330kV蒋家南数字化变电站的技术特征研究
数字化变电站设计和调试
安全性
02
确保数字化变电站的安全性是首要目标，应采 取有效的安全措施和技术手段，防止设备故障
和网络攻击。
可扩展性
04
数字化变电站设计应具备可扩展性，以满足未 来业务增长和扩容的需求。
硬件设计
1 3
选择合适的硬件设备
根据数字化变电站的需求和规模，选择性能稳定、可靠、易 于维护的硬件设备。
设备布局与布线
2
合理规划设备布局，优化布线设计，确保设备之间的通信畅
通和易于维护。
设备接口与通信协议
确保硬件设备具备可靠的接口和通信协议，以便与其他设备 和系统进行数据交换和通信。
软件设计
选择合适的操作系统和开发语言
根据数字化变电站的需求和实际情况，选择稳定、可靠的操作系统和开发语言。
功能模块设计
调试工具和方法
调试工具
使用专用调试软件和测试仪器，如网 络分析仪、协议分析仪等。
调试方法
采用分步测试、模拟测试、实时监测 等方法，确保设备性能达标。
常见问题的解决
数据通信问题
检查网络连接、协议配置等，确保数据传输畅 通。
设备兼容性问题
核对设备型号、版本等信息，确保设备之间的 兼容性。
自动化功能异常
考虑协议的安全性和可靠性
选择具有良好安全性和可靠性的通信协议，以确保数字化变电站的 安全和稳定运行。
03
数字化变电站的调试
调试流程
准备工作
检查设备安装是否正确，核对设备参数，确保 调试环境安全。
基础功能调试
测试各设备的基本功能，如保护装置、测控装 置、交换机等。
高级功能调试
对变电站的自动化功能进行测试，如自动控制 、顺序控制等。
数字化变电站研 究报告共47页文档
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！Biblioteka 数字化变电站研 究报告1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
330KV变电站设计-青岛理工大学
前 言我国是世界能源消耗大国，煤炭消费总量居世界第一位，电力消费总量居世界第二位，但一次能源分布和生产力发展水平却很不均匀。
水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和电力需求主要集中在东部和中部经济发达地区。
这种能源分布与消费的不平衡状况，决定了能源必须在全国范围内优化配置，必须以大煤电基地、大水电基地为依托。
实现煤电就地转换和水电大规模开发。
而变电站担负着从电力系统受电，经过变压，然后分配电能的任务，是输送和分配电能的中转站，是供电系统的枢纽，在全国电网中占有特殊重要的位置。
本330kV 变电站设计对变电站内最重要的电气设备如主变压器、导线、电气设备等元器件，进行了比较和选择，在配电装置上采用当今较先进的GIS 设备。
主变压器最终为2台，追求设备寿命期内最优的经济效益。
站内主接线分为330kV 、110 kV 、和35 kV 三个电压等级。
各个电压等级分别采用211断路器接线、双母线和双母线的接线方式。
电气主接线是发电厂和变电站的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
在短路电流方面，讲述了短路电流的危害以及三个电压等级处短路电流的计算。
电气设备的选择以各种元器件如何选择参数为主，因为只要确定了器件的参数就能十分容易的根据电力手册查出元件型号。
最后，还对导线截面的确定以及导线截面积的校验方法进行说明。
在绝缘配合、过电压保护及接地等方面也进行了简单的设计，使变电站电气一次部分基本完成。
第1章绪论1.1 设计的技术基础和前提自20世纪70年代330kV电网在我国西北地区出现自今，330kV电网已经成为我国西北地区的主力电网。
截至2004年底，全国共投运330kV线路115条，总长度约为1070km，全网共有330kV降压变电站52座，主变压器总容量20640MV A。
330kV变电站设计也相应经历了初期阶段、成长阶段和成熟阶段。
关于数字化变电站的特征、关键技术的综合分析与探讨 高希雨
关于数字化变电站的特征、关键技术的综合分析与探讨高希雨发表时间：2018-03-13T15:45:50.553Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：高希雨[导读] 摘要：在信息化时代的不断推动下，数字化变电站的实现是电力系统自动化方向发展的有力表现。
（内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局太仆寺供电分局内蒙古锡林郭勒盟太仆寺旗 027000）摘要：在信息化时代的不断推动下，数字化变电站的实现是电力系统自动化方向发展的有力表现。
数字化变电站作为电力行业信息化方向发展过程中凝结而成的标志性产物，其结合了智能信息采集、智能数据处理以及智能信息传输等多项数字化的技术，并借助虚拟数据建模的信息传输平台，实现了电力信息更快更安全的传输。
但在数字化变电站发展的过程中，光依赖先进的设备是无法达到长期发展的目标的，还要求各电力企业生产技术与管理水平紧跟时代发展的步伐，以此促使数字化变电站更平稳健康的发展。
那么本文便针对数字化变电站的特征和关键技术等内容给出了自己的一些见解与分析，如下文所示。
关键词：数字化变电站；特征；关键技术；实现引言当下，随着信息化时代的到来，越来越多的科学技术得以研发利用，同时也正是在这样的社会背景下，数字化变电站才得以在我国电力系统中迅速发展。
通过数字化变电站，实现电力信息采集、处理以及传输等系统数字化操作，并利用数据建模和设备虚拟化的数据信息传输装置，达到了电力信息之间的高效传输与共享，促使电力系统更经济、安全、可靠的运行。
然而数字化变电站的全面建成，并不是一蹴而成的，而是由一个循序渐进的过程，慢慢形成的。
因此在数字化变电站的发展过程中，还需要各电力系统工作人员切合实际，从社会生产的需求方面考虑，不断提升技术与管理水平，如此才能保障变电站数字化目标的顺利达成。
一、数字化变电站特征分析自信息化时代的到来，数字技术应用的普及，数字化变电站的概念也随之被确立。
那么，基于数字化变电在电力系统中的运行效果，可以将数字化变电站的特征总结概括为以下几点。
330kv变电站通用设计规范(qgdw341XX)
330kv变电站通用设计规范(qgdw,341-XX)篇一：电场ABC区600MW工程可行性研究报告6 电气升压站电气电气一次编制依据及主要引用标准报告编制依据和主要引用标准、规范如下：《风电场可行性研究报告编制办法》-XXGB/T 17468-XX电力变压器选用导则GB 11022-1999 高压开关设备通用技术条件GB 11032-XX 交流无间隙金属氧化物避雷器GB 50217-XXGB 50060-XXGB 50061-XXDL/T 620-1997DL/T 621-1997DL/T 5056-XXDL/T 5218-XXDL/T 5222-XX电力工程电缆设计规范 3～110kV高压配电装置设计规范 66kV及以下架空电力线路设计规范交流电气装置的过电压保护和绝缘配合交流电气装置的接地变电所总布置设计技术规程 220kV~500kV变电所设计技术规程导体和电器选择设计技术规定Q／GDW 392-XX 风电场接入电网技术规定Q/GDW 341-XX 330kV变电站通用设计规范Q/GDW394-XX 330kV～750kV智能变电站设计规范其它相关的国家、行业标准规范，设计手册等。
Q/GDW394-XX接入系统方式说明（1）接入电力系统现状及其规划甘肃电网处于西北电网的中心位置，是西北电网的主要组成部分，目前最高电压等级为750kV，主网电压等级为330kV。
甘肃电网东与陕西电网通过330kV西桃、天雍、秦雍、眉雍共4回线联网；往西通过兰州东～官亭750kV线路及330kV330kV～750kV智能变电站设计规范杨海1回、海阿3回、官兰西线双回与青海电网联网；往北通过1回750kV线路及5回330kV线路与宁夏电网联网运行。
甘肃省电网分为中部电网、东部电网和河西电网，其中中部电网包括兰州、白银、定西、临夏等地区，东部电网包括庆阳、平凉、天水、陇南等地区，河西电网包括金昌、张掖、嘉峪关、酒泉等地区。
数字化变电站设计方案
数字化变电站设计方案概述数字化变电站是将传统的变电站转变为基于数字技术的智能化操作系统的一种技术创新。
数字化变电站的设计方案旨在提高变电站的可靠性、安全性和运营效率，为电网的可持续发展做出贡献。
本文档将介绍数字化变电站的设计原则、系统架构和关键技术，以及在设计过程中需要考虑的重要因素。
设计原则高度可靠性数字化变电站的设计应确保系统的高度可靠性，抗干扰能力强，可以应对各种异常情况和设备故障，保障电网的稳定运行。
安全性数字化变电站的设计应考虑安全性，确保系统对外界威胁具有防护能力。
对网络安全进行全面防范，包括认证、加密、权限管理等措施，以保护变电站不受恶意攻击。
数字化变电站的设计应致力于提高运营效率。
通过智能化的数据分析和决策支持系统，实现对变电站设备的监控、故障诊断和预防性维护，减少人工干预并提高运行效率。
可扩展性数字化变电站的设计应具备良好的可扩展性，能够适应未来对系统功能和容量的需求扩展。
采用模块化设计和标准接口，方便后期的升级和扩展。
系统架构数字化变电站的系统架构包括监测与控制层、数据管理与分析层、人机交互层和通信网络层。
监测与控制层监测与控制层是数字化变电站的核心部分，包括各种传感器、继电器和保护装置等设备，用于实时监测变电站的运行状态和对异常情况进行控制。
数据管理与分析层数据管理与分析层负责采集、存储和分析变电站的数据。
包括数据库、数据采集系统和数据分析算法等组成部分。
通过数据分析和挖掘，提供对变电站设备状态的监测和故障诊断，以及预测性维护建议。
人机交互层是用户与数字化变电站系统进行交互的接口。
包括人机界面、控制台和报警系统等。
提供直观的操作界面和实时的运行状态显示，以便用户能够监控和控制变电站的运行。
通信网络层通信网络层用于连接数字化变电站的各个部分，实现数据的传输和系统的协同工作。
包括有线和无线通信方式，确保数据的实时性和可靠性。
关键技术传感技术传感技术是数字化变电站的核心技术之一，用于实时监测变电站设备的运行状态。
南网数字化变电站技术规范介绍
5、设备的技术要求
（3） 通信设备
交换机 ：满足相关全部协议，支持VALN，直流供电，无风 扇设计；提供完善的异常告警功能，包括失电告警、端口异 常等；符合IEEE 1613 Class 2 标准(电力)；符合IEC 618503 ；能在温度介于－40℃～＋70℃之间、湿度介于10%～ 95%之间的工作环境长期稳定运行。
5、设备的技术要求
（3） 过程层设备
合并单元宜具备供现场校验电能表用的光纤以太网口，如果合 并单元与电能表不在同一个柜子时，从合并单元至电能表预留 一组供校验用的光纤。 合并单元应有完善的闭锁告警功能，应能保证在电源中断、 电压异常、采集单元异常、通信中断、通信异常、装臵内部异 常等情况下不误输出。
装臵配臵工具要求：应能生成和维护装臵ICD文件，并支
持导入SCD文件以提取需要的装臵实例配臵信息，完成装臵配 臵并下装配臵数据到装臵，同一厂商的各类型装臵ICD文件的数 据模板应具备一致性。
系统配臵工具要求：应能生成和维护SCD文件，支持生成
或导入SSD和ICD文件，且应保留ICD文件的私有项；应能对一、 二次系统的关联关系、全站的IED实例以及IED间的交换信息进 行配臵，完成系统实例化配臵，并导出全站SCD配臵文件。
7、应用功能的技术要求
对时：
站内应设臵两套冗余主时钟，可采用GPS或北斗卫星作为标 准时钟源，其中一台必须为北斗卫星时钟系统，主要输出信 号（包括IRIG-B（DC）或秒脉冲）的时间准确度应优于1μs， 时间保持单元的时钟准确度应优于7×10-8 （1分钟4.2μs）。 站控层设备应采用SNTP对时方式，间隔层设备可采用SNTP、 IRIG-B（DC）或脉冲对时。 间隔层设备的对时误差应不大于1ms。智能终端应采用IRIGB（DC）或脉冲对时，对时误差应不大于1ms。过程层合并 单元同步精度应不低于1μs。 可根据需要采用IEEE1588协议进行同步对时。
330kV~750kV智能变电站计算机监控系统技术规范
2.2.3 电磁兼容性要求 在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障及其他强干扰作用下，计算机监控系统间隔
层装置不应误动作且满足技术指标要求。监控系统间隔层装置不应要求其交、直流输入回路 外接抗干扰元件来满足有关电磁兼容标准的要求。监控系统间隔层装置的电磁兼容性能应达 到表 1 的等级要求。
序号
表 1 计算机监控系统间隔层装置的电磁兼容性能等级要求
2.2.10 交换机设备的结构、外观及其他要求 1） 交换机可以根据用户要求采用前出线或后出线方式，为便于安装和运行维护，现场 安装宜采用后出线方式。 2） 交换机的金属结构件应有防锈蚀措施。 3） 为便于安装，在变电站内核心层交换机建议采用标准 19 英寸机箱，高度采用 1U 的整数倍，深度可以视具体情况而定。其他环境应用交换机暂不作规定，可以采 用机架式安装或者导轨式安装。 4） 交换机设备的不带电金属部分应在电气上连成一体，具有可靠接地端子，并应有相 应的标识。 5） 交换机背面接线端口应标明端口序号或名称，电源端子上方应标注接线说明。 6） 交换机前后均设有按端口序号排列的指示灯。 7） 交换机应采用自然散热（无风扇）方式。 8） 一个屏柜中交换机数量宜小于 6 个，最多不超过 8 个。
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330kV蒋家南数字化变电站的技术特征研究
摘要：在智能电网建设的大背景下，数字化变电站快速发展是必然趋势，宁夏电力公司于
2010年9月30日投运国内首座数字化330kV蒋家南变电站，本文对蒋家南330kV变电站
的技术特征、系统组成、网络结构及应用中存在的问题等几个方面进行论述。
关键词：数字化 IEC61850 特征
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。
1 数字化变电站的主要特征
数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合
IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信
模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可
靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。
1.1 一次设备智能化 智能化的一次设备包括光电/电子式互感器，智能化断路器等。
对于一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路，将采用微处理器和光电技术设
计，使传统机电式继电器及控制回路的结构大大简化；数字程控器及数字公共信号网络要
取代传统的导线连接；可编程序取代二次回路中传统的继电器及其逻辑回路；光电数字和
光纤取代常规的强电模拟信号和控制电缆。
1.2 二次设备网络化 二次设备的网络化，是适应光电式互感器的应用、智能化一次
设备和IEC61850通讯规约的需要。我们所熟知传统二次设备，如继电保护装置、防误闭
锁装置、测量控制装置、故障录波装置、稳控装置、VQC将等全部基于标准化、模块化的
微处理机设计制造，各设备之间的连接均采用高速的网络通讯，二次设备没有重复的I/O
现场接口，主要靠网络真正实现数据共享、资源共享。
1.3 符合IEC61850标准 IEC61850是面向未来的变电站自动化技术标准，也是全世界
关于变电站自动化系统的第1个完整的通信标准体系。
IEC61850标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立
于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之
间实现无缝连接。它解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。
2 330kV蒋家南数字化变电站的技术特点
330kV蒋家南变电站是宁夏电力公司继110千伏海宝数字化变电站技术尝试后的第一
座高电压等级数字化变电站，同时也是全国第一座完全执行国家电网公司《智能变电站继
电保护技术规范》、《IEC61850工程继电保护应用模型》等标准规定、实行GOOSE点对点
跳闸的智能变电站。
2.1 一次设备采用常规设备 根据主变压器的制造技术及大件设备的运输尺寸、运输
条件，结合西北电网的运行实际情况，主变压器选用三相自耦有载调压变压器。远景3
台，每台主变35kV侧配置2×30Mvar并联电抗器。1#、2#主变35kV侧分别接一台容量为
400kVA的站用变压器。本期2台主变，每台主变35kV侧配置2×30Mvar并联电抗器，接一
台容量为400kVA的站用变压器。主变压器（自耦）中性点采用直接接地方式。低压侧
35kV接线采用以主变为单元的单母线接线，不设总断路器。
330kV系统远景出线10回，本期4回；主变压器进线本期2台，远景1台。根据本工
程的建设规模，综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和是否便于过渡
或扩建等因素，330kV配电装置主接线采用一个半断路器接线。330kV配电装置远景共有
13个元件，配成6个完整串，第三台主变通过断路器接于母线。本期330kV配电装置4回
进线，安装2台主变压器，共有6个元件，采用一个半断路器接线，安装11台断路
器。330kV断路器选用瓷柱式双断口SF6断路器额定电压：363kV，额定电流：4000A，额
定开断电流：63kA；330kV母线侧隔离开关选用单柱单臂垂直伸缩式，串中隔离开关选用
三柱组合水平伸缩式。330kV电流互感器选用SF6气体绝缘电流互感器；330kV电压互感
器选用电容式电压互感器；330kV避雷器选用无间隙氧化锌避雷器，放电电流：10kA。
110kV配电装置远景主接线拟采用双母线单分段接线。本期采用双母线接线，本期母
线预留分段位置；共6回出线、2回主变进线、8个元件，安装9台断路器。110kV断路器
选用国产瓷柱式单断口SF6断路器额定电压：126kV，额定电流：3150A，额定短路开断电
流：40kA（有效值）；110kV隔离开关选用国产水平伸缩型额定电压：126kV，额定电流：
2000A，额定热稳定电流：40kA；110kV电流互感器、110kV电压互感器选用国产电子式电
流互感器和电子式电压互感器；110kV避雷器选用无间隙氧化锌避雷器，放电电流按10kA
选取。
35kV屋内配电装置采用户内铠装移开式交流金属封闭开关柜，内装真空断路器；35kV
并联电抗器选用干式空芯电抗器，高位布置； 35kV站用变压器选用SZ11型油浸式有载调
压配电变压器；10kV备用站用变压器选用S11型油浸式无载调压配电变压器。
2.2 二次设备实现GOOSE组网 蒋家南330kV变电站首次执行了国网公司《IEC61850
工程继电保护应用模型》和《智能变电站继电保护技术规范》，第一次采用了GOOSE直接
跳闸的原则，继电保护装置从硬件到软件全部重新开发。
二次设备均按照IEC61850标准统一建模。对站控层通过双绞线以太网网络通信，对
过程层通过光纤以太网络通信，取消传统硬接线，通信标准均符合IEC61850标准。
屋外配电装置配置两套智能终端（均含操作功能），实现双冗余，两套智能终端就地安
装；智能控制单元（ICU）与间隔层设备通讯采用IEC61850标准，两者通过光纤连接。智
能终端与间隔层设备之间的开关量的传输，以间隔为单元，组成100Mbit/s GOOSE双光纤
网。智能终端与间隔层保护设备之间的控制量传输，采用100Mbit/s光纤以太网点对点通
信方式。间隔层与站控层通信网络，采用双星型 100Mbit/s双绞线以太网。全站设置单独
的故障录波网，故障信息通过保护及故障信息子站上传至调度端。
站控层包括当地监控功能和远动功能。当地监控功能由两台服务器、一台工程师站、
一台操作员站和一台打印机组成，监控主机和工程师工作站采用使用UNIX操作系统的工
作站。系统的数据模型遵循IEC61850变电站系统规范来建立，完成对变电站的监视、控
制、记录等功能，系统能够导出符合SVG规范的图形文件提供给操作票及工作票系统使
用。远动功能采用主备双机冗余设计，采用IEC61850标准收集变电站信息，对于常规调
度系统，将变电站信息进行转换，采用IEC60870-5-104、IEC60870-5-101规约、CDT规约
等向调度中心转发，考虑与控制中心的IEC61970系统的互联。
2.3 全面应用IEC61850 整站建立在IEC 61850通信技术规范基础上，按分层分布式
来实现变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作性。从整体上分为三层：站控层、间
隔层、过程层。对于主变压器各侧间隔以及330kV线路间隔、110kV线路间隔全部实施数
字化方案，即从过程层、间隔层到变电站层全数字化。合并单元具有与常规互感器连接的
模拟量接口。合并单元主要用于汇总模拟信号和分发数字信号，并完成同步功能。
各层之间采用通信协议如下：①合并单元与间隔层设备通讯采用IEC61850 9-1标
准，两者通过光纤连接。②全站所有保护、测控装置按照IEC61850标准统一建模。③间
隔层与站控层通讯基于MMS协议，采用IEC61850 8-1标准。④间隔层设备的信息交换基
于IEC61850的GOOSE（通用面向变电站事件对象）应用实现，取消设备间的硬连线。保护
GOOSE通过过程层GOOSE网络通信，测控GOOSE通过站控层网络通信。⑤监控后台与远动
系统建立了数字化变电站的全站模型，并对间隔层设备实现了统一配置。⑥按照IEC61850
的要求，实现多厂家设备的互操作。⑦实现IEC61850-10的一致性测试要求，设备通过第
三方权威检测机构的测试。邀请第三方权威检测机构进行现场系统测试。⑧跨间隔间采用
IEC 60044-8传输协议中规定的高速串行FT3传输协议。⑨间隔层与过程层智能接口单元
采用GOOSE通信协议。
3 结束语
数字化变电站是电网建设的必然趋势，330kV蒋家南变电站的投运标志宁夏电力公司
在智能坚强电网的建设过程中迈出坚实的一步，在此基础之上，已经开工的220kV石嘴山
智能化变电站和即将开工的330kV镇罗变电站完全按照数字化变电站的技术特征进行可研
和初设，特别是采用智能化一次设备，可能会存在一些技术上的问题。总之，数字化变电
站建设任务任重道远，智能化技术应用仍然在摸索中前进。
参考文献：
[1]丁书文，史志鸿.数字化变电站的几个关键问题.继电器.2008，35（10）.
[2]杨奇逊.变电站综合自动化技术发展趋势.电力系统自动化，1995.
[3]高翔.数字化变电站应用展望.华东电力，2006，(8).