的密封絕緣的密封殼體內，實現(xiàn)了變電站布置的殼體內，實現(xiàn)了變電站布置的緊湊化。緊湊化。是在一個封閉的充滿是在一個封閉的充滿SF6 6絕緣絕緣氣體的金屬殼內將一個間隔內氣體的金屬殼內將一個間隔內每相斷路器、隔離開關和接地每相斷路器、隔離開

3、關和接地刀閘、電壓和電流變換器組合刀閘、電壓和電流變換器組合成一個整體，出線由支持絕緣成一個整體，出線由支持絕緣子引出的緊湊型組合電器。子引出的緊湊型組合電器。PASS插接式組合電器示意圖 數(shù)字化變電站特征4系統(tǒng)建模標準化系統(tǒng)建模標準化 IEC61850標準為變電站自動化系統(tǒng)定義了統(tǒng)一、標準標準為變電站自動化系統(tǒng)定義了統(tǒng)一、標準化信息和信息交換模型，主要意義在于：化信息和信息交換模型，主要意義在于： 1）實現(xiàn)智能設備的互操作性。）實現(xiàn)智能設備的互操作性。采用了對象建模技術，采用了對象建模技術，IED之間實現(xiàn)了通信協(xié)議和通信接口一致性，具有互操作之間實現(xiàn)了通信協(xié)議和通信接口一致性，具有互操作性；

4、性； 2）實現(xiàn)變電站信息共享。）實現(xiàn)變電站信息共享。對一、二次設備進行統(tǒng)一建模，對一、二次設備進行統(tǒng)一建模，變電站站內及變電站與控制中心之間實現(xiàn)了無縫通信體系，變電站站內及變電站與控制中心之間實現(xiàn)了無縫通信體系，真正實現(xiàn)了信息共享；真正實現(xiàn)了信息共享； 3）支持系統(tǒng)協(xié)調工作。基于信息共享的各種運行支持系）支持系統(tǒng)協(xié)調工作。基于信息共享的各種運行支持系統(tǒng)，如一次設備運行狀態(tài)檢測系統(tǒng)等，可以功能優(yōu)化并與統(tǒng)，如一次設備運行狀態(tài)檢測系統(tǒng)等，可以功能優(yōu)化并與變電站的運行系統(tǒng)協(xié)調工作。變電站的運行系統(tǒng)協(xié)調工作。 數(shù)字化變電站特征5信息交互網(wǎng)絡化信息交互網(wǎng)絡化 數(shù)字化變電站內設備之間連接全部采用高速數(shù)字化變

5、電站內設備之間連接全部采用高速的網(wǎng)絡通信，二次設備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重的網(wǎng)絡通信，二次設備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復的復的IO現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模資源共享，常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊。塊。 數(shù)字化變電站特征6信息應用集成化信息應用集成化 常規(guī)變電站的監(jiān)視、控制、保護、故障錄波、量測與計常規(guī)變電站的監(jiān)視、控制、保護、故障錄波、量測與計量等幾乎都是功能單一的相互獨立的裝置和系統(tǒng)。這種按量等幾乎都是功能單一的相互獨立的裝置和系統(tǒng)。這種按功能劃分的變電站自動化系統(tǒng)，硬件重復配置、信息不共功能劃分的變電

6、站自動化系統(tǒng)，硬件重復配置、信息不共亨、亨、TV和和TA負載重、二次接線復雜、整體可靠性差、投負載重、二次接線復雜、整體可靠性差、投資成本大。資成本大。 集成型自動化系統(tǒng)就是將間隔層的控制、保護、故集成型自動化系統(tǒng)就是將間隔層的控制、保護、故障錄波、事件記錄和運行支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等功能集成障錄波、事件記錄和運行支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等功能集成在一個統(tǒng)一的多功能數(shù)字裝置內，間隔內部和間隔間以及在一個統(tǒng)一的多功能數(shù)字裝置內，間隔內部和間隔間以及問隔同站級間的通信用少量的光纖總線實現(xiàn)，取消傳統(tǒng)的問隔同站級間的通信用少量的光纖總線實現(xiàn)，取消傳統(tǒng)的硬線連接。硬線連接。 數(shù)字化變電站特征7設備檢修狀態(tài)化設備

7、檢修狀態(tài)化1 設備檢修體制是隨著科學技術的進步而不斷演設備檢修體制是隨著科學技術的進步而不斷演變的，由事后檢修故障檢修發(fā)展到預防性檢修，變的，由事后檢修故障檢修發(fā)展到預防性檢修，預防性檢修主要有兩種模式：預防性檢修主要有兩種模式：以時間為依據(jù)的檢修，預先設定檢修工作內容以時間為依據(jù)的檢修，預先設定檢修工作內容與周期的定期檢修，或稱計劃檢修；與周期的定期檢修，或稱計劃檢修；以可靠性為中心的檢修。以可靠性為中心的檢修。數(shù)字化變電站特征7設備檢修狀態(tài)化設備檢修狀態(tài)化2狀態(tài)檢修也叫預知性維修；狀態(tài)檢修也叫預知性維修；以設備當前的工作狀況為檢修依據(jù)，通過狀態(tài)監(jiān)測手段，以設備當前的工作狀況為檢修依據(jù)，通過

8、狀態(tài)監(jiān)測手段，診斷設備健康狀況，確定設備是否需要檢修或最佳檢修時診斷設備健康狀況，確定設備是否需要檢修或最佳檢修時機。狀態(tài)檢修的目標是減少設備停運時間，提高設備可靠機。狀態(tài)檢修的目標是減少設備停運時間，提高設備可靠性和可用系數(shù)，延長設備壽命，降低運行檢修費用，改善性和可用系數(shù)，延長設備壽命，降低運行檢修費用，改善設備運行性能，提高經濟效益。設備運行性能，提高經濟效益。 數(shù)字化變電站特征7設備檢修狀態(tài)化設備檢修狀態(tài)化3 數(shù)字化變電站中電流、電壓的采集、二次系統(tǒng)設備狀數(shù)字化變電站中電流、電壓的采集、二次系統(tǒng)設備狀況、操作命令的下達和執(zhí)行，完全可以通過光纖實現(xiàn)信息況、操作命令的下達和執(zhí)行，完全可以通

9、過光纖實現(xiàn)信息的有效監(jiān)測，變電站內可以有效地獲取電網(wǎng)的運行狀態(tài)數(shù)的有效監(jiān)測，變電站內可以有效地獲取電網(wǎng)的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、各種據(jù)、各種IEDIED的故障和動作信息，監(jiān)測操作及信號回路狀的故障和動作信息，監(jiān)測操作及信號回路狀態(tài)，設備狀態(tài)特征量的采集上沒有盲區(qū)，在此基礎上可實態(tài)，設備狀態(tài)特征量的采集上沒有盲區(qū)，在此基礎上可實現(xiàn)常規(guī)的變電站設備現(xiàn)常規(guī)的變電站設備“定期檢修定期檢修”為為“狀態(tài)檢修狀態(tài)檢修”。實現(xiàn)狀態(tài)檢修后，系統(tǒng)的可用率將大大提高，實現(xiàn)狀態(tài)檢修后，系統(tǒng)的可用率將大大提高， 數(shù)字化變電站特征8 8設備操作智能化設備操作智能化1 1 高壓斷路器二次技術的發(fā)展趨勢是用微電子、計算機技術和非常規(guī)高

10、壓斷路器二次技術的發(fā)展趨勢是用微電子、計算機技術和非常規(guī)互感器建立新的斷路器二次系統(tǒng)，其主要特點是：互感器建立新的斷路器二次系統(tǒng)，其主要特點是： 1 1）以微電子、計算機技術為基礎的控制回路組成執(zhí)行單元，）以微電子、計算機技術為基礎的控制回路組成執(zhí)行單元，代替常規(guī)機械結構的輔助開關和輔助繼電器。可按電壓波形控制跳、代替常規(guī)機械結構的輔助開關和輔助繼電器。可按電壓波形控制跳、合閘角度，精確控制跳、合閘過程的時間，合閘角度，精確控制跳、合閘過程的時間， 2 2）斷路器設備的專用信息由裝在斷路器設備內基于計算機技術）斷路器設備的專用信息由裝在斷路器設備內基于計算機技術的控制單元直接處理，使斷路器能獨

11、立地執(zhí)行其當?shù)毓δ埽灰赖目刂茊卧苯犹幚恚箶嗦菲髂塥毩⒌貓?zhí)行其當?shù)毓δ埽灰蕾囉谧冸娬緦拥目刂葡到y(tǒng)；賴于變電站層的控制系統(tǒng)； 3 3）非常規(guī)互感器與微機型控制元件相配合，獨立采集運行狀）非常規(guī)互感器與微機型控制元件相配合，獨立采集運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，有效地判斷斷路器的工作狀況；態(tài)數(shù)據(jù)，有效地判斷斷路器的工作狀況； 4 4）連續(xù)自我檢測和監(jiān)視斷路器一次、二次系統(tǒng)設備，可檢測）連續(xù)自我檢測和監(jiān)視斷路器一次、二次系統(tǒng)設備，可檢測設備缺陷和故障，在缺陷變?yōu)楣收现鞍l(fā)出報警信號，為狀態(tài)維修設備缺陷和故障，在缺陷變?yōu)楣收现鞍l(fā)出報警信號，為狀態(tài)維修提供參考。提供參考。數(shù)字化變電站特征8 8設備操作智能化

12、設備操作智能化2 2 實現(xiàn)斷路器的智能化必須在斷路器內嵌入電壓和實現(xiàn)斷路器的智能化必須在斷路器內嵌入電壓和電流變換器，并作為智能控制元件的輸入，斷路電流變換器，并作為智能控制元件的輸入，斷路器系統(tǒng)的智能性由微機型控制單元、智能型接口器系統(tǒng)的智能性由微機型控制單元、智能型接口裝置和相應的控制軟件來實現(xiàn)。保護和控制命令裝置和相應的控制軟件來實現(xiàn)。保護和控制命令可以通過光纖網(wǎng)絡而非常規(guī)變電站的二次回路系可以通過光纖網(wǎng)絡而非常規(guī)變電站的二次回路系統(tǒng)，實現(xiàn)與斷路器操作機構的數(shù)字化接口應用。統(tǒng)，實現(xiàn)與斷路器操作機構的數(shù)字化接口應用。變壓器變壓器斷路器斷路器互感器互感器智能化智能化智能化智能化數(shù)字化數(shù)字化網(wǎng)

13、絡化網(wǎng)絡化數(shù)字化變電站特點互感器數(shù)字化；互感器數(shù)字化；一次設備智能化；一次設備智能化；二次設備網(wǎng)絡化；二次設備網(wǎng)絡化；數(shù)字化變電站特點數(shù)字互感器電子式互感器電子式互感器絕緣簡單絕緣簡單體積小、重量體積小、重量輕輕CTCT動態(tài)范圍寬，動態(tài)范圍寬，無磁飽和無磁飽和PTPT無諧振現(xiàn)象無諧振現(xiàn)象CTCT二次輸出可二次輸出可以開路以開路數(shù)字化變電站特點數(shù)字化變電站特點PASS M0組合電器與光電互感器的完美結合。斷路器、隔刀和地刀的集約封裝使得110kV一次設備更加緊湊可靠，最大限度的壓縮了設備空間。 光電式電流互感器的光電式電流互感器的應用消除了常規(guī)互感應用消除了常規(guī)互感器存在的易飽和、暫器存在的易飽

14、和、暫態(tài)特性差、準確度低、態(tài)特性差、準確度低、易受電磁干擾、漏油易受電磁干擾、漏油（漏氣）、爆炸等一（漏氣）、爆炸等一切弊病，提高了傳輸切弊病，提高了傳輸精度和可靠性，提高精度和可靠性，提高了設備的免維性了設備的免維性 將變電站交流、直流、逆變、通信、事故照將變電站交流、直流、逆變、通信、事故照明等所有站用電源集中配置，一體化監(jiān)控，做到明等所有站用電源集中配置，一體化監(jiān)控，做到合理安排站用電源系統(tǒng)運行方式，并通過標準通合理安排站用電源系統(tǒng)運行方式，并通過標準通信接口實現(xiàn)了站用電源的數(shù)字化信息輸出，從而信接口實現(xiàn)了站用電源的數(shù)字化信息輸出，從而實現(xiàn)了全站電源系統(tǒng)的集中管理與四遙功能。實現(xiàn)了全站電

15、源系統(tǒng)的集中管理與四遙功能。 電纜由電纜由3030千米減少到千米減少到2 2千千米，取消了電纜夾層，米，取消了電纜夾層，極大地降低了二次回路極大地降低了二次回路電磁干擾，同時將控制電磁干擾，同時將控制室外原來高昂的二次回室外原來高昂的二次回路反措成本降低為零路反措成本降低為零 控制電纜改為光纜減少控制電纜改為光纜減少了保護屏大量的接線端子，了保護屏大量的接線端子，使得控制室屏體上集成的二使得控制室屏體上集成的二次裝置數(shù)量變多，同時網(wǎng)絡次裝置數(shù)量變多，同時網(wǎng)絡化二次系統(tǒng)的采用也減少了化二次系統(tǒng)的采用也減少了所需間隔層裝置數(shù)量，最終所需間隔層裝置數(shù)量，最終使得全站控制室屏體數(shù)量減使得全站控制室屏體

16、數(shù)量減少一半，由控制室改造前少一半，由控制室改造前3535面屏減少為面屏減少為1919面屏。面屏。 采用采用VLANVLAN技術，將技術，將局域網(wǎng)內的設備按網(wǎng)絡局域網(wǎng)內的設備按網(wǎng)絡化保護功能邏輯劃分成化保護功能邏輯劃分成7 7個網(wǎng)段，保證了控制個網(wǎng)段，保證了控制網(wǎng)段的實時性和安全性，網(wǎng)段的實時性和安全性，并減少了網(wǎng)絡流量，降并減少了網(wǎng)絡流量，降低了網(wǎng)絡負載，實現(xiàn)了低了網(wǎng)絡負載，實現(xiàn)了網(wǎng)絡的安全隔離，提高網(wǎng)絡的安全隔離，提高了通信效率了通信效率 數(shù)字化變電站特點 實現(xiàn)了設備跳合閘命令信息的實現(xiàn)了設備跳合閘命令信息的GOOSEGOOSE網(wǎng)絡傳網(wǎng)絡傳輸，保證了網(wǎng)絡化保護動作的快速性和可靠性輸，保證了

17、網(wǎng)絡化保護動作的快速性和可靠性 在間隔層實現(xiàn)了在間隔層實現(xiàn)了GOOSEGOOSE網(wǎng)絡傳輸，做到了數(shù)網(wǎng)絡傳輸，做到了數(shù)字化變電站字化變電站GOOSEGOOSE信息在三層結構系統(tǒng)中的一體信息在三層結構系統(tǒng)中的一體化完整應用，實現(xiàn)了變電站間隔層二次設備的網(wǎng)化完整應用，實現(xiàn)了變電站間隔層二次設備的網(wǎng)絡化信息交互，為變電站網(wǎng)絡化二次系統(tǒng)各種應絡化信息交互，為變電站網(wǎng)絡化二次系統(tǒng)各種應用功能的實現(xiàn)提供了根本的技術支撐用功能的實現(xiàn)提供了根本的技術支撐 采用采用SNTPSNTP協(xié)議網(wǎng)絡對時方案，二次系統(tǒng)設協(xié)議網(wǎng)絡對時方案，二次系統(tǒng)設置同一時鐘，實現(xiàn)全站設備的時鐘同步，各設置同一時鐘，實現(xiàn)全站設備的時鐘同步，各設備根據(jù)同一時間基準和網(wǎng)絡延時統(tǒng)一對時，取備根據(jù)同一時間基準和網(wǎng)絡延時統(tǒng)一對時，取消了傳統(tǒng)的硬接線對時方式消了傳統(tǒng)的硬接線對時方式 二次系統(tǒng)的創(chuàng)新：改造后的新貌全站