智能变电站二次回路可视化研究_唐志军
电子技术
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116 ?电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering
【关键词】智能变电站 二次回路 虚端子 虚拟回路 SCD 配置
较之传统的变电站，智能变电站的硬件有了非常显著的发展和进步，引进了合并单元、智能终端以及过程层网络交换机等设施，同时使用了三层两网的结构，通过数字信号网络通信的形式取代过去模拟量和开关量信号电缆连接的办法，当前的智能站二次图纸通过都是在GOOSE/SV 配置表、二次虚端子回路图、过程层网络架构图、交换机端口信息流图等的基础上进行设计的，并没有很好的将回路有关的网采、直采链路联系进行明确的区分，特别是在SCD 文件中隐藏的通讯装置以及虚拟逻辑连接难以进行可视化，检修人员难以高效的理清繁杂文本中的二次回路。本文对此展开了一系列分析，支出了一项虚拟二次回路表现方式，这一方式有机结合了IEC61850信息模型以及过去的电气二次图纸，将在链路模型中隐藏的逻辑回路给予可视化展现，对设施间的物理连接以及逻辑联系进行全面、直接体现，便于检修人员了解设备间的交互信息，使得设备调试风险大大降低。
1 二次虚拟回路可视化研究基础
相较于传统的变电站，智能变电站基于IEC61850通讯规约利用SV/GOOSE 数据流以及SCD 配置描述文件对于数据模型进行多路
智能变电站二次回路可视化研究
文/唐志军 翟博龙 林国栋 陈锦山
信息的复用操作，光缆连接取代了电缆对接方式。过去数字化变电站TV 和TA 收集的电流信号经端子箱、一次电压等进入保护测控设备，通过CUP 信息处理模块对数据实施处理，并将其转换为数字信号。通过二次控制以及信号回路将断路设备遥控、分合闭锁等相关信号向断路器装置传递，由此发挥其自身的保护、监控作用。
智能变电站增加了合并单元、网络交换机
以及智能化终端等过程层装置，在IEC61850通讯规约基础上通过模型设备同变电站信息网络连接，站内二次装置实现了彼此的信息互通以及互操作。
2 智能和综合自动化变电站二次回路区别
2.1 信息传递原理存在差异
变电站电气二次回路的主要功能有保护、调节、控制、监视等，综合自动化变电站相关设施利用电缆进行联系，该变电站相关设施在电缆的连接下使得各项功能得以发挥，智能变电站运行于IEC 61850标准，各个设施利用网络进行各项信息的传递，进而使其自身的功能得以实现。
2.2 图纸表达方式不同
变电压站电气二次回路相关图纸中通常会含有电压二次回路图、端子排图、设备原理图、控制回路图等，综合自动化变电站有关二次装置比如转换开关、继电器、端子、压板以及辅助结点等在回路中对应的联接、功能等数据信息得以在图纸明确、直观的显示，站内的检修以及运行人员可以有效的从中找出相关的信息。智能变电站二次回路利用通讯网络进行信息的传递从而实现自身的各项功能，图纸中通常含有装置网络图、虚端子对应表等，但是图纸并没有非常直观的显示有关装置的功能
实现情况以及具体的联接方式，由此站内的运行操作人员以及设备检修人员就无法通过图纸非常直观的了解二次回路以及相对应的逻辑关系，使得运行和检修工作难度进一步加大。2.3 运行、检修方法存在差异
智能变电站在组织建设过程中，需要在相应的组态工具中导入相关装置的ICD （模型文件），设置相关的虚端子连线、参数数据，构成一个SCD ，进而调试人员结合SCD 相关信息组织相关设备调试工作，设置对应的设备。在工作人员组织运行或者检修的过程中按照SCD 文件内容以及图纸等材料信息对装置功能、检修内容以及相应的安全措施进行确认。综合自动化变电站只需要通过图纸组织施工调试即可，在组织运行以及检修活动不再使用全站系统进行SCD 的配置。
3 虚拟二次回路可视化表达方法
当前运行的智能变电站相关二次图纸大多数都是在GOOSE/SV 配置表、过程层网络架构图纸、交换机端口信息流图等图纸基础上进行设计的，在设计二次回路图是没有对二次设施组网以及直采逻辑关系没有进行明确的区分，回路含有大量的虚端子，相应的图纸极为繁杂，对于二次设备间相关逻辑关系以及物理连接无法清晰明了的体现。本文在对我国智能变电站设计、建设以及检修等工作有效归纳的基础上深入分析了变电站的虚回路，同时对此给出了一项虚回路可视化方案，利用过程网络架构图、二次虚拟回路图等对智能设施相关虚端子联系进行明确的展示，通过简单、直观的形式对信息模型中隐藏的各种逻辑回路进行清晰的表示，便于后续检修人员通过SCD 文件对应的结构层次组织设施的检修和维护工作，使二次设备检修以及维护工作难度大大降低。3.1 过程层网络结构图
图1：过程层网络结构图
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智能变电站设施一般使用的是分层以及分布式网络系统。图1中表示的是智能发电站过程层设备网络架构图。根据图1我们可以很容易分析出，利用网络交换机，各个间隔合并单元号以及智能终端同间隔层装置互相交换数据，中心交换机将所有间隔数据进行收集进而再将其传输至网络分析和故障录波系统中。过程层设备网络结构图主要体现的是二次设备相关的光缆联系。3.2 SV信息流图
根据对SV 信息流图的分析，在220kV 线路环境中，线路合并单元采取光缆通信的形式将收集的电压以及电流数据传输至线路和母线保护设备。线路测控以及故障录波用到的SV 都是过程层网络交换机所供应的。SV 信息流图体现的是装置之间电流和电压信息流对应的网络传递路线。3.3 GOOSE信息流图
通过对GOOSE 信息流图的分析我们可以知道，该图显示了保护设备跳合闸、开关闸、测控设备的位置以及保护设备间闭锁相关信息流的联系。GOOSE 信息流图反映了各个智能装置之间信息交流内容以及物理连接，但是无法充分展现信息对应的逻辑联系。3.4 虚拟二次回路图
智能变电站相关的二次图纸设计没有包含虚端子IED 具体的流动方向，操作人员在变电站实施检修以及维护的活动中，在繁杂的虚端子表中难以有效的查出二次回路活动脉络，在IEC61850数据模型基础上二次回路图利用图形的方式充分体现了装置SCD 文件联系，有效处理智能装置数据没有接点、段子以及界限的而导致的二次回路设备无法展示的问题，确保检修和运行维护人员可以直接的了解
智能社会各种进出以及逻辑出口等。
虚拟二次回路图按照变电站主接线和各项设备定义的虚端子去对虚端子的起终点以及逻辑线路进行确定。虚端子连接涉及多方面，比如虚端子数据名称、编号、数据线路等内容，虚端子相关编号和过去的变电站相关的二次电缆及其线芯编号非常类似，信息名称同传统变电站相关的回路说明非常相似。根据对虚拟二次回路图的观察我们可以看出，信息模型有关的信息传输方向、逻辑回路非常明显，对于智能装置没有端子、接点以及界线造成的二次回路设备无法展现的问题难以处理。
4 可视化工具优化措施
现阶段，二次回路可视化工具对应的工作原则基本为解析SCD 文件，可视化虚端子相应的联接。针对以往设置图纸中显示的压板功能、回路情况和二次数据以及对应的物理光路联系，以为内部SCD 中含有数据的限制而无法得以清晰显示。需要对光口、软压板等数据进行明确的补充，进而建立实用性更强的可视化二次回路。可以利用软件对SCD 文件进行解析，进而将软压板控制以及光口相关设施数据进行导入，建立能够满足运行以及检修工作需要的可视二次回路。根据这一优化方案，对于过去的220kV 线路第2套保护及其与智能终端相关数据联系进行改进，将其通过一张数据完整、满足运营需要的可视化二次回路图进行表示，图2所示。通过图2我们能够清楚的观察到设施软压板对应的配置、GOOSE 传递信息的具体内容、光纤、联接光口和智能终端出口等设备全部信息，同以往二次连接图具有很大的相似性，方便运行以及检修人员更加清楚的了解，有效的掌握，为日后的工程验收、故障处理、回路校对以及技术训练等活动提供相应的数据参考。
5 结束语
综上，智能变电站二次回路相关设计基本没有什么标准可以遵循，对应的设计模式难以满足智能变电站技术需要，本文在详细分析虚拟二次回路的基础上，明确了智能变电站二次回路同以往的综合变电站二次回路之间存在的差别以及二次回路可视化工具要求，进而通过过程层设施网络架构、虚拟二次回路图等图纸设计有效的反映智能设备间的物理以及逻辑连接。通过对这一优化设计方法的实行，可以使变电站二次回路相关功能实现情况以及对应的逻辑联系进行更加清晰的展示，检修人员能够清楚的了解，明确的掌握，促进工作效率的提升。
参考文献
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作者简介
唐志军，男，福建省莆田市人。硕士学位。现为国网福建省电力有限公司电力科学研究院高级工程师。研究方向为电力系统继电保护及自动化技术。
翟博龙，男，陕西省宝鸡市人。硕士学位。现为国网福建省电力有限公司电力科学研究院工程师。研究方向为智能变电站技术与继电保护试验。
林国栋，男，福建省福州市人。大学本科学历。现为国网福建省电力有限公司电力科学研究院高级工程师。研究方向为电力系统继电保护及自动化技术。
陈锦山，男，福建省龙岩市人。硕士学位。现为国网福建省电力有限公司电力科学研究院工程师。研究方向为电力通信及自动化技术。
作者单位
国网福建省电力有限公司电力科学研究院 福建省福州市 350007
图2：包含软压板、光口信息的可视化二次回路
220kV智能变电站二次系统结构与设备配置6页
220kV智能变电站二次系统结构与设备配置智能变电站的二次系统结构与设备较常规变电站发生了重大的变化。本文分析了220kV智能?电站“三层两网”的系统结构，阐述了二次系统设备配置基本原则，结合目前二次设计实施中遇到的问题，提出了改进意见。 1 概述 随着社会经济的快速增长，人们对供电可靠性和安全性有了更高的要求。而风力、太阳能等新能源电源的并网运行对电网系统稳定性造成了一定的影响。智能电网能有效利用电力资源，提高供电可靠性，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。 2011年起，作为智能电网的关键节点，智能变电站在全国范围内进入全面推广建设阶段，新建220kV变电站按《国家电网公司输变电工程通用设计―110（66）～750kV智能变电站部分》（2011年版）中“第五篇 220kV 变电站通用设计技术导则”的技术方案。与传统变电站相比，智能变电站最大特征体现在一次设备智能化、设备检修状态化和二次设备网络化，其中二次设备在采样方式和组网形式上都发生了重大的变化，随着电力技术的进步，越来越多的新技术应用到二次系统中，因此研究智能变电站的二次系统设计和设备配置有着重要的意义。 2 220kV智能变电站系统结构 以上海地区某220kV变电站为例，智能变电站系统采用三层两网结构，三层即站控层、间隔层、过程层，两网即站控层网络和过程层网络。 2.1 站控层
负责变电站的数据处理、集中监控和数据通信，由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息子站和其他各种功能站构成，是全站监控、管理中心，并与远方监控/调度中心通信。站控层网络采用百兆星形双网结构，冗余网络采用双网双工方式运行。站控层网络MMS、GOOSE（逻辑闭锁）、SNTP三网（功能）合一，共网运行，全站数据传输数字化、网络化、共享化。 2.2 间隔层 间隔层包括保护、测控、计量、录波、相量测量等，不依赖于站控层和通信网络，可以对间隔层设备进行就地独立监控功能。保护测控装置配置如下： （1）主变保护双套配置，高、中、低压侧及本体测控装置单套独立配置。 （2）220kV线路、母线、母联（分段）保护双套配置； （3）110kV线路、母线、分段保护单套配置，采用保护测控一体化装置，母线测控单独配置； （4）35kV 线路、电容器、站用变保护集成测控、计量功能，母差保护单套配置； （5）110kV、35kV母线配置低压减载装置。 （6）过程层：过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，是一次设备与间隔层设备的转换接口，完成电流电压量的采样、设备运行状态信号的监测和分合闸命令的执行等。 3 智能变电站与常规变电站的二次设备比较
智能变电站二次设备调试浅析
智能变电站二次设备调试浅析 发表时间：2019-03-26T11:31:10.777Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：周立超张玮琦吕鹏飞[导读] 摘要：随着科学的发展，人类对电能的需求有了更高的标准，变电站为满足这种要求逐渐走向信息化，这种通过数字信息传递变电站电气量的变电站称为智能变电站。 （国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院 010020） 摘要：随着科学的发展，人类对电能的需求有了更高的标准，变电站为满足这种要求逐渐走向信息化，这种通过数字信息传递变电站电气量的变电站称为智能变电站。智能变电站二次设备投运前的调试工作对智能变电站的稳定运行有着至关重要的意义。本文对智能变电站二次设备的调试工作进行详尽介绍，同时对现场合并单元、智能终端、数字式继电保护装置等智能设备测试方法经行分析，对智能变电站二次设备调试工作未来的发展方向进行了总结。 关键词：智能变电站；调试；智能设备；测试方法；发展 引言：智能变电站采用现代计算机信息技术、通信技术和控制技术，实现高度自动化管理，通过智能设备的信息可控性对一次系统及二次系统进行自动化控制，实现了科学规范的网络通信，实现无人值守、少守卫的模式，提高了变电站的运行安全性，节约了成本，提高了经济效益。因此，智能变电站中二次智能设备的调试工作关系到整个变电站的正常稳定运行，且与传统的变电站二次设备调试工作有着本质的区别。传统变电站二次系统里的电气量是通过实际的电缆传输的而智能变电站二次系统里的每一个设备之间电气量的传输都是通过光纤传输的，所以智能变电站二次设备调试工作极其繁琐。 1智能变电站二次设备调试工作简介 智能变电站二次设备的现场测试工作首先要熟知现场一次设备及一次系统接线方式，对应好一次设备及系统完成对二次智能设备SCD 模型的校验，根据SCD模型完成对合并单元、智能终端、数字式继电保护装置之间的通信验证，保证各个设备相互间的配合、网络的协议、虚端子设计图的正确性。之后运用智能变电站二次智能设备所对应的智能设备测试仪进行每个设备的技术性能测试，再次确保合并单元、智能终端、数字式继电保护装置运行的正确性、可靠性、稳定性。最后运用传统测试方法，模拟变电站真实运行时发生故障的情况完成对智能变电站所有间隔的整组测试，保证智能变电站在投运后在遇到电气故障时能够正确可靠切除故障。调试过程中需特别注意开关刀闸动作是否与后台及相应间隔智能终端对应、每个间隔各项信号的正确性、智能设备之间的检修机制正确性等特殊问题。 2智能变电站二次设备测试方法分析 2.1合并单元简介及测试方法 合并单元，英文名称Merging Unit或MU。在智能变电站中，将一次互感器传输出来反映一次电气量的二次模拟电气量进行模数转换、合并和同步处理后，按照特定格式转发给间隔层需要使用的设备。合并单元是电流、电压互感器的接口装置，通过模数转换及规约格式整合将过程层数据的共享和数字化，他作为遵循IEC61850标准的数字化变电站间隔层、站控层设备的数据来源，作用十分重要故其安装完成后的各项指标测试尤为重要。运用合并单元测试仪对合并单元输入合并单元测试仪内部时钟下的交流模拟量同时运用内部时钟输出对合并单元进行同一时钟下的对时，通过采集合并单元光纤输出的数字量进行对比分析来对合并单元的离散型、通道延时、守时误差、对时误差、通道精度等技术性能进行测试。 2.2智能终端简介及测试方法 现在智能变电站中使用的主变、断路器等依旧是常规的一次设备，为实现对这些设备的数字化改造，则需要智能终端来完成信号输出和控制输入的光电转换、模数转换。智能终端与保护、测控等二次设备采用光缆连接，与一次设备采用电缆连接实现一次设备的遥信、遥控、保护跳闸等功能，并通过基于 IEC61850 标准的通信接口实现与过程层、间隔层的通信功能，最终实现断路器跳合闸、隔离开关分合闸、信号传输，主变调压、温度监控和非电量保护等功能。运用数字式继电保护测试仪即可对智终端的主要功能进行现场测试，通过光纤对智能终端传输数字开关量控制信号，再运用试验电缆将智能终端开出的开关量采集到数字式继电保护测试仪中，测试仪计算整个智能终端收到数字控制命令到做出开出的时间，整个过程时间不大于7ms即满足要求。 2.3数字式继电保护装置测试方法 智能变电站数字式继电保护装置测试方法不同于传统变电站，数字式继电保护装置所接收的一次设备电气信息来自于合并单元所采集转换来的数字量，其开出的跳闸量亦为数字量，故数字式继电保护装置单体调试仅需一台便携式数字继电保护测试仪即可完成，将便携式数字继电保护测试仪运用整站SCD文件配置相应间隔的合并单元及智能终端，后对数字式继电保护装置施加各种故障状态下的数字式模拟量，通过采集回来的数字式继电保护装置开出的数字式跳闸量来判断数字式继电保护装置保护逻辑的正确性。如需做整个间隔的整组传动实验，在相应间隔合并单元后运用传统继电保护测试仪施加故障模拟量，观察现场开关动作正确性，在做整组传动试验时一定要注意智能变电站检修机制，同时也可以验证整个检修机制的正确性。 3智能变电站调试工作未来的发展 伴随着科技进步智能变电站同样飞速发展着，智能变电站投运前的调试工作也越来越重要，智能变电站调试工作将会向着远程化、自动化、综合化发展。未来测试仪仅需接入智能变电站组网便可进入每台智能设备的调试模块，做到对智能变电站所有智能设备进行调试。当然，就现有情况看来，要实现上述方便快捷的调试方法，我国智能变电站运行维护中仍然的一些问题严重制约了其发展进程，这需要引起国家及同行业者的高度重视。只有积极解决智能一、二次设备运行维护中存在的相关问题，我国的智能变电站方可不断发展与壮大，为我国电力事业的发展提供更多的便利。 参考文献： [1]陈安伟，等．IEC61850在变电站中的工程应用[M]．北京：中国电力出版社，2012． [2]李先妹，黄家栋，唐宝锋．数字化变电站继电保护测试技术的分析研究［J］．电力系统保护与控制，2012，（03）. [3]蔡晓越．智能变电站的调试特点与建议［J］．电力与能源，2012，（04）.
浅谈智能变电站继电保护技术的优化 尤华静
浅谈智能变电站继电保护技术的优化尤华静 发表时间：2017-08-22T15:37:11.733Z 来源：《电力设备管理》2017年第8期作者：尤华静 [导读] 科学技术的更新发展，数字化、智能化已经不再遥不可及。随着高新科技在变电站中的应用。 国网河南省电力公司南阳供电公司河南南阳 473000 摘要：科学技术的更新发展，数字化、智能化已经不再遥不可及。随着高新科技在变电站中的应用，变电站也逐渐发展成为智能的变电站。继电保护作为变电站运行中的一个重要的环节，人们对于它的研究也越来越深入。为了更好地适应新技术在变电站中的应用，智能变电站的继电保护技术也在不断的进步当中。本文就智能变电站继电保护技术的优化进行了探讨。 关键词：智能变电站；继电保护；技术优化 1智能变电站继电保护技术 1.1线路继电保护 线路继电保护在智能变电站继电保护内具有重要作用。线路继电保护过程中，能够对智能变电站运行状态进行实时性监控，了解智能变电站实际情况情况，一旦智能变电站出现故障，线路继电保护可以采取相对应解决措施，对智能变电站故障进行防治。在条件允许情况下，还可以在智能变电站线路上安装测控装置，测控装置主要作用就是对智能变电站运行状态进行检测，测控装置会将所测控到的结果传输到网络体系内，继电保护就可以按照测控装置所检测到的结果，对智能变电站下达针对性继电保护指令。 1.2变压器继电保护 变压器继电保护在智能变电站内，承担着过程保护职责。在变压器继电保护装置内，在后备部分安装中可以采取集中安装模式，进而充分发挥出变压器继电保护在智能变电站内保护作用。变压器继电保护在运行时，核心模块为非电量保护，非电量保护模式需要与电缆相互连接，同时与继电保护装置相连接。变压器在运行过程中一旦遭受到不良因素影响，非电量保护模块就会进入到跳闸状态下，传输跳闸指令，能够有效缓解智能变电站在不良因素干扰下所需要承受的压力，保证变压器能够安全稳定运行。 1.3母联继电保护 母联继电保护与线路继电保护较为相似，但是母线继电保护由于母线分段性能原因，母联继电保护性质更加简单，在智能变电站继电保护内具有重要作用。 2智能变电站的优点 2.1环保效果好 智能变电站在运行中刨除了传统的电缆，连接而是采用光纤电缆。并且在内部的设施上也是大量的采用能耗低的集成电子设备，用电子互感器代替了充油式互感器，大大地降低了变电站的建设成本和能源消耗，很好地实现了在低碳环保方面的优化。 2.2交互性良好 智能变电站可以自动的收集和分析信息，并将这些数据信息在变电站的体系内部进行共享，以实现与更高级的系统之间良好的互动。各个智能电网之间的相互联系，可以有效地保证整个电网的安全运行。 2.3可靠性强 在众多的用电用户之中，大家对于供电部门的选择最为看重的就是可靠性。这就要求智能变电站拥有更高的可靠性，不仅仅是满足客户的需求更多的是保护电网的更高效的运行，有效地减少用电故障产生，使变电站始终处于良好的运行状态。 3智能变电站继电保护技术缺陷 3.1智能化水平低 当前我国智能化变电站多是通过对原变电站进行改建和扩建而建成投产的，在实际运行过程中需要使用到的设备数量较多，而且设备资源消耗量较大，这在无形中会导致变电站智能化水平降低，无法达到智能变电站建设时的要求。各种设备之间都有着智能化连接端口，但由于设备及连接线多是由不同厂家生产的，这就导致设备运行过程中，端口和连接线之间存在不兼容的问题，影响智能变电站运行的安全，而且对设备和连线之间不兼容现象进行检查也存在一定的难度。 3.2设备接口连线不合理 当前变电站中存在众多的耗能设备，而且设备存在许多接口终端。但在实际设备运行过程中，同一段间隔的SV设备采样和GOOSE设备之间的接口连线都需要在不同设备之间进行，这就导致设备接口终端需要增加，这对操作人员的实际操作带来了诸多的不便利。 3.3电磁设备受环境影响较大 当前电子式互感器在智能化变电站的诸多零件中都开始广泛应用，这就导致这些电磁设备在实际应用过程中极易受到环境因素的影响，使电磁设备测量准确存在一定的偏差，影响测量数据的可靠性。这对电磁继电保护设备在应用过程中的稳定性和可靠性带来了较大的影响，智能变电站运行时不确定因素增加。同时当前变电站中所使用的一些电气设备，在实际生产过程中并不建议使用新型的电磁式继电保护设备，这样可以有效地提高继电保护设备的可靠性。部分就地安装的变电站使用设备，由于受制于技术的人们显示器，一些技术端口还无法用到，这些大量的端口存在不仅会对工作人员实际连线带来困难，而且还会造成技术资源的浪费时间，与智能电网节能和环保的要求不相符。 4智能变电站继电保护优化措施 4.1就地化间隔保护 智能变电站继电保护有关设备在安装过程中，需要将继电保护设备安装在保护设备周围，按照就地化准则，保证继电保护设备能够及时发现智能变电站出现的事故，缩短继电保护反应时间，有效降低事故对智能变电站所造成的损失。 现阶段智能变电站大部分都采取新型一体化微机线路模式，变电器保护措施和继电保护一同运行，按照智能变电站设备实际情况，对线路合理进行配置，这种设计模式能够有效提高智能变电站稳定性能，保障智能变电站设备及工作人员的安全。与此同时，智能变电站在
发电厂及变电站电气二次设备资料
第9章二次设备的选择及二次回路设计基础 第一节二次设备的选择 一、控制和信号回路的设备选择 1．控制开关的选择 控制开关应根据以下三个条件选择： （1）回路接线需要的触点数量及触点闭合图表。 （2）操作的频繁程度。 （3）回路的额定电压、额定电流和分断电流。 2．跳、合闸回路中的中间继电器的选择 （1）跳、合闸位置继电器的选择。音响或灯光监视的控制回路，跳、合闸回路中选择位置继电器的要求为： 1）在正常情况下，通过跳、合闸回路的电流应小于其最小动作电流及长期热稳定电流。 2）当直流母线电压为85％额定电压时，加于继电器的电压不小于其额定电压的70％。 （2）跳、合闸继电器的选择。跳闸或合闸继电器电流自保持线圈的额定电流，除因配电磁操作机构的断路器由于合闸电流大，合闸回路设有直流接触器，合闸继电器需按合闸接触器的额定电流选择外，其他跳、合闸继电器均按断路器的合闸或跳闸线圈的额定电流来选择，并保证动作的灵敏系数不小于1.5。 （3）自动重合闸继电器及其出口信号继电器的选择。自动重合闸继电器及其出口信号继电器额定电流的选择应与其起动元件动作电流相配合，保证动作的灵敏度不小于1.5。 自动重合闸出口继电器及信号继电器，当其出口直接接至合闸线圈回路时，继电器的额定电流应按合闸接触器或断路器合闸线圈的额定电流来选择。 3．防跳继电器的选择 （1）防跳继电器的选型。电流起动电压自保持的防跳继电器，其动作时间应不大于断路器的固有跳闸时间。DZK系列快速中间继电器的动作时间不大于15ms。 （2）防跳继电器的选择。 1）电流起动电压自保持的防跳继电器，其电流线圈的额定电流的选择应与断路器跳闸线圈的额定电流相配合，并保证动作的灵敏度不小于1.5。 自保持电压线圈按直流电源的额定电压选择。 2）电流起动线圈动作电流的整定可以根据1）所选用继电器线圈额定电流的80％整定。这样整定能保证当直流母线电压降低到85％时继电器仍能可靠动作。 3）电压自保持线圈按80％额定电压整定为宜。 在接线中应注意防跳继电器线圈的极性。 4．信号继电器和附加电阻的选择 （1）信号继电器和附加电阻选择的原则： l）在额定直流电压下，信号继电器动作灵敏度一般不小于1.4。 2）在0.8倍额定直流电压下，由于信号继电器的串接而引起回路的压降应不大于额定
浅谈智能变电站
浅谈智能变电站 发表时间：2016-05-21T14:43:40.823Z 来源：《电力设备》2016年第2期作者：曹正锋 [导读] （国电南瑞科技股份有限公司南京 210000）智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑。 （国电南瑞科技股份有限公司南京 210000） 摘要：智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑。本文阐述了智能变电站与数字化变电站的主要区别，介绍了智能变电站的体系结构、智能一次设备的功能和智能设备与顺序控制的特点，重点研究了智能变电站对应的高级应用功能。 关键词：变电站；智能；电网 引言 随着科技的发展，社会的进步，国家电网快速发展，智能变电站的建设也越来越多，智能变电站由智能设备和智能高级应用两个特征，具有多信息融合，智能化监控设备状态、智能化变电站防误闭锁等高级功能。智能变电站的普及为实现我国变电站的自动化运行和管理会带来深远的影响，具有重大的技术和经济意义 一、智能变电站的现状及概念特征 数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备按过程层、间隔层、站控层三层结构体系分层构建，建立在符合国际标准的IEC61850通信规范基础之上，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。数字化变电站使传统变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。 二、数字化变电站与智能变电站区别 智能变电站指的是具备有高级功能的变电站。这些功能包括：（1）能够实现自动信息采集、控制、测量、保护、监测和计量的一些基本功能，就要求变电站要有先进可靠、环保集成的各种智能化的设备，并且整个变电站尤其可以做到信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化。（2）可根据电力系统的需要支持电网，实时调节智能、控制自动、互动协同、在线决策分析等，与电网信息标准化、集成一体化、协同互动化。(3)数字化变电站指的是通过智能化一次设备和网络化二次设备，并且是由三层（过程、间隔和站控）结构体系一层一层构成，是一个现代化变电站，其能够基本完成站内设备之间信息共享，以及互为操作。和传统变电站不一样地方：它将传统的模拟信息都变为数字信息传递，并且建立起与其相互适应的数字化通信系统和网络。智能变电站要求实现一二次设备运行状态信息采集功能；并建立各种数据的标准化信息模型，模型包括设备状态、电网实时态同步运行信息、保护信息、电能质量、实时稳态、动态、暂态、信息模型、设备在线监测、视频等完整一致的各种数据。 数字化变电站特别强调手段的数字化，而智能变电站强调“智能性”，智能变电站强调的是智能化自动化系统一次设备和高级应用，以及支撑智能电网，所以智能变电站的技术根基是数字化变电站的相关技术，而未来变电站发展的方向、变电站各项技术的跨越则肯定是智能变电站。 三、智能变电站的各项体系构建 智能变电站，采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，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，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。 智能变电站的构成主要包括过程层（设备层）、间隔层、站控层。过程层（设备层）包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。站控层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制的功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。 （1）智能组件对一次设备进行测量、控制、保护、计量、检测等一个或多个二次设备的集合。相当于原来二次设备的概念，其中包括测量单元、控制单元、保护单元、计量单元、状态监测单元。以此实现对设备各类信息进行采集并保护，更要对电能进行计量，实际上是一次设备状态监测功能的元件集合体。 （2）智能设备一次设备与其智能组件的有机结合体，两者共同组成一台（套）完整的智能设备。 （3）全景数据反映变电站电力系统运行是否稳定、动态数据以及变电站设备运行状态等数据的集合。以提供信息的可靠、准确和信息的安全等，并做到提供信息的最终信息是否达到信息的数字化、集成化以及网络智能化的目的。在信息安全方面，遵循国家及国际标准，以保证站内与站外的通信安全及站内信息存储及信息访问的安全，实现与上级调度中心通信的认证及加密，实现站内各系统之间的安全分区及安全隔离。 （4）顺序控制当变电站发出整批指令后，主要系统设备状态信息变化是否到位，是实现顺序控制的主要因素，也表明设备动作执行可靠度高。而顺序控制时职能变电站的基本功能之一，其功能要求如下：①满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求。②可接收和执行监控中心、调度中心和本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，自动完成符合相关运行方式变化要求的设备控制。③应具备自动生成不同主接线和不同运行方式下典型操作流程的功能。④应具备投、退保护软压板功能。⑤应具备急停功能。 （4）站域控制及站域保护我们通过对变电站内信息的分布协同利用或者集中处理判断，以此实现站内自动控制功能的装置或系统。在进行统一采集的信息时，要集中进行分析或分布协同方式判断故障，自动调整以保护电系统。 四、智能变电站的高级应用功能 1、设备状态监测 为了使设备状态检修更加科学可行，智能设备就一定要实现在线广泛监测，并且要有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置的故障和动作信息及信号回路状态，才能有效减少了二次电气设备状态特征量采集的盲区。
变电站一、二次设备的工作原理
变电站一次设备的基本工作原理 一：高压断路器（开关） 高压断路器是电力系统中改变运行方式，开合和关闭正常运行的电路，能开断和关合负荷电流、空载长线路或电容器组等容性负荷电流，以及能开断空载变压器电感性负荷电流的重要电气主设备之一。与继电保护装置配合，在电网发生故障时，能快速将故障从电网上切除。与自动重合闸配合能多次关合和断开故障设备，以保证电网设备瞬时故障时，能及时切除故障和恢复供电，提电网供电的可靠性。 二、隔离开关（刀闸） 高压隔离开关在结构上没有专门的灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流或短路电流。回路断路器拉开停电后，可以拉开隔离开关使停电设备与高压电网有一个明显的断开点，保证检修设备与带电设备进行可靠隔离，可缩小停电范围并保证人身安全。带接地开关的隔离开关，与隔离开关在机械上互相闭锁，可有效地杜绝在检修工作中发生带电合接地开关的恶性事故。 三、电压互感器 电压互感器相当于开路运行的变压器，将高低压降为二次回路的标准电压，供继自装置、仪表、计量装置使用。有单相和三相两种。 四、电流互感器 电流互感器把大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表使用和继电保护用的电流，并将二次系统与高电压隔离。它不仅保证了人身和设备的安全，也使仪表和继电器的制造简单化、标准化，提高了经济效益。 五、无功补偿
并联电容器、并联电抗器都是电网中的无功补偿装置，目的在于平衡系统无功，同时使电网电压保持在要求的范围内。其中电容器向系统提供容性无功，以补偿系统中电动机等的感性无功；电抗器向系统提供感性无功，以补偿系统中长距离输电线路等产生的容性无功。 六、消弧线圈的作用 小电流接地系统单相接地时，其接地电流为一电容电流，而消弧线圈为一电感线圈，其产生的电感电流可以补偿接地的电容电流，以减小故障点电流使电弧自行熄灭。 消弧线圈的三种补偿方式 （1）完全补偿：消弧线圈的电感电流完全补偿接地时的电容电流。由于此时感抗等于容抗，将可能激发起谐振。所以这种方式不可取。 （2）欠补偿：消弧线圈的电感电流不足以补偿接地时的电容电流。在这种运行方式下，如果有线路跳闸，可能会形成完全补偿，因而也是应该避免的。 （3）过补偿方式：即使有线路跳闸，也不会形成完全补偿。所以在实际运行中多采用这种运行方式。 六、交直流系统 变电站的站用电交流系统是保证变电站安全可靠地输送电能的一个必不可少的环节，站用电交流系统为主变压器提供冷却电源、消防水喷淋电源，为断路器提供储能电源，为隔离开关提供操作电源，为硅整流装置提供变换用电源，另外站用电还提供站内的照明、生活用电以及检修、施工等电源。如果站用电失却将严重影响变电站设备的正常运行，甚至引起系统停电和设备损坏事故。因此，运行人员必须十分重视站用电交流系统的安全运行，熟悉站用电系统及其运行操作。
新一代智能变电站概念设计
新一代智能变电站概念设计 发表时间：2018-04-28T16:31:41.250Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：代春凤 [导读] 摘要：随着科学技术的进一步发展，电网技术的得到了飞速发展，随即智能电网的概念被提出，智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。 （国网新疆奎屯供电公司新疆奎屯市 833200） 摘要：随着科学技术的进一步发展，电网技术的得到了飞速发展，随即智能电网的概念被提出，智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。智能变电站是加强智能电网的重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头和命令执行单元，是智能电网建设的重要组成部分。为了实现智能电网进一步加强，对智能变电站的要求就进一步加强，因此，在新一代智能变电站的设计上就要做到科学合理，为此，本文针对当前只能变电站的设计问题进行深入的分析探讨，在实际的理念方面做出深入的分析，以期为以后智能变电站的建设提供设计的理论基础。 关键词：智能变电站；顶层设计；技术路线 引言：就目前而言，智能变电站相关的试点工程虽然在设备、建设以及日常的运行维护管理反面取得了较大的进展，但是在其他方面仍然存在着问题，比如系统相对较多并且功能也比较分散，不管是在设计理念上，还是相关技术和管理上都需要进一步加强。 一、当前智能变电站设计存在的问题 （一）设计模式存在问题 目前，大多数的变电站设计采取的都是分专业进行涉及的模式，并且是由供应商为主导进行的，在变电站的整体优化上非常难实现。不管是在设计的理念上，还是设计的方法上都收到了设备技术的限制，在设备的配置、整体布局以及控制上的设计都还有进步提升的空间。因此新一代智能变电站应该将供应商主导进行的分专业设计向整体集成化的设计方向发展，研制设备，优化主接线和总体的平面布局，进一步提高智能变电站的整体设计的水平，确保先进的设计理念实施到位。 （二）一次设备的一体化设计理念实施不到位 就目前而言，现在大部分的变电站在一次设备的一体化上的设计理念实施不到位，不仅在绝缘设计上不到位，并且在机械设计上也配合不当。同时缺少厂内一体化调试，设备现场联调时，出现通信接口、模型配置不统一等问题，影响工程进度。新一代智能变电站将实现一次设备智能化向智能一次设备转变。通过智能组件、传感器与一次设备的一体化设计，实现设备有效集成，功能高度整合，达到安装快捷、运行智能、检修方便。 （三）二次系统的配置独立分散，信息共享度低 智能变电站中各个二次系统的配置独立分散，信息共享度低，采样处理重复，维护工作量大对调控一体化的支撑力度不够，尚不满足电网运维管理体制的转变要求。因此，新一代智能变电站应实现分散独立系统向一体化业务系统的转变。要整合原来各分系统功能，构建一体化业务系统深化高级功能应用，全面支撑“大运行”、“大检修”采用层次化保护控制，实现安全稳定的“三道防线”。 二、新一代智能变电站设计理念 （一）系统高度集成 新一代智能变电站应遵循高度集成的设计理念，要进一步整合系统的功能，通过优化系统的结?布局、并采用一体化机器设备和一体化的通信网络以及一体化的系统，作为最基本的技术?架，能够有效地促进变电站的优化集成设计水平的进一?提升，在高度集成方面，不仅要保证一次与二次设备的高度集成，并且在其他如网络、站域平台、设备空间以及IED装置这几个方面都要保证高度集成。 （二）结构布局要合理 针对新一代智能变电站的设计，要保证电网设备在足够安全的条件下，在对变电站的主接线进行优化，并且针对互感器的数量要适当降低；在位置的选择上要做到科学化合理化，选择适合的位置，可以有效地节约变电站的设备费用以及基础建设的费用；另外，要将一次设备和传感器在整体上进行优化，在电子互感器成熟稳定之后，可以将电子互感器集成于一次设备当中，在设备的高度集成上进一步优化加强。这样不仅可以减少设备的占地面积，还能够利用节约出来的空地将二次设备放到一次设备的附近地区，利用空地进行就地摆放以及安装。同时，在设备的检修方面，可以引进或是采用最新型的检修设备以及安装机械设备，做到在恶劣天气或是较恶劣的自然环境下，能够进行及时且精确地检修以及维修保护等等。 （三）装备先进?用 变电站使用的机械设备要先进适用。现在新一代智能变电站，在设备的选用上，采用的是智能化的一次设备以及集成化的二次系统，但是在这个基础上，应积极地改进现有的设备，积极地研制更加新型化的设备，不管是在技术指标上，还是使用寿命的周期上，还是其他别的方面，都要做到指标现金，性能稳定，安全实用的寿命周期要长。同时，要采用在设计、配置、调试工具方面具有方便高效的变电站设计和调试技术，比如，采用基于图形用户界面的设计、配置成套工具，或是二次虚端子接线设计与变电站配置文件的无缝结合等。才能在提高变电站在设计、安装、调试方面的效率。 （四）支?调控一体 要优化设备告警信息直传和变电站全景远程浏览等功能，在一体化的监控系统的配置方面要做好优化简化，在一键式顺序控制应用发个面要更加的深化，进一?提升在高级功能方面的应用水平，节约人力，做到即使没有人值守，也可以正常?行的管理模式的需求，实现变电站的自动化。 （五）经济节能环保 新一代的智能变电站使用的设备在整体上已经相对都比较节能和环保了，比如在IED、网络交换机、占地面积、建筑面积的使用上以及进行现场安装的工作量上，都相应的?少了30%以上，甚至都?到了40%-50%左右，?大的节约了人力和无力，既经济又环保。但这不能是追求的经济环保的?限，应继续积?的优化变电站设备，集成系统的强度要更加优化，进一?实现智能变电站的集成化、一体化、和标准化。 三、结语 总之，在新一代智能变电站的设计上，要做到高度集成化的系统，做到经济节能环保，减少人力和物理的浪费，实现自动化管理，不
关于智能变电站的二次设备调试与检修 牛振华
关于智能变电站的二次设备调试与检修牛振华 发表时间：2019-10-16T14:52:44.590Z 来源：《电力设备》2019年第11期作者：牛振华姚俊[导读] 摘要：现阶段，随着我国城市化建设步伐的加快，传统变电站已经不能满足当今社会的发展。（国网朔州供电公司山西省朔州市 036002）摘要：现阶段，随着我国城市化建设步伐的加快，传统变电站已经不能满足当今社会的发展。因此，电气设备进入了不断更新的重要阶段，逐渐向智能化、网络化、科技化方向发展。智能变电站具有自我监控、信息共享、传感监测的功能，可以使各种基础设施形成一个庞大的电网系统，时刻监测这些电气设备的运行情况，降低成本投入，减少检修养护工作，提高电气设备的运行效率。另外，智能变电站 具有继电保护作用，确保电气设备使用的安全性和可靠性，已经在我国大部分地区广泛应用，而且取得了良好的使用效益。关键词：智能变电站；二次设备；调试；检修引言电已经成为人们衣食住行的一部分，也是国民经济发展的基础产业。智能化变电站在硬件方面具有设备功能集成化、扩展方便、接口规范和安装模块化的特点，软件方面具有通信可靠、信息共享、控制灵活和网络一体化等特点。在智能化变电站电气设备安装中，要加强对主变压器、断路器、室外高压隔离开关以及无功补偿装置的安装。在电气设备调试环节中，要重视对保护装置、启动调试、断路器的调试。 1研究智能变电站二次设备调试与检修的现实意义智能变电站就就是通过继承、环保、稳定、可靠的各项智能设备的应用，她难过一次设备掺量数字化、规范化、标准化等各项信息平台，自主的完成对各项信息内容的筹集、测量、计算、调控等各项工作。从我国电力行业的整体发展情况来看，智能变电站近几年的应用越来越广泛，在该背景下，为了使智能变电站的作用能够得到合理发挥，应当做好二次设备的调试与检修作业。做好对二次设备的调试与检修，可以确保智能变电站中应用的各项二次设备的性能都可以满足应用标准，进而实现对一次设备的合理检查，测量，控制，保护，调节，从而保证智能变电站运行的稳定性，从而为人们提供稳定的电能，满足人们的生活和生产需求。 2智能变电站二次设备的调试对于智能变电站二次系统，其主要具有很强的系统集成化、信息交换标准化特色，智能变电站二次系统的结构十分紧凑，站内与控制中心可以进行无缝通信，在采集设备状态特征时，没有盲区，能保证系统维护、配置的简单。同时智能变电站二次系统还具有控制自动化与保护控制协同化的特点，其电流、电压的采集可以通过数字化完成，能对各种数据信息进行高度集成，整合优化了以往的分散二次系统，实现了通信、数据共享。在实际中，开展智能变电站二次设备调试时，应该重点从以下几个方面进行：（1）智能二次设备测试仪，在智能变电站二次设备中，保护测控装置的输入数据接口转变成新的数据化接口，所以，在进行调试时，要利用数字化光电测试仪进行。就目前而言，常用的数字式光电测试仪有omicron公司提供的数字信号新型测试设备、模拟信号测试设备、模拟信号联合数字信号转换的设备检测方式。（2）继电保护装置功能测试，其测试内容主要有采样功能、精度、各种保护逻辑、动作时间、定值、动作报告标准化、软硬压板、对时功能等。（3）测控装置功能测试，其测试的主要内容有收发GOOSE报文、采样功能及精度、同期合闸功能、间隔五防闭锁逻辑功能、记录程序版本等。（4）合并单元功能测试，其测试内容主要有采样精度、合并单元输出幅值及角度误差、同步精度、守时精度、采样值输出、报文实时、电压切换功能、电压并列功能、检修试验、合并单元自诊断功能等。（5）智能终端功能测试，其主要测试内容有动作时间、智能终端执行控制、智能终端发送开关量、智能终端上送遥测量测试、功率消耗、验证报警、GOOSE开关量延时等。 3智能化变电站电气设备的安装问题 3.1人为因素智能变电站电气设备的安装直接影响电力系统的使用寿命，所以相关工作人员安装前需要经过专业培训，提高专业知识和技能、丰富工作经验、提升综合素质，全面了解电气设备的安装事项，做好安全指导工作，保证智能化变电站电气设备安装的可靠性和稳定性。 3.2其他因素一是施工材料问题。材料在购买和入库时没有经过严格的监测和审核，导致一些使用性能不合格的材料运用到智能化变电站系统中。二是设计图纸和安装程序问些问题都会导致智能化变电站出现运行故障。 4智能变电站二次设备的检修在实际中，开展智能变电站二次设备检修活动时，应该严格的按照相关运行程序进行，避免因为程序出现漏洞从而造成了检测结果不准确，影响到检修工作质量的情况。一般情况下，进行智能变电站二次设备检修工作时，要结合设备的当前状态，实施故障分类，要针对存在故障、潜存故障、正常运行设备采用不同的检修方式，从而保证检修活动的顺利进行。此外，在进行智能变电站二次设备检修工作时，还需要结合设备的工作性质，分类进行设备故障修理工作，如将需要停电修理的故障划分成一类，将需要更换零件的设备划分成一类，实现高效率维修活动。在进行智能变电站二次设备故障处理时，对于保护装置故障，需要及时找出故障原因，并退出保护出口软压板，将检修压板装入装置中，重新启动，如果保护装置恢复正常，则保护装置是跳至跳闸状态，如果重新启动后，装置没有恢复，需要结合检修单位的指令进行保护装置运行方式调整、维护。在具体工作中，可以从以下两个角度分析智能变电站二次设备检修工作：（1）从有关MU合并器装置的检修角度看，变电站交流信号源输出的模拟电流、电压信号指标会表现出一致性相位状态，在此条件下，MU合并器可以接受电子互感器装置正常运行下的电流、电压信号，同时这些电流、电压信号会通过汇通GPS信号方式，进行信号同步传递。在实际中，可以立足于信号同步的角度，比较信号相位，从而判断出信号同步执行情况的可靠性。（2）从有关电子互感器采集器装置检修角度看，智能变电站在正常运行下，采样器获取的采样值数据很容易受到电子互感器装置差动保护性能的影响，由于一般情况下的电流互感器装置对应的变比指标、极性指标处于既定状态，对于其互感器装置的检修，可以利用专门的仪器进行测试。在智能变电站中，电子互感器装置的电力极性指标十分灵活，可以在MU合并器装置中进行灵活调整，需要注意的是，MU合并器装置对互感器电流极性调整必然会对后期的二次设备检修作业带来极大的影响，所以在事前必须事先制定相应的调整规范。同时在二次设备停电检修工作中，还可以利用一次加流的方法，对电子式互感器装置变比指标进行有效检查，当二次电流的方向和潮流方向表现出相互一致，那么就代表了极性端为线路侧位置。 结语
智能变电站状态图元的规范与设计
智能变电站状态图元的规范与设计 发表时间：2016-07-19T15:46:42.537Z 来源：《电力设备》2016年第8期作者：杜鹏侯丹贺思亮张亮 [导读] 智能电网建设是全国电网建设的大趋势，最终要实现电网的无人化、智能化是电网建设的最终目的。 杜鹏侯丹贺思亮张亮 （国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山 063000） 摘要：按照“调控一体化”建设模式，梳理调控业务需求、更新信号类型、建立新型图元、制定专属监控信号，已经成为当务之急。遵照“异常上光字、变位不告警”技术原则，提出新增空挂断路器、保护图元、状态图元等新概念并根据智能站新需求与主站监控界面新增重合闸状态监视界面，避免因信号告警方式错误，图元制作不规范等原因影响运行及监控人员对故障的准确判断，提高调度、运行人员的日常操作和事故应急处理效率，确保调控一体化系统高效稳定运行。 关键字：智能变电站信息图元分类规范 一、研究背景 智能电网建设是全国电网建设的大趋势，最终要实现电网的无人化、智能化是电网建设的最终目的。智能电网调度技术支持系统建设是智能电网建设的重要组成部分，为保障电网安全、稳定、经济、优质运行和 “大运行”体系改革、电网智能化建设奠定了坚实基础。为了实现电网的智能化建设唐山电网对于新投的110kV以上变电站要求全部按照智能变电站标准建设。新的智能变电站建成投运后，在信号及监控界面方面发现了若干问题，影响了调度、运行人员的日常操作和事故应急处理效率，影响了自动化维护人员对故障的及时排查。对智能站特有的信息及监控界面的优化规范与梳理已成为必要之举。 二、现状调查 随着智能变电站建设步伐的加快，智能变电站与常规站信号的差异日渐突显，由于智能变电站的设备与传统变电站由较大区别，导致主站调控一体化监视系统新增了许多以前没有的信号，例如：重合闸充电指示、重合闸投入软压板、智能终端就地操作、开关机构就地操作等等，而且智能变电站很多信号长期处于触发状态，老的图形绘制原则将导致监控人员监控复杂、操作不变，给调度与监控工作带来的极大不便，从而致使电网事故判断与处理效率下降。 三、存在的问题 1．新信号的图形制作问题 新投智能站把开关取消并加入智能终端，因此需要对相应的远方就地进行划分，同时对于属于保护信号并同时为变位信息的信号图元重新制作。对于新增信号图形制作问题，首先听取监控员意见，由于有些信号长时间为触发状态，小组人员讨论决定变位信息不上光字牌，这样不会触发间隔的光字牌，从而降低了对监控员的干扰。 2．保护信号的遥控问题 智能站中新增重合闸软压板、备自投软压板等压板类保护信号且这些信号需要主站监控员进行遥控，对于着这种情况需要在图形上进行重新制作。 3．重合闸信号是否异常问题 智能站中新增的重合闸充电指示、重合闸压板投入信号，这就为监控员根据充电指示、压板投入情况和开关位置判断信号是否异常增加了难度和工作量，导致监控员需要检查多幅间隔图中信号，并根据计算才能判断信号情况，根据这种情况需要增加新的监控信号并根据三种信号的情况制作公式判定。 四、状态图元的规范与设计 4.1对于智能站新增和改进信号进行系统分类 为便于调度监控人员更简便、准确的掌握信息，将保护信号中的变位信息分为以下几类。 1）仅状态变化的变位信息：主要反映相关设备“二次把手‘远方/就地’”的相关变位信息，仅用于监控员观察其状态以判断其是否属于异常，信号主要包括智能终端就地操作、刀闸及接地刀闸就地操作、开关就地操作、开关机构就地操作、主变有载调压机构就地操作。 2）不可遥控的变位信息：主要反映重合闸设备是否充电开关是否具备重合闸功能的变位信号。信号主要包括重合闸充电指示、备自投充电指示、备自投方式XX充电指示。 3）可遥控的变位信息：主要是智能站独有的相关软压板投入退出的变位信号，该信号可有主站监控员进行远程遥控操作。信号主要包括智能终端置远方压板投入、备自投软压板投入、自投闭锁压板投入、重合闸软压板投入。 4.2规范图元模型对应信息制作不同图元 根据上面对智能站变位信息的分类对每类信息制作专门类型的图元，同时我们为了使图形更整齐划一，我们对所有图元的绘制采用相同的参数。 1)对于“远方/就地”仅状态变化这类信息制作成状态图元。 2）对于充电指示这种不需遥控的变位信息制作成保护图元。 3）对于软压板投入这种需要遥控的变位信息必须使用设备图元代替最终使用空挂断路器来实现。 五、实时效果 通过对上述信息的详细分类，并根据分类采用标准化参数制作对应图元，极大地规范了间隔图内容，防止信息出现混乱从而产生光字时常动作的情况发生，减少了监控员的工作量提高了工作效率。 在今后所有新投变电站的信息分类、图形绘制过程中，均需严格按照对应原则对信息进行分类并使用标准图元模板进行一次图和间隔图的绘制，并在今后的工作中，认真总结工作经验，勇于创新，持续改进不足，保障调控一体化系统高效稳定运行。 参考文献： [1]《调控一体化系统信号与监控界面优化分析》，《电工技术》，2013（1）：28-30 作者简介： 杜鹏，男，高级技师，从事调控一体化运维工作,侯丹，女，高级工，从事电力系统营销工作,贺思亮，女，工程师，从事调控一体化运
智能变电站设计及研究
中文摘要 变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多。因此，目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，开展智能变电站的设计及研究具有重要意义。 本设计主要研究内容如下： 首先，阐述智能变电站的研究背景、基本概念及技术特征、研究现状，提出了智能化变电站主要支撑技术；其次，进行智能变电站技术特征及架构体系的研究，提出了智能变电站的主要技术原则及技术特征，并对三层两网结构的智能变电站的架构体系进行了详细的介绍，详细分析了过程层网络和站控层网络的结构；作为智能变电站的主要通讯手段，本文对智能变电站的IEC61850通讯标准进行了详细的介绍。 在介绍智能变电站的主要支撑技术、技术原则、技术特征及通讯标准后，对智能变电站的高压设备技术特征、组成架构进行了介绍，并对智能变压器、智能开关设备进行了初步设计。 最后，基于上述的工作，对智能变电站二次设备与监控系统进行进一步的研究，给出了智能变电站站控层设备集成优化设计方案及完成了智能变电站在线监测系统多层分布结构设计。并以220kV、110kV电压等级为例，给出了220kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案及110kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案。 关键词智能变电站，架构体系，三层两网，IEC61850，在线监测系统 Abstract Substation is an important part of the power system, it is responsible for the heavy tasks of power conversion and power redistribution, and plays an important role in the safety and economic operation of power grid. Substation, as the information source and executive terminal of power transmission and distribution system, requires more and more information and integrated control. Therefore, the current substation urgently needs a simple and intelligent system to realize information sharing, so as to reduce investment and improve operation and maintenance efficiency. These requirements of operation and management make the Smart Substation become a new direction of substation automation system. With