智能终端装置在数字化变电站中的应用
智能终端装置在数字化变电站中的应用
【摘要】现代信息、通信、控制和测量技术快速发展为发展智能电网奠定了基础。河北电力公司白洋淀220kV变电站作为新型的数字化变电站，是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层构建，通过IEC61850通信规约，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
【关键词】智能电网；数字化变电站；电子式互感器；智能控制箱；GOOSE
可再生能源、分布式能源快速发展，需要用智能化的技术和手段应对各种挑战。现代信息、通信、控制和测量技术快速发展为发展智能电网奠定了基础。智能电网利用传感、嵌入式处理、数字化通信和IT技术，使电网可观测，可控制和自动化，从而打造更加清洁、高效、安全、可靠的电力系统。
数字化变电站建设是实现智能电网的关键环节，下面我们就以河北省电力公司的220kV白洋淀数字化变电站为例，对我国数字化变电站的建设与运行方面进行探讨。
220kV白洋淀数字化变电站是河北南网的第一座220kV数字化变电站，是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层构建，通过IEC61850通信规范，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
白洋淀变电站分为三个电压等级：220kV、110kV、35kV。全站除380V配电装置外，全部采用智能化一次设备（电子式互感器（EVCT/EVT）、合并器、智能终端等）；全站保护测控采用IEC61850规约，使用MMS网，实现数据采集，采用光纤通信技术全面取代了开关场地到保护屏间的电缆硬连接。35kV母线保护、低周低压减载装置、主变过负荷装置跳35kV各间隔采用GOOSE网络实现网络控制和跳闸技术。35k保护装置采用光纤以太网接站控层网络。
下面我们就以220kV线路间隔为例介绍电子式互感器、远端模块、合并单元、及保护装置的功能及之间的联系。
1.电子式互感器、远端模块
目前在电力系统获得广泛应用的是电磁式电流、电压互感器。随着电力系统向大容量，高电压等级方向发展，传统的电磁式互感器逐渐暴露出许多缺点。主要有：
绝缘结构复杂，造价高，尺寸大，支撑结构复杂；测量精度低；存在铁磁共振和磁饱和等问题；存在二次线圈开路而产生高压的危险。
对数字化变电站的几点认识
对数字化变电站的几点认识当前变电站综合自动化系统在我国220kV及以下等级电网得到了广泛的应用，对提高电网的安全经济运行水平起到了重要作用，基本达到了无人值班、简化运维、节省投资等目的。随着国家电网公司智能电网建设全面展开，数字化变电站也将大行其道。数字化变电站是变电站综自发展的下一个阶段。 2010年5月初，孝感电网第一座110kV汉川福科数字化变电站投入运行。至今运行良好，没有发生保护误动或拒动情况，所有运行监测数据均正确可靠。整个变电站站容站貌整洁有序、设备集成化程度高、电气一二次接线简洁，极大地提升了变电站的档次。 与传统变电站相比，数字化变电站具有以下优势： 1、大幅减少二次接线。同等规模的传统110kV变电站全站用于控制、测量、信号的二次电缆大约需要18000m，按照当前市场行情估算价值30万元；而福科变仅使用数千米低廉的普通光缆，还不算二次电缆展放及接线施工发生的人工费。二次接线工作量只有原来的10%左右。虽然集成一次设备投资高于普通设备，但数字化变电站大幅减少设备安装调试时间，更容易打造标准化变电站。 2、提升计量测量精度。传统变电站采用电磁式电压电流互感器将高电压大电流转换成100V、5A的二次标准模拟量后，综自系统再转换成毫伏毫安级别，最后进行模拟量转数字量，系统识别后数据库自动根据变比换算成一次实际值。过程比较繁琐易产生累计误差。而数字化变电站直接使用高精度的光电互感器，光信号直接通过光纤传输计算机，基本没有损耗，计量测量精度大为提升。 3、提高信号传输的可靠性。避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题，全站操作回路电气、机械及程序闭锁三道关
数字化变电站新技术的发展现状及其对行业影响浅探概要
第37卷第7期电力系统保护与控制Vol.37 No.7 2009年4月1日 Power System Protection and Control Apr.1, 2009 数字化变电站新技术的发展现状及其对行业影响浅探 陈天香1,王若醒2,魏勇2 (1.江苏南通供电公司,江苏南通 226006;2.许继电气技术中心,河南许昌 461000 摘要:数字化变电站是变电站未来发展的方向,四大领域的技术创新是数字化变电站得以发展和突破的基石。新技术的应用将给传统行业带来巨大的冲击和深远的影响,该文试对此做出分析和探讨,以图抛砖引玉。 关键词: 数字化变电站; 新技术; 行业影响 New technology development status of digital substation and its effect to industry CHEN Tian-xiang1, WANG Ruo-xing2, WEI Yong2 (1. Nantong Power Company Co., Nantong 226006, China; 2.XJ Electric Technology Center,Xuchang 461000,China Abstract: Digital substation is a developing direction in the future,the technology innovation of the four domain is the base of digital substation development.The application of new technology will make traditional industry large affection and impact.This paper try to analyze and discuss. Key words: digital substation; new technology; effect to industry 中图分类号: TM76 文献标识码:A 文章编号: 1674-3415(200907-0086-05 0 引言 变电站综合自动化系统技术经过10余年的发展,目前已经基本成熟,得到了广泛的工程应用,获得了巨大的成功。但是综自系统采用传统的互感器及开关设备,需要铺设大量的采集和控制、信号等二次电缆,数据采集环节冗余,各子系统的功能重复
数字化变电站背景材料资料
数字化变电站设计建设研究工作素材 一、数字化变电站的主要特征和特点 （一）主要特征 1．一次设备数字化 采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能终端的传统开关）等智能一次设备。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。 2．二次设备网络化 二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消常规自动化系统一次设备和二次设备之间的控制电缆，采用光纤网络直接通信。 3．管理系统信息化、自动化 应包括自动故障分析系统、设备健康状态监测系统
和程序化控制系统等自动化系统，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。 （二）近、中、远景特征 近期数字化变电站的建设主要是基于IEC61850的二次设备发展。一次智能设备明显滞后于二次智能设备的发展，一次设备的数字化仅依靠二次设备厂家的附加设备将一次设备数字化后接入数字化变电站二次采集系统，而基于IEC61850的二次设备取得全面提升。此阶段电子式互感器的应用还处于试用和起步阶段。而数字化变电站的建设和管理正处于积累经验的阶段，开始对基于现阶段技术水平的数字化变电站提出一些运行、管理上的规范。 中期数字化变电站的电子式互感器的发展已经较成熟，开始全面应用于数字化变电站，由此带动二次智能设备装置性能提升、功能分布更加合理。有革命性变革的智能一次设备开始逐渐应用于变电站中，但技术和应用
程度都有待进一步提高。基于IEC61850的二次系统更加完善，互操作、网络技术等发展已经趋于成熟和稳定。整个数字化变电站管理体系已经逐渐成熟。 远景智能一次设备已经基本发展成熟，在数字化变电站中全面应用，完全意义上的数字化变电站开始出现，基本掌握与之相适应的数字化变电站技术、管理系统。 （三）关键技术 1．数字化变电站体系研究 电网发展对数字化变电站的要求研究 数字化变电站及其架构研究 2．数字化一次设备应用研究 电子式互感器在数字化变电站中的应用研究 数字化高压电器在数字化变电站中的应用研究 一次设备在线监测 3．数字化变电站自动化系统研究 基于IEC61850标准的变电站自动化系统总体方案研究
浅谈数字化变电站的应用
浅谈数字化变电站的应用 隨着经济技术的发展，我国的电力系统在不断地发展，但是传统的自动化变电站已经不能满足现在的需求，还存在很多的不足，而数字化变电站在近几年得到了长足的发展，也必将成为未来电网和电力市场的主旋律。数字化变电站技术较以往的自动化技术相比有自身的独特优势，本文就数字化变电站的情况做简要的介绍。 标签：数字化变电站智能化应用 随着变电站综合自动化系统、基于微机数字信息的二次设备的不断推广和普及，现有变电站已经具备了一定的数字式和自动化特征。做为变电站自动化技术的提升，数字化变电站也有其自身发展的过程，随着智能化开关、光电式互感器、一次运行设备在线状态检测等技术逐步成熟，数字化变电站已经比较完善，能够逐渐实现资源的共享；从长远看，随着一次设备智能化的进步，数字化变电站还应该有所提升，比如提高数字变电站的自我检修功能等等，很多方面还有很大的提升空间。 1 数字化变电站的主要特点 1.1 一次设备智能化 微处理器和光电技术是一次设备的信号回路和控制回路主要采用的技术，在采取此技术后，传统的导线连接不再被使用，连接主要通过数字程控器及数字公共信号网络得到实现。主要包括：电子式电流/电压互感器、智能型断路器/隔离开关、智能型变压器以及其它数字化的辅助设备。利用这些设备可以实现变电站的智能化运转，会大大地提高变电站的工作效率。 1.2 二次设备网络化 二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，这种网络化可以让变电站的资源共享度提高，是一次设备智能化的提升和补充。标准化、模块化的微处理机是变电站内二次设备设计制造的基础，高速网络通信是设备之间连接的主要通道，数据和资源的共享通过网络通道得到了实现一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。一次和二次设备之间的网络通信主要采用电气量采样值、跳合闸命令、状态信号及故障告警信号等三种数字化方式传输。所以两种设备间的智能化和网络化是相辅相成，共同工作的。 1.3 运行管理系统自动化 目前我国的电力变电站已基本普及了变电站自动化管理系统，实现运行管理系统的自动化。变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录
数字化变电站简介及常规检测 周利明
数字化变电站简介及常规检测周利明 发表时间：2018-01-26T17:56:38.217Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：周利明丁洪波 [导读] 摘要：本文主要介绍了数字化变电站的定义、特点，数字化变电站检测专用仪器的使用及常规检测项目开展及注意事项。 (云南电力技术有限责任公司云南昆明 650061) 摘要：本文主要介绍了数字化变电站的定义、特点，数字化变电站检测专用仪器的使用及常规检测项目开展及注意事项。为数字化变电站的了解及检测项目的开展提供参考。 关键词：数字化变电站；检测；光数字测试仪 随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，越来越多的地方建了数字化的变电站，部分新能源如风电场、光伏电站的升压站也建成了数字化升压站，对于数字化变电站的学习及检测有必要加强。 1数字化变电站介绍 1.1数字化变电站的定义 数字化变电站是指按照站控层、间隔层、过程层构建，过程层采用具有数字化接口的智能一次设备，以网络通信平台为基础，采用DL/T860 数据建模和通信服务协议，实现了变电站监测信号、控制命令、保护跳闸命令的数字化采集、传输、处理和数据共享，可实现网络化二次功能、程序化操作、智能化功能等的变电站。 1.2数字化变电站的特点 通过光纤通讯来传递信息，取代原来复杂的二次电缆，可以节省大量投资；电缆很少，方便做好防火措施，可以降低火灾风险；可以减少电缆施工、接线等大量工作量，缩短工程时间；二次机柜内二次接线很少，机柜内看着很整洁；可以避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题。 用电子式（或光）互感器解决传统互感器的固有问题，电力互感器是电力系统中的一种测量传感器，负责基本参数的测量，为系统的计量、保护监控单元提供依据信号。传统互感器存在有功率损耗大、体积大、造价贵；因受铁芯磁饱和限制，通常在使用时，将测量用电流互感器与保护用电流互感器分开处理；当短路电流过大，致使电流互感器铁芯饱和而使电流信号畸变等缺点。电子式互感器有简单的绝缘结构，优良的绝缘性能；消除了磁饱和与磁滞问题；二次侧无开路危险，抗电磁干扰性能好；体积小、重量轻、节约空间；适应电力测量和保护数字化、微机化和自动化发展的潮流等优点。从图1和图2可以得出电子式互感器还可以提高测量精度。 采用IEC61850通信标准，系统开放性高，按统一的通信协议传输，实现不同设备和不同功能的信息共享，解决了不同厂家间通讯兼容问题，变电站设备选型更加方便、实用，变电站的扩建、维修将更容易，不会受制于单一厂家。 通过智能终端对一次设备进行信息采集、传输、处理、控制，智能终端作为一个过程层装置，通过光纤GOOSE网或点对点的光纤连接接收相关联的间隔层设备的控制指令，完成对断路器等一次设备的操作，同时采集断路器等一次设备的相关状态信号通过光纤上送给间隔层设备。 合并单元，对一次互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定格式转发给间隔级设备使用的装置。通过合并单元实现电流、电压的采集及数据共享。 2数字化变电站检测及注意事项 数字化变电站检测项目和常规变电站差异不大，但是需要使用专门的检测仪器，如光数字测试仪、数字保护测试仪等专门的数字化检测设备。 2.1光数字测试仪的使用 DM5000H手操光数字测试仪，可以模拟合并单元输出标准的光数字报文，对光数字保护测控装置进行测试。 检测使用一般步骤： 1）导入文件。找到最新的SCD文件，安装SD卡内的工具软件转换成KSCD文件，不转换的SCD文件无法导入测试仪，转换好后存入SD卡，打开测试仪，导入对应KSCD文件，（设置—全站配置文件—Enter—导入—选择文件Enter—ESC 后自动导入）。 2）导入成功后，选择该KSCD文件，进行参数设置，选择基本设置（根据实际参数修改PT、CT变比）。 3）基本设置—SMV发送设置（SMV类型：选择 IEC 61850-9-2；交直流设置—所有通道都是交流，确有直流量对应修改；SMV发送1—光口1（与实际接入的光口对应。 4）SMV测试：选择导入IED—选择需要测试的测控装置—确认—导入本IED—作为被测对象导入—Enter —导入完成—ESC （可在SMV发送设置里看到SMV发送列表）。 5）电流电压功能：密码（654321）进入设置页面，设置好电流电压值、角度、步长等参数，全部发送，根据实际需求改变参数完成测试。 6）B码对时：系统设置（光串口接收设置—正向B码/反向B码/正向PPS/反向PPS），光串口接收信号定义（正向、反向）修改以上两个参数，进入B码对时界面确认对时正常。 2.2常规检测项目 测控装置遥测采样精度测试，使用DM5000H加量，将需要检测的装置IED导入，作为被测对象导入，进入‘电压电流’项目，输入密码，根据试验要求设置电压电流的步长，修改角度，‘发送SMV’,在测控装置上记录电压、电流、有功、无功一次值，同时观察后台数据是否正常。记录时应观察数据是否满足要求，不满足要求，应检查装置、仪器变比等参数是否设置一致。如后台数据不正常，检查画面测点是否链接正确，变比等参数是否正确。 测控装置遥信核对，使用DM5000H加量，将需要检测的装置IED导入，作为被测对象导入，进入‘电压电流’项目，输入密码，按F1切换为GSE项目，选择检测的遥信信号，手动改变遥信信号的状态，检查后台信号变位及报警是否正确。 测控装置遥控试验，进入‘设置’—基本设置—GOOSE发送设置—添加GOOSE—从全站配置中选择GOOSE—选择所在IED—Enter—
数字化变电站应用论文
数字化变电站的应用研究 【摘要】在建设坚强智能电网的大背景下，数字化变电站建设引起了研究人员的广泛关注。本文对数字化变电站的基本结构、关键技术和调试工作进行了综述。首先给出数字化变电站的定义，介绍了数字化变电站的四个基本特征。然后，根据iec 61850标准规范，从物理和逻辑两个角度入手，对数字化变电站的基本结构进行详细阐述。给出了数字化变电站建设中涉及的关键技术，并在传统变电站调试规范的基础上，介绍了数字化变电站的试验和调试工作，最后指出今后数字化变电站的发展方向。 【关键词】数字化变电站；iec 61850标准；非常规互感器；调试技术 abstract：in the construction background of smart grid, the digital substation construction has attracted much more attentions. the basic structure, key technologies and debugging work are reviewed in this paper. firstly, the definition of digital substation was introduced, and its four basic characteristics were proposed. and then according to the iec 61850 standard, the basic structure of digital substation was presented in detail from the physical and logical fields. the key technologies were described, and then the test and debugging work were presented based on traditional substation debugging specifications. finally,
智能变电站合并单元智能终端集成技术
合并单元以及智能终端分别作为智能变电站建设过程中过程网络的重要设备和组成结构的内容而存在，其综合负责在智能变电站的正常运行过程中过程层采样值以及通用面向对象变电站事件报文的实际发送和接收过程，对于智能变电站内部结构的完整性、智能变电站运行过程中的安全性以及智能型、智能变电站自身性能的扩展性有着非常重要的影响。当前在智能变电站的研究进程中，将合并单元以及智能终端这两种分别存在的独立设备和结构内容使用相应的集成方式来综合设计成新的合并单元智能终端集成装置的呼声已经越来越高，部分设计厂家甚至已经完成初步的集成装置设计结果。事实上，合并单元以及智能终端在智能变电站中的服务对象都是用于一次设备的正常运行，将其应用集成技术制定相应的合并单元智能终端集成装置，也是智能变电站技术发展过程中重要的阶段内容。1 智能变电站合并单元智能终端集成 装置的重要意义 1.1其符合智能变电站技术发展的需要当前阶段，智能变电站技术发展的主要方向并不在于将一次设备以及二次设备形成有效的集成和综合，而是将各自的内部结构应用相应的集成技术进行综合设置，这是由于一次设备以及二次设备在彼此的协调配合、结构设计、性能干扰上的问题所造成主要现象。而针对当前阶段一次设备以及二次设备中拥有的智能终端以及合并单元的性能共同性和结构共同性，就成了智能变电站技术发展过程中重要的研究方向之一。 1.2有效减少智能变电站的成本投入成功的研究出智能变电站中的合并智能变电站合并单元智能终端集成技术 李乐萍 苏志然 吴文兵 徐跃东 国网聊城供电公司 山东聊城 252000 单元智能终端集成装置并将其应用在智能变电站的正常使用过程中，能够有效的减少智能变电站的成本投入，对其建设过程中的施工成本、运行过程中的维护成本等等都有着非常有效的节约意义，对于我国智能电网的建设也有着较为重要的促进意义。 1.3减少智能变电站的设备空间 将智能变电站中的合并单元智能终端集成装置研究成功并且应用于智能变电站的建设和运行过程中，能够有效的节省相关设备在智能变电站内部的占用空间，对智能变电站的使用空间也有着积极的节省意义，能够更加方便智能变电站相关控制和操纵工作。 2 智能变电站合并单元智能集成装置的技术问题 当前阶段智能变电站合并单元智能终端集成装置的思路主要有两种，第一种是较为简单的组合方式，其直接将合并单元以及智能装置装设在同一机箱内，但其 本质上仍然是相互独立的两个系统；而另一种则是考虑到两者共同的工作性能、结构装置、使用要求等等，将二者的系统装置形成有效的整合与集成，将其应用集成技术时至完全形成一个新的有效装置，称之为合并单元智能终端集成装置。严格意义上来说，第一种集成装置的设计技术只是将二者的生存空间进行一定的压缩以后放置在同一环境内，只是将合并单元以及智能终端进行了物理意义上的集成；而第二种方法则是在考虑到两者性能干扰的情况下对其性能、结构等等统统实行了集成技术，第二种合并单元智能终端集成技术已经达到了同一电源、同一网口、同一人机接口以及统一保护装置的设计突破。这种设计方式不仅能够有效的节省二者设备结构占用的空间以及成本，而且能够有效的保证二者设备性能上的统一发挥。但是值得注意的是，当前第二种合并单元智能终端的集成技术仍然有许多需 要攻克的技术难题。 2.1端口传输方式的改变带给合并单元以及智能终端装置使用性能的改变在第二种集成技术的应用过程中，合并单元结构模块以及智能终端结构模块 在实现了二者彼此结构上以及性能上的 有效结合后， 使用了同一端口以及统一保护装置作为集成装置的主要应用环境。 在这种情况下， 其端口发送报文以及接收报文的过程中SV 报文是等间隔传输的方 式， 而GOOSE 报文属于抢占传输的方式，这两种报文结构在接受和发送过程中的 传速速率以及间隔时间都是不一样的， 如果依然采用以往的GOOSE 报文抢险传输 的方式， 很有可能造成集成装置处理信息过程中的延迟情况。针对这种情况，智能变电站应该改变GOOSE 报文传输过程中抢占传输的方式， 采用SV 报文先发并且等到SV 报文信息发送完毕以后再发送GOOS 报文信息，这种传输方式并不会改变集成装置对于二者信息的传输时间以及传输效率，只是改变了二者传输等级上的差异，使之更加有利于集成装置的良好运行。 2.2集成装置中CPU 资源的集成整合在尚未实行合并单元智能终端集成装置之前，二者分别具有独立的CPU 结构，同时SV 负荷较大而GOOSE 网络的负荷较小，在实行了合并单元智能终端集成装置以后，从二者的CPU 资源以及性能整合的方面来看待集成装置的主要结构和性能，应该注意到集成装置CPU 设置结构中不同网络结构的占用资源以及处理工作，例如将SV 网络结构的处理资源以及相关数据包融入到负荷较小的GOOSE 网络CPU 处理器中，实现二者处理资源共享的同时有效的提高二者报文信息传送以及接受过程中的效率。 2.3集成装置中检修压板的集成整合检修压板也是在合并单元以及智能终端独立存在时分别具有并且各自独立的装置结构，在应用集成技术以后集成装置也应该将其二者的检修压板施行相应的集成和统一，在面对工作人员的检修和运行工作过程中同时检修同时运行，提高工作人员的工作效率。在集成装置检修压板的施行过程中，设计师应该注意做好合并单元以及智能终端二者的间隔工作，考虑将智能终端的以及合并单元放在同一线路间隔中，这种情况下启动检修压板的集成装置内部智能终端以及合并单元在检修过程中始终是处在同一线路间隔的有效控制下，如果集成装置中合并单元需要检修的话，那么智能终端也会因此而暂停工作，一起接受检修。 2.4集成装置中电源功率的集成整合在原本独立的合并单元以及智能终端的运行过程中，单独结构的电源停止供电并不会影响到另一结构的运行情况，而实行了集成技术以后必须考虑其二者电源功率的合理性以及综合性，考虑其二者电源供应过程中的安全性，保证合并单元以及智能终端能在集成装置的控制下安全可靠地运行。一般合并单元的正常工作电源功率不会大于40W，而智能终端的正常电源功率不会大于30W，在新的集成装置电源供应中，可以考虑整体集成装置的正常工作电源功率不大于50W，并为此设置不同情况的电源供应改变计划。 3 结语 本文具体讨论了合并单元智能终端集成装置的主要作用和施行过程中应该注意的技术问题，希望集成装置技术能够得到快速的成果，进一步支撑智能变电站的有效运行。
数字化变电站技术规范
数字化变电站技术规范
中国南方电网有限责任公司企业标准 数字化变电站技术规范 （审查稿） Q/CSG ×××××－２００9 2009- - 发布 2009- - 实施中国南方电网有限责任公司发布
目次 前言 (1) 1范围 (3) 2 引用标准 (3) 3 术语与定义 (5) 4 系统构成 (6) 5 系统配置 (8) 6 设备技术要求 (10) 7 软件技术要求 (20) 8应用功能 (23) 9 总体性能指标 (50) 10 设计要求 (52) 11 产品验证技术要求 (53) 附录A 典型应用方案（资料性附录） (54) 附录B 建模原则（资料性附录） (58) 附录C 服务（资料性附录） (77)
前言 近年来，随着工业级网络通信技术、集成应用技术、电子及光电采集技术、信息技术，特别是IEC61850标准的颁布，数字化变电站技术具备了基本应用基础。数字化变电站是以变电站一、二次系统为数字化对象，对数字化信息进行统一建模，将物理设备虚拟化，采用标准化的网络通信平台，从而以信息共享、硬件平台综合集成应用、软件功能插接复用、逻辑功能智能化策略的全新模式，实现变电站运行监视、快速保护、智能分析、标准化操作、设备状态监测等基本功能，并为数字化电网以及广域控制技术的发展奠定基础。 在公司生产、调度等部门的领导下，各级科研和生产单位在数字化变电站和电力生产数字化建设方面进行了积极探索和开展了卓有成效的应用实践。数字化变电站已经成为当前建设的一大热点，一些数字化变电站的试点应用工程已经建成并投入试运行。总体来看，数字化变电站试点工程运行良好，充分体现了新技术的优势，也为电网的可持续发展提供了宝贵经验；同时也暴露了建设标准不统一、设备良莠不齐等问题。为
数字化变电站关键技术及未来展望
数字化变电站关键技术及未来展望 国得到迅速发展。数字化变电站就是把变电站的信息采集、处理、传输以及输出全部实现数字化。由于这项技术汇集多方面、多层次技术革新，所以它的发展将会是一个比较长期的过程。主要阐述了数字化变电站的背景和特征，着重介绍了变电站数字化过程中的关键技术，同时介绍了变电站数字化之后对未来产生的影响。 为了提高电力系统的自动化水平和可靠性，提高电网企业的经济效益和管理水平，我国电力企业积极进行变电站的数字化。随着国家标准的不断完善以及智能断路器、非常规互感器和网络技术的发展，数字化将是未来变电站自动化发展的必然趋势。 一、数字化变电站的特点 随着数字化技术的出现和应用，数字化变电站的概念也被提出。数字化变电站可以实现信息的整体和统一处理,同时具备变电站内IED之间、控制中心和变电站之间协同互动运行的能力。一般情况下，数字化变电站具备以下几个技术特点。 1.层次化 由于所具备的功能差异，变电站的结构逻辑可分成间隔层、过程层以及变电站层。间隔层的作用是通过本间隔的数据作用于自身间隔的一
次设备。所有与一次设备接口功能的实现是通过过程层完成的。利用全站的数据，变电站层可以对全站的一次设备进行监视以及控制，同时可以实现与远方控制中心进行交换数据。 2.一次设备的智能化 可编程（PLC）控制器可以替换变电站二次回路中的继电器及其配套的逻辑回路，光电数字和光纤将会代替变电站目前普通的模拟信号和控制线路被。 3.二次设备的网络化 变电站的二次设备不设功能装置重复的输入/输出接口，通过网络可以真正实现数据共享、资源共享，普通的功能装置也会演变成逻辑的功能模块。 4.运行管理实现自动化 日常运行、维护、数据记录可以实现无纸化办公和自动化的信息分流交换；变电站发生故障时，及时提出故障原因和维修意见；系统可以自动发出变电站设备状态检修报告。 二、数字化变电站中的关键技术
数字化变电站技术
数字化变电站 晋阳珺 2009.11 内容提要 数字化变电站的定义和组成 非常规CT、PT技术 合并单元技术介绍 数字化变电站工程应用 数字化变电站推荐方案 数字化变电站设计、检修、维护 数字化变电站发展展望
数字化变电站的定义与组成 一次设备智能化，二次设备网络化 变电站层 监控、远动、故障信息子系统 间隔层 保护装置、测控装置 过程层 合并单元（MU）、智能单元 数字化变电站的定义与组成
数字化变电站的定义与组成 控制中心监控主机远动主站 交换机路由器r 站控总线 保护A 测控单元r 光电互感器保护B 保护A 测控单元传统一次设备保护B IEC61850-9-1 IEC61850-8 智能终端 传统一次设备间隔层 过程层r 站控层r 光电互感器 数字化变电站与常规SAS 比较 常规变电站数字化变电站 一次设备： 电磁式互感器非常规互感器 传统开关智能组合电器 二次设备： 传统保护测控设备网络化装置 电缆硬连接SV/GOOSE 通信协议： 私有协议IEC61850
常规互感器与非常规互感器的比较 绝缘性能优良，造价低。电磁式互感器一次侧与二次侧之间通过铁心耦合，绝缘结构复杂，其造价随电压等级的升高呈指数关系上升。在光电式互感器中，高压侧信息通过光纤传输到低压侧，其绝缘结构简单，造价一般随电压等级的升高呈线性增加。 消除了磁饱和、铁磁谐振等问题。光电式互感器无铁心，消除了磁饱和及磁谐振现象，互感器运行暂态响应好、稳定性好。 常规互感器与非常规互感器的比较 暂态响应范围大。电磁式互感器因存在磁饱和问题，难以实现大范围测量。光纤互感器有很宽的动态范围，一个测量通道额定电流可达到几十安培至几千安培，过电流范围可达几万安培，可同时满足测量和继电保护的需要。 没有易燃、易爆炸等危险，无需检压检漏。非常规互感器一般无需油或SF6绝缘，避免了漏油、漏气、爆炸等问题。
Q／GDW 428-2010《智能变电站智能终端技术规范》及概要
Q / GDW 212 — 2008 ICS 29.240 国家电网公司企业标准 Q / GDW 428 — 2010 智能变电站智能终端技术规范 The technical specification for Intelligent terminal in Smart Substation 2010-××-××发布 2010-××-××实施 国家电网公司发布 Q/GDW Q / GDW 428 — 2010 I 目次 前 言 ·················································································································································· II 1 范 围 ·············································································································································· 1 2 引用标 准 ······································································································································· 1 3 基本技术条 件 ································································································································ 1 4 主要性能要 求 ········································································································
数字化变电站的构成及发展趋势
数字化变电站的构成及发展趋势 随着61850规约的广泛使用，数字化变电站在我国逐步得到推广、使用，首先，什么是数字化变电站，数字化变电站由哪些设备构成，数字化变电站的优势在哪里，只有了解了这些才能有助于我们新产品的研发，现在我将数字化变电站的整体构成和几个保护装置生产厂家在数字化变电站上所做的工作做简单介绍，希望通过这个介绍让大家了解数字化变电站的一些基本情况，更有助于我们新产品（PWF）的推广。 一、数字化变电站的构成： 1、数字化变电站的定义：数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开 关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。 2、各层所包含的主要设备： 1)站控层：包括监控系统中的监控工作站、打印机、维护工程师站等，就地信息上传 到调度的远动系统（通讯服务器、路由器等），微机五防闭锁系统，变电站直流系统，全站的GPS等。 2)间隔层：保护装置、测控装置、保护测控一体化装置、智能仪表等。 3)过程层：光电互感器（ECT/EPT）、MU、智能开关设备（如果是与传统开关配 合就是智能单元） MU(合并单元)的作用:一是解决同步采样问题（常规互感器与电子式互感器会并存，如电压、电流之间，变压器不同的电压等级之间 —三相电流、电压采样必须同步， —变压器差动保护从不同电压等级的多个间隔获取数据存在同步问题
—母线差动保护从多个间隔获取数据也存在同步问题 —线路纵差保护线路两端数据采样也存在同步问题） 二是解决数据传送标准问题。 3、间隔层与过程层之间的连接方式及比较： 我们测试仪注重的是间隔层设备与过程层设备之间的联系，所以这里只介绍这部分的连接方式。 1)110kV及以上电压等级新建变电站标准连接方式 这两种方案看着比较相近，但是点到点的拓扑连接只是将原来的电缆用光纤代替，二次回路上并没有简化多少，数据、信息没有真正意义上实现共享。由交换机组成的星型拓扑连接方式简化了二次回路，数据、信息真正做到共享。点到点的连接方式二次回路虽然比较复杂，但是由于从MU到保护装置的时延相同，所以保护装置算法上不存在由于时延造成的误动或拒动。星型拓扑连接方式会有时延时间不同的现象，对交换机的要求比较高，需要在硬件和软件做的工作较多。 2)110kV及以上电压等级改造变电站标准连接方式
智能变电站智能终端标准化作业指导书.
智能变电站 智能终端调试作业指导书 批准： 审核： 编写： 作业负责人：
目次 1.应用范围 (1) 2.引用文件 (1) 3.调试流程 (1) 4.调试前准备 (3) 4.1 准备工作安排 (3) 4.2 作业人员要求 (3) 4.3 试验仪器及材料 (4) 4.4 危险点分析与预防控制措施 (4) 5.单体调试 (5) 5.1 电源和外观检查 (5) 5.2 绝缘检查 (6) 5.3 配置文件检查 (7) 5.4 光纤链路检查 (7) 5.5 GOOSE开入/开出检查 (8) 5.6 动作时间测试 (8) 5.7 SOE精度测试 (9) 5.8 检修压板闭锁功能检查 (9) 5.9 异常告警功能检查 (9) 5.10 变压器/电抗器非电量保护检验 (10) 5.11 断路器本体功能检验 (10) 6.联调试验 (11) 6.1 与保护装置的联调试验 (11) 6.2 与测控及监控后台的联调试验 (11) 7.送电试验 (11) 8.竣工 (12) 附录：调试报告 (13)
1.应用范围 本指导书适用于智能变电站智能终端的现场调试工作，规定了现场调试的准备、调试流程、调试方法和标准及调试报告等要求。 2.引用文件 下列标准及技术资料所包含的条文，通过在本作业指导书中的引用，而构成为本作业指导书的条文。本作业指导书出版时，所有版本均为有效。所有标准及技术资料都会被修订，使用作业指导书的各方应探讨使用下列标准及技术资料最新版本的可能性。 GB 14285 继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T 15147 电力系统安全自动装置设计技术规定 DL/T 478 继电保护和安全自动装置通用技术条件 DL/T 587 微机继电保护装置运行管理规程 DL/T 769 电力系统微机继电保护技术导则 DL/T 782 110kV及以上送变电工程启动及竣工验收规程 DL/T 860 变电站通信网络和系统 DL/T 995 继电保护及电网安全自动装置检验规程 Q/GDW 161 线路保护及辅助装置标准化设计规范 Q/GDW 175 变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范 Q/GDW 267 继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定 Q/GDW 396 IEC 61850工程继电保护应用模型 Q/GDW 414 变电站智能化改造技术规范 Q/GDW 428 智能变电站智能终端技术规范 Q/GDW 431 智能变电站自动化系统现场调试导则 Q/GDW 441 智能变电站继电保护技术规范 Q/GDW 689 智能变电站调试规范 Q/GDW XXX 智能变电站标准化现场调试规范 国家电网安监〔2009〕664号国家电网公司电力安全工作规程（变电部分） 3.调试流程 根据调试设备的结构、校验工艺及作业环境，将调试作业的全过程划分为以下校验步骤顺序，见图1：
数字化变电站的主要特征和关键技术概
数字化变电站的主要特征和关键技术概 摘要：数字化变电站必然会成为未来变电站发展的趋势。建设以光电式互感器、智能化集成开关、智能变压器等数字化一次设备和其他智能电子设备为基础的新 型变电站自动化系统。实现数字化变电站站内各层间的无缝通信。笔者就数字化 变电站的主要特征和关键技术加以阐述探讨，并对其主要内容进行分析研究。 关键词：数字化变电站；主要特征；关键技术 一、前言 数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建。作为一门新兴技术，数字化变电站从提出开始就受到了 极大的关注。目前已成为我国电力系统研究的热点之一。随着相关软硬件技术的不断发展和 成熟，数字化变电站将成为变电站技术的发展方向。 二、进行对数字化变电站的主要特征 1.实现自动变电站内部的自动检修功能 所谓数字化变电站，顾名思义指的是在进行变电站内部使用的的基础之上，根据对设备的 检修结果的整理和分析，有效的根据数字化概念制订出一套合理的变电站设备的各个项目的 状态检修的时间和流程。具体来说，就是在发现了变电站设备状态存在问题之后，在第一时 间对要进行检查或修缮内部的设备进行检修工作，保证变电站内部的各个设备可以安全高效 运行。数字化变电站要在变电站内部设备的运行状态研究的基础之上，结合计算机科学技术、电子通信技术等手段，准确找出变电站内部设备运行状态存在的问题。具体来说，变电站设 备状态检修的内容包括：变电站设备运行状态实时监测、变电站设备带电运行检测、变电站 设备故障诊断检测等。截至目前，数字化变电站设备状态检修工作都是预防性质的检测与修 缮工作，在这样的检测背景下，很难全面完善变电站内部设备存在的问题。针对这样的情况，尽可能的完善数字化变电站设备状态检修工作的功能，发现设备剩余的问题，以待后续解决。 2 通过数字化技术进行对变电站设备的准确评估 在进行数字化变电站设备状态检修的时候，监测的主要内容是对变电站内部设备的运行状 态进行检测。与此同时，为了有效保证变电站设备状态检修的有效性和准确性，需要对变电 站运行设备进行寿命评估。一般情况下，变电站设备检测的主要内容包括：变电站设备进行 交流测量、变电站设备进行直流测量，检测变电站设备是否存在信号干扰问题、检测变电站 逻辑系统，看看变电站设备是否具有自动修复功能、检测变电站通信系统和电流屏蔽系统。 一般情况下，变电站内部设备交流测量主要通过系统内部的 PT、CT 回路进行输入交流电处理，以便测量变电站内部设备线路是否有效运行；变电站内部设备进行直流操作，检测变电站内 部设备是否存在信号干扰问题主要是通过接通直流电，检测变电站内部设备是否可以在通直 流电基础上，保证变电站设备的自动运行；变电站内部逻辑系统检测主要指的是查看变电站 系统内部是否具有自动化的控制能力。 3 通过数字化技术合理选择设备评测方法 为了有效发挥数字化变电站设备状态检修效果，需要选择合适的检修方法，与一次设备状 态检修方法相比，设备状态检修主要是依靠变电站内部的传感器设备。针对这样的情况，在 进行设备状态检修的过程中，可以尽可能的减少对成本资金的消耗。与此同时，为了有效提 升设备状态检修的效果，还可以引进一些比较先进的科技，例如，在设备状态检修过程中引 进 PT，CT 的断线检测技术、保险熔断报警等先进技术，防止变电站设备存在未检测出来的问题，有效保证变电站内部设备的高效运行。 三、数字化变电站的关键技术 1 通过数字化电磁抗干扰技术提升变电站运行的准确率 在进行数字化变电站设备状态检修的过程中，由于利用了较多的电子传感器设备和相应的 计算机处理设备，因此，这些高端精密的电子仪器很容易受到来自电磁信号的干扰，导致设 备状态检修的准确性和精密性难以保证，最终导致收集到的变电站内部设备运行参数不准确、变电站内部设备损坏等问题的出现。针对这样的情况，需要在进行设备状态检修的过程中，
智能终端装置在数字化变电站中的应用
智能终端装置在数字化变电站中的应用 【摘要】现代信息、通信、控制和测量技术快速发展为发展智能电网奠定了基础。河北电力公司白洋淀220kV变电站作为新型的数字化变电站，是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层构建，通过IEC61850通信规约，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。 【关键词】智能电网；数字化变电站；电子式互感器；智能控制箱；GOOSE 可再生能源、分布式能源快速发展，需要用智能化的技术和手段应对各种挑战。现代信息、通信、控制和测量技术快速发展为发展智能电网奠定了基础。智能电网利用传感、嵌入式处理、数字化通信和IT技术，使电网可观测，可控制和自动化，从而打造更加清洁、高效、安全、可靠的电力系统。 数字化变电站建设是实现智能电网的关键环节，下面我们就以河北省电力公司的220kV白洋淀数字化变电站为例，对我国数字化变电站的建设与运行方面进行探讨。 220kV白洋淀数字化变电站是河北南网的第一座220kV数字化变电站，是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层构建，通过IEC61850通信规范，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。 白洋淀变电站分为三个电压等级：220kV、110kV、35kV。全站除380V配电装置外，全部采用智能化一次设备（电子式互感器（EVCT/EVT）、合并器、智能终端等）；全站保护测控采用IEC61850规约，使用MMS网，实现数据采集，采用光纤通信技术全面取代了开关场地到保护屏间的电缆硬连接。35kV母线保护、低周低压减载装置、主变过负荷装置跳35kV各间隔采用GOOSE网络实现网络控制和跳闸技术。35k保护装置采用光纤以太网接站控层网络。 下面我们就以220kV线路间隔为例介绍电子式互感器、远端模块、合并单元、及保护装置的功能及之间的联系。 1.电子式互感器、远端模块 目前在电力系统获得广泛应用的是电磁式电流、电压互感器。随着电力系统向大容量，高电压等级方向发展，传统的电磁式互感器逐渐暴露出许多缺点。主要有： 绝缘结构复杂，造价高，尺寸大，支撑结构复杂；测量精度低；存在铁磁共振和磁饱和等问题；存在二次线圈开路而产生高压的危险。
智能变电站基础知识题库
智能变电站基础知识 一、单项选择题 1. 合并单元是（）的关键设备。 （A）站控层；（B）网络层；（C）间隔层；（D）过程层 答案：D 2. 智能终端是（）的关键设备。 （A）站控层；（B）网络层；（C）间隔层；（D）过程层 答案：D 3. 从结构上讲，智能变电站可分为站控层设备、间隔层设备、过程层设备、站控层网络和过程层网络，即“三层两网”。（）跨两个网络。 （A）站控层设备；（B）间隔层设备；（C）过程层设备；（D）过程层交换机 答案：B 4. 智能变电站中交流电流、交流电压数字量经过（）传送至保护和测控装置。 （A）合并单元；（B）智能终端；（C）故障录波装置；（D）电能量采集装置 答案：A 5. 避雷器在线监测内容包括（）。 （A）避雷器残压；（B）泄漏电流；（C）动作电流；（D）动作电压 答案：B 6. 智能变电站中（）及以上电压等级继电保护系统应遵循双重化配置原则，每套保护系统装置功能独立完备、安全可靠。 （A）35 kV；（B）110kV；（C）220kV；（D）500 kV 答案：C 7. 继电保护设备与本间隔智能终端之间通信应采用（）通信方式。 （A）SV点对点；（B）GOOSE点对点；（C）SV网络；（D）GOOSE网络 答案：B 8. 继电保护之间的联闭锁信息、失灵启动等信息宜采用（）传输方式。 （A）SV点对点；（B）GOOSE点对点；（C）SV网络；（D）GOOSE网络 答案：D 9. 智能变电站中双重化配置的两套保护的跳闸回路应与两个（）分别一一对应。（A）合并单元；（B）智能终端；（C）电子式互感器；（D）过程层交换机 答案：B
10. 智能终端放置在（）中。 （A）断路器本体；（B）保护屏；（C）端子箱；（D）智能控制柜 答案：D 二、多项选择题 1. 智能开关的在线监测类型有：（） （A）局部放电在线监测；（B）绕组测温在线监测；（C）六氟化硫微水密度在线监测；（D）断路器机械特性在线监测 答案：（A、C、D） 2. 下列哪些设备不属于智能变电站过程层设备？（） （A）合并单元；（B）智能终端；（C）线路保护；（D）操作箱 答案：（C、D） 3. 下列哪些设备不属于智能变电站微机保护装置？（） （A）交流输入组件；（B）A/D 转换组件；（C）保护逻辑(CPU)；（D）人机对话模件 答案：（A、B） 4. 下列哪些不属于智能变电站继电保护装置的硬压板？（） （A）“投检修状态”压板；（B）“保护出口跳闸”压板；（C）“投主保护”压板；（D）“启动失灵保护”压板 答案：（B、C、D） 5. 智能变电站的高级应用有：（） （A）智能告警及分析决策；（B）顺序控制操作；（C）设备状态可视化；（D）源端维护 答案：（A、B、C、D） 三、填空题 1. 智能变电站定义：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以______________、_____________、____________为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 答案：全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化 2. 智能变电站中过程层面向__________，站控层面向运行和继保人员。 答案：一次设备