浅谈数字化变电站

２ 数字 化变电站 的理论和实践依据
ｌ ９ 年的 Ｉ ＴＣ ７ ９９ ＥＣ ５ 京都 会议 ￣ ２ ０ 年 Ｈ０ ０ Ｓ ＡＧ会 议提 出将 Ｉ ６ ８ ０ 为 无 缝 通 信 Ｐ ＥＣ ｌ ５ 作 标 准 。 ＥＣ６ ５ 的 工作 方 向是 ： 求 现代 技 Ｉ ｌ ０ ８ 追 术水 平 的通 信 体 系 ， 现 完全 的 互操 作性 ， 实 体 系 向 下 兼 容 ， 于 现 代 技 术 水 平 的 标 准 基 信息和通信 技术平台 ， Ｉ 在 Ｔ系 统 和 软 件 应 用 通 过 数 据 交 换 接 口标 准 化 实 现 开 放 式 系 统 ， 如 变 电 站 通 信 标 准 用 于 所 有 类 例 型 的分 布式 ＳＣＡＤＡ系 统 。 ＥＣ６１ ５ 不 仅 Ｉ ０ ８ 用 于 变 电 站 内 通 信 ， 用 于 变 电 站 和 控 且 制 中心 通 信。 国外针 对Ｉ Ｃ６ ８ ０ Ｅ １ ５ 标准 的应用 和研 究开 始 较早 ， 相应 的示 范 工程 在 制定 Ｉ Ｃ １ ５ 的 Ｅ ６８０ 过 程中就开始实施 。 国、 国、 兰等 国 美 德 荷
动 力 与 电 气工 程
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浅 谈 数 字 化 变 电站
顾 承 阳
（ 南京 供 电公 司 南京 ２ ０ ６ １ ３） ０
摘 要 ： 史论述 了目前 变电站 所采 用的综合 自动化 系统存在 的问题 和不足 ， 出 了建设数 字化 变电站的依据 ，， ｉｋ 本上解决 综 自系 本 提 ］ Ａ根 ｋ￣ 统存 在 的缺 陷 ， 同时也 实现 了变 电站 内． 电站 外 与控 制 中心之 间的 信息 共 享。 变 关 键 词 ： Ｍ１ 字 化 变 电 站 建 设 Ｔ 数 中 图分 类 号 ： ＴＭ１ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ －３ ９ （ ０ ０ １ （） ０ ９ １ １７ ２ ７ １ ２ １ ） ｃ一０ ９ —０ ２
计 算 机 化 和 网 络 化 ， 设 备 之 间 缺 乏 互 操 但 作性 ， 能 够 实 现 一 体 化 。 厂 家 功 能 和 接 不 各 口的 差 异 ， 致 设 备 维 护 和 升 级 成 本 巨大 ； 导 变 电站 自动 化 系统 与 互 感 器 、 关 等 终 端 开 设 备 需 要 通 过 电缆 相 连 ， 拟 信 号 的 传 输 模 存 在 电磁 干 扰 及 附 加 误 差 等 ， 有 全 部 实 没 现 数 字化 ； 电站 内 、 电站 与 控 制 中 心 之 变 变 间 没 有 完 全 实 现 信 息 共 享 ， 次 设 备 的 状 一 态信息无法接 入。 １． 系统 中 应用 数 字化 变 电站 对 现 状和 技 ２ 术 发 展 得 作 用 数字化 变电站 ， 用 网络通信技术（ 采 如 光纤 以太 网技 术 的 广 泛 应 用 ） 使 得大 容量 ， 信 息 实 时 传 输 成 为 可 能 。 放 式 互 连 规 约 开 的颁 布 （ｎ￣ 颁 布 的６ ８ ０ 准） 使得 不 同 １Ｉｃ １５标 ， 厂 家 、 同类 型 设 备 接 入 变 电站 自动 化 系 不 统 更 加 方 便 。 能 终 端具 有 可 操 作性 ， 智 一次 与二 次 设 备 间 及 管 理 运 行 部 门可 以 共 享 信 息 ， 助 于 对 系统 状 态 进行 实 时 评估 。 电 有 变 站 各 设 备 间全 部 采 用 光 纤 通 讯 ， 化 系统 简 接 线 ， 时 有 效 避 免 线 损 误 差 及 电 磁 干 扰 同 等问题。 带校 验 的 数字 信 号 通 过 光纤 传 输 ， 变 电站 自动 化 系 统 整 体 可 靠 性 得 以 大 大 提 高。 此 ， 因 实现 数 字 化 变 电站 可以 减 少 设 备 的 退 出 次 数 和 退 出 时 间 ， 高 设 备 的 使 用 提 效 率 ； 少 自动 化 设 备 数 量 ， 化 二 次 接 减 简 线 ， 高 系 统 的 可 靠 性 ； 备 具 有 互 操 作 提 设 性， 方便 了设 备 的维 护 和 更 新 ， 少 投 运 时 减 间 ， 高 工作 效 率 ； 以 方 便 变 电站 的 扩 建 提 可 及 自动化 系统 的扩 充 。 经 济 上 ， 以 实 现 在 可 信 息 在 运 行 系 统 和其 他 支 持 系 统 之 间 的 共 享 ， 少 重 复 建 设 和 投 资 ， 少 占地 面 积 ， 减 减 从 而 减 少 建 设 投 资 ； 少 变 电 站 寿 命 周 期 减 内 的 总 体 成 本 ， 括 初 期 建 设 成 本 和 运 行 包 维护成本 。 站 主 站和 其他 公 司 的 Ｉ Ｄ 连 ， 范 工 程 的 Ｅ 相 示 总 结 已在２ ０ 年 ｃ Ｇ 会 议上 发表 。 ００ Ｉ ＲＥ 国外 大 公司对Ｉ ＥＣ６ ５ 的 研 究 ， 理 论 上 已 经成 １ ０ ８ 在 熟 ， 已初 步 推 出 支 持Ｉ 并 ＥＣ６１ ５ 的 产 品 。 ０ ８ 我 国 引进Ｉ ＥＣ６ ５ 的工 作 已于２ ０ 年 １ ０ ８ ０１ 开始 ， 要 部 分 已于 ２ ０ 年 完 成 。 国 的 各 主 ０５ 我 主 要 电 力 设 备 制 造 商 也 积 极 研 究 符 合 Ｉ ６ ０ 准 的 变 电站 一 次 和 二 次 设 备 ， ＥＣ ｌ ５ 标 ８ 已 有 不 少产 品 通 过 了 鉴 定 和 投 入 运 行 。 同 时 ， 些 研 究 机 构 和试 验 仪 器 制 造 商 也 正 一 在 研 制 数 字 接 口的 一 次 和 二 次 设 备 的 测试
１ 研究和 建设数字 化变 电站 的 目的和意 都 有 示 范 工 程 ， 以验 证 标 准 ， 过 实 践 来 由于 这 些 设 备 的 输 入 输 出接 口都 改 为 用 通 义 促 进 标 准 的 进 一 步 完 善 。 德 国有 一 个 示 数 字 接 口 ， 来 模 拟 接 口的 调 试 和 校 验 设 在 原 １ １ 综合 自动化 系统 尊 在的 不 足 ． 范 工程 ， 一 个 公 司 的 变 电 站 主 站 和 其 他 备 和 方 法 已不 再 适 用 。 研 究 数 字 接 口设 用 应 现 有 变 电 站 自动 化 系统 已 部 分 实 现 了 公 司 的Ｉ Ｄ相 连 ， 后 用 另 一个 公 司 的 变 电 备 的 特 点 ， 定 相 关 调 试 和 校 验 的 设 备 标 Ｅ 然 制仪器 。 来自３ 研究 内容和技术关键
３ １研 究 内容 ． （） １采用 符 合Ｉ ｃ １ ５ 标 准 的 二 次设 备 Ｅ ６ ０ ８ 和系统软件 。 按Ｉ Ｃ ｌ ５ 标 准 制定 二 次 设 备 和 系统 Ｅ ６ ０ ８ 软 件 的 通 信 协 议 软 件 的 功 能 模 型 、 据 模 数 型和 通 信 规 约 。 现 有 部 分 综 自系 统 的 二 在 次 设 备 足 够 的 处 理 速 度 和 硬 件 资 源 基 础 上 修改通信协议软件和增加过程层总线接 口 并 满足 数字化 变 电站 的要求 。 样监 控 、 同 ＶＱｃ、 防 和 保 护 信 息 等 系统 软 件 在 修 改 五 通信协议软 件后也能满足要求 。 （） ２ 应用 光 电式 互 感 器 。 传 统 电磁 式 互 感 器 由 于 其 结 构 特 点 ， 存 在 易 饱 和 ， 态特 性 差 ， 确 度 低 以 及 漏 暂 准 油 ， 在爆 炸等问题 ， 致其可靠性 低 ， 存 导 安 全 性 能 较 差 。 内有 多 家 单 位 进 行 光 电互 国 感器 的研 究 ， 中首例 符 合Ｉ Ｃ ０ ４ ７ ７ 一 其 Ｅ ６０４－ 、 ８ 的数 字 式 光 电 互 感 器ＯＥ ０ 系 列 已通 过 Ｔ７ ０ 部级 鉴 定 ， 逐 步 投 入 试 运 行 。 并 （） 用智能终端 。 ３应 由于 智 能 断路 器 及 其 他 智 能 一 次 设备 型号 少 ， 型 难 度 大 ， 对 传 统 设 备价 格较 选 相 贵 ， 没 有 非 常 成 熟 的 运 行 经 验 ， 此 采 用 并 因 传统 一 次 设 备 ＋接 入 过 程 层 总 线 的 智 能 终 端 是 较 为 现 实 的 方 法 。 能 终 端 能 实 时 采 智 集 传 统 一 次 设 备 输 出 的 模 拟 信 号 、 态 信 状 息， 能用硬接线控制开关设备。 并 智能 终 端 具 有 符 合 Ｉ ６ ５ 标 准 的 过 程 总 线 接 口 ， ＥＣ ｌ ０ ８ 可 通 过 过 程 总 线 与 间 隔设 备 交 换 信 息 。 智 能 终 端 海 具 有 同 步 脉 冲输 入 接 口 ， 实 现 可 全 站 同 步 采 样 已满 足 保 护 和 测 量 设 备 对 采 样 同步 性 的 要 求 。 能 终 端 就 地 安 装 在 一 智 次 设 备 附 近 ， 适 应 恶 劣 的 温 度 、 动 和 电 可 振 磁干扰 环境 。 （ ） 定 数 字 接 口智 能 互 感 器 、 电 保 ４制 继 护 装 置 、 控 装 置 和 计 量 仪 表 的 调 试 和 校 测 验规程 。
准和方法标 准 。 （ ） 发 自动 故 障 分 析 软 件 。 ５开 该 软 件 利 用 人 工 智 能 和 专 家 系统 等 原 理 ， 析 变 电站 的 状 态 、 件 记 录 、 障 录 分 事 故 波 等信 息 ， 测 故 障 原 因和 故 障 点 ， 推 自动排 除 故 障 或 给 出故 障 处 理 建 议 。 （） 究适应数字化 变电站的运行 、 ６研 维 护 和管理方 法。 在 现 有 综 自站 的 基 础 上 调 整 运 行 、 维 护 和 管 理 方 法 ， 适 应 数 字 化 变 电站 的 特 以 点 。 字 接 口的 一 次 设 备 和 二 次 设 备 的 调 数 试 和 校 验 需 要 新 的 仪 器设 备 和 试 验 方 法 。 变 电站 的 多 种 功 能 都 集 成 到 统 一 的 自动 化 系统 ， 理方法也需 作相应调整 。 管 ３ ２技术 关键 ． （ ） 现 各 系 统 的 信 息 共 享 、 高 自动 １实 提 化应 用水平 。 统一 设 备 和 系 统 的 通 信 协 议 ， 控 、 监 在 线监 测 、 防 、 五 ｖｏＣ 保 护信 息 等 系 统 和使 和 用 同 一 个 通 信 网络 ， 实现 信 息 共 享 。 分利 充 用 数 字 化 变 电站 的 先 进 技 术 ， 据 变 电 站 根 运 行 、 护 和 管 理 的 需 求 ， 强 现 有 的 监 维 加 控、 自动生 成 报 表 等 原 有 功 能 ， 增加 自动 故 障 分析功 能。 （ ） 用符 合 Ｉ Ｃ ｌ ５ 标 准 的二 次设 备 ２采 Ｅ ６ ０ ８ 和 系统 软 件 的 通 信协 议并 接 入传 统 的一 次 设备 。 由于 变 电站 的 建 设 工 期 紧 ， 选 用 传 将 统 的 一 次 设 备 ， 给 传 统 一 次 设 备 配 置 智 将 能 终 端 ， 采 用 的 二 次 设 备 和 系统 软 件 的 所 通 信 协 议 软 件 应 符 合 Ｉ ６ ５ 标 准 。 能 ｇｃ ｌ ０ ８ 智 终 端 的 研 发 工 作 和 通 信 协 议 软 件 的 编 制 工 作 将 通 过 与 制 造 商 的 合 作 完成 。 （） 电 站 设 备 的 一 致 性 测 试 。 ３变 数字 化变 电站的 智能 设备 应在选 型前进 行～ 致性 测试来 验证其 是 否符合Ｉ Ｃ １ ５ 标 Ｅ ６ ０ ８ 准 ， 作为选 型 的依据 之一 。 样可 以大大 减 并 这 少 变 电站 联调 的工 作量 ， 免临 时修 改 通 信 避 程序 和 增 加规 约 转 换器 。 选择 合 适测 试 的工 具和 制定 合理 的检 测规 程才 能保 证一 致性检 测 的效 果 。