关于数字化变电站改造的探索

　第10期总第260期

内蒙古科技与经济

InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyMay2012

No.10TotalNo.260

关于数字化变电站改造的探索

马　明

(包头供电局,内蒙古包头　014030)

󰀁

　　摘　要:110kV明辉变采用全数字化变电站自动化系统,将传统的模拟信号转化为数字信号,以光纤以太网连接到所需设备,这样做不需要大量的二次电缆接线,运行中不容易产生故障和传输环境中的电磁干扰,减少二次回路故障,且能实现数据源头的采样信息共享。文章介绍了一种数字化保护改造实施方案,提出了数字化改造的意义。关键词:数字化变电站;智能电网;光纤以太网　　中图分类号:TM76　　文献标识码:A　　文章编号:1007—6921(2012)10—0063—02　　为了不断提高变电站科技管理和应用水平,我们在旧站综自的改造上进行了更深入的探索及尝试。将常规的模拟量综自系统逐步改造为数字化保护综自系统,整个系统由变电站层、集控层、调度层三级结构组成。站内设备部署在110kV明辉站内,包括数字化综保、油色谱监测、无线测温及容性监测单元、视频采集设备和网络视频服务器等。在变电站本地配置数字化综保系统。其中数字化综保系统后台可接入所有数字化综合保护测控单元,并可以对各保护测控单元实现在线维护。数字化综保设备信息通过远动通信服务器上送调度,调度端系统也可以直接通过网络访问变电站的网络视频服务器获取实时视频信息。调度端设备部署在九原电力公司调度大楼,配置服务器、工作站,组成监控网络。通过调度端监控工作站可以访问到所有的变电站综合自动化信息。变电站和调度端采用光纤通信,通信网络至少要为变电站提供一个E1接口。集控层设备部署在110kV明辉站内。将来多个变电站在线监测和数字综保信息接入调度,明辉站只需要部署工作站,作为调度端的客户端即可访问系统全部信息。调度端系统支持“责任区”,集控调度员只能访问到其管辖范围内的变电站设备信息,而其他不在所属辖区的信息对本集控将全部屏蔽。本次项目实施预留了集控接口,暂时不配置相应的硬件设备,将来可方便扩充。1　数字化保护改造实施方案110KV明辉变采用天正明日的STS系列全数字化变电站自动化系统解决方案,针对110KV和35KV户外开关和PT就近安装智能装置转化为数字信号,以光纤以太网连接到所需设备。对10KV开关柜就地安装保护和智能设备一体机完成一次设备的智能化。考虑到110KV电压等级变电站的实用性,本项目不配置采用Rogowski空心线圈的CT、PT,仍采用原有的互感器。技术改造工作完成后,本站初步具备数字化变󰀁

电站的特点,具体如下。1.1　户外就地部分1.1.1　110kV电压互感器智能装置STS852D安装于110kVPT户外端子箱里,负责采集刀闸位置等遥信量以及相应PT电压,并通过专用光纤通道向主变后备保护发送电压数据,同时通过主光纤通道向后台计算机和通信管理机发送遥信、以及各类自检信息数据。1.1.2　110kV主变高压侧智能装置STS851D安装于主变高压侧开关端子箱里,主变本体保护安装于主变间隔的户外端子箱里,其中主变高压侧智能装置负责采集主变高压侧电流以及主变高压开关间隔各遥信量;并通过专用光纤通道向主变高后备保护、主变差动保护发送电流信息以及接收来自主变高后备保护、主变差动保护以及主变本体保护的跳闸命令。主变本体保护STS854T除完成主变本体保护功能通过专用光纤通道向主变高压侧智能装置和主变低后备装置发送跳闸命令外,还接收主变高后备保护通过专用光纤通道发送的闭锁调压、启动风冷等信息以及接收主光纤通道来自后台计算机或者通信管理机的遥档控制信息,完成这些功能,同时通过主光纤通道向后台计算机和通信管理机发送各类遥信、自检信息。1.2　10kV开关柜室1.2.1　主变低后备保护装置STS852T安装于10kV主变低压侧开关柜上,负责采集主变低压侧间隔电流以及各遥信量,接收10kV电压互感器智能装置STS852D通过专用光纤通道发送过来的电压数据,实时计算电量、保护逻辑,完成保护跳、合闸功能并通过主光纤通道向后台计算机和通信管理机发送各类信息。同时,主变低后备通过专用光纤通道向主变差动保护、主变高后备保护发送电流等数据,接收来自它们以及本体保护发送的跳闸命令。1.2.2　10kV电压互感器智能装置STS852D安装于10kVPT间隔柜上,负责采集刀闸位置等遥信量以及10kVPT电压,同时通过主光纤通道向后台计收稿日期:2012-02-22

作者简介:马明,男,内蒙古包头人,毕业于天津大学,电气工程领域工程硕士,工程师,现从事继电保护工作。

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算机和通信管理机发送遥信、以及各类自检信息数据。1.2.3　10kV线路保护装置STS851L安装于10kV线路开关柜上,每个间隔安装一台此装置,负责采集线路间隔的电流以及各遥信量,接收10KV电压互感器智能装置STS852D通过光纤通道发送过来的电压数据,实时计算电量以及保护逻辑完成保护跳、合闸功能,通过主光纤通道向后台计算机和通信管理机发送各类信息。1.2.4　10kV电容器保护装置STS851C安装于10kV电容器开关柜上,负责采集电容器间隔的电流、不平衡电压以及各遥信量,接收10KV电压互感器智能装置STS852D通过光纤通道发送过来的电压数据,实时计算保护逻辑完成保护跳、合闸功能,通过主光纤通道向后台计算机和通信管理机发送各类信息。1.3　主控室1.3.1　主变保护屏1面,屏上安装主变差动保护、高中后备保护共3台装置,其中差动保护STS858T通过专用光纤通道接收来自主变高压侧智能装置、主变中压侧智能装置和主变低后备保护装置的电流信息,完成差动功能并向它们发送跳闸命令;主变高后备保护通过专用光纤通道接收来自主变高压侧智能装置的电流、电压等数据,完成各类保护逻辑并向它们发送跳闸命令,通过另一专用光纤通道向主变本体保护发送闭锁调压、启动风冷等命令。同时主变差动保护和主变高后备保护通过主光纤通道向后台计算机和通信管理机发送各类信息。1.3.2　综合屏1面,屏上安装通信管理机1台、对时装置1台、交换机1台以及光纤连接盒3个。通信管　内蒙古科技与经济

理机与站内各设备之间采用IEC61850通信协议进行信息互换,并通过调度通道向调度主站发送站内各类信息。对时装置通过单独的专用光纤通道和站内各数字化装置连接,发送精确的时间同步数据,保证各数字化装置保持采样的同步性和发送数据的及时性。交换机做为站内光纤网络的核心采用直流电源工作保证了可靠性。1.3.3　后台屏1面,屏上安装有后台计算机和打印机。主控室内有3面屏柜,屏柜上设备和就地安装设备之间采用光纤联系,屏柜内除了电源线以外无其他电缆。注:站内光纤通信网络共2种,第一种为主网(主光纤通道),即各数字化设备、交换机、通信管理机、后台计算机通过光纤互联而形成的网络;第二种为专用网络(专用光纤通道),如PT智能装置与各线路、电容器保护之间由于数据信息传递而建立的专用通道网络,对时装置和各类数字化设备之间为保证采样同步性而建立的专用通道网络。每个数字化设备均含有至少6对多模光纤通信接口,即至少可以提供1个主光纤通道、5个专用光纤通道。2　数字化保护改造意义10kV明辉变采用全数字化变电站自动化系统,将传统的模拟信号转化为数字信号,以光纤以太网连接到所需设备。不需要大量的二次电缆接线,节约了人工费用,节省了大量电缆投资,对于新站还可以节省电缆沟的投资,且在运行中不容易产生故障和传输环境中的电磁干扰,减少二次回路故障。能实现数据源头的采样信息共享,为以后建设智能电网奠定了基础。・64・