下载
加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用

基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用.pdf

基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用

crazyddt
2012-10-13 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用pdf》,可适用于工程科技领域

第卷第期电力系统保护与控制VolNo年月日PowerSystemProtectionandControlDec,基于IEC的数字化变电站的研究与应用王璐王步华宋丽君郭志红(郑州电力设计院河南郑州洛阳供电公司河南洛阳焦作电力勘测设计院河南焦作河南省电力公司安阳供电公司河南安阳)摘要:介绍了数字化变电站的特征和通信网络结构并与常规自动化系统相比较分析了郑州kV吴河数字化变电站的工程技术方案最后总结说明了数字化变电站存在的问题及发展方向。关键词:数字化IEC变电站自动化ResearchandapplicationofdigitalsubstationsbasedonIECWANGLu,WANGBuhua,SONGLijun,GUOZhihong(ZhengzhouElectricPowerDesignInstitute,Zhengzhou,ChinaLuoyangPowerSupplyCompany,Luoyang,ChinaInstituteofJiaozuoElectricalExploitationandDesign,Jiaozuo,ChinaHenanAnyangPowerSupplyCompany,Anyang,China)Abstract:Thispaperdiscussesthefeatureandtelecominternetinstructureofdigitalsubstation,andthetechnologyschemeofZhengzhoukVWuhedigitalsubstationisintroducedTheproblemanddevelopmentofdigitalsubstationarediscussedKeywords:digitalIECsubstationautomation中图分类号:TM文献标识码:A文章编号:()引言变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到较高的水平在电网改造与建设中不仅中低压变电站实现了无人值班而且在kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术从而大大提高了电网建设的现代化水平降低了变电站建设的总造价这已经成为不争的事实。随着数字技术的发展在变电站建设领域应用自动化技术随着应用网络技术、开放协议、智能一次设备、电力信息接口标准化等产生了比较理想的技术解决方案。变电站自动化技术发展进入了数字化时代。数字化变电站概述数字化变电站技术是指基于IEC标准建立全站统一的数据模型和数据通信平台实现站内智能化一次设备和网络化二次设备数字化通信确保智能化二次设备之间的互操作性。与传统的变电站相比具有以下显著特征:基于IEC通信规范是新一代的变电站通信网络和系统协议它和传统规约的主要不同之处在于它以服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型和数据对象模型建立了变电站自动化系统中常用设备的统一数据模型以满足装置互操作性要求。它将变电站系统明确地划分为站控层、间隔层和过程层三层给不同层间定义了清晰的接口。电子式互感器克服了传统互感器绝缘复杂、重量重、体积大、CT动态范围小、易饱和、电磁式PT易产生铁磁谐振、CT二次输出不能开路等诸多缺点。输出的是数字信号通过光纤以太网送给二次设备使用无电磁兼容问题测量精度高可靠性高。一次设备智能化采用数字输出的电子式互感器、智能开关(或传统开关配智能终端)等智能一次设备设备信息采用光纤传输实现对其的智能化控制。二次设备网络化取消控制电缆二次设备间用通信网络交换采样数据、运行状态和控制命令等信息。以上先进技术的应用可实现许多优良特点:数据共享、信息全面且简练简化设备提高可靠性安王璐等基于IEC的数字化变电站的研究与应用装、运行、维护及升级方便基于相同格式的底层数据降低设备的成本提供更先进的应用功能。数字化变电站通信网络结构通信部分的网络结构将会因为变电站类型、电压等级、元件数量、功能冗余等要求不同而有很大的区别。考虑到基于IEC标准的数字化变电站中由于过程层设备进行数字通信采用了过程网络传输数据报文将遵循ASN协议要求的格式报文的最大长度接近KB采样数据流在通信网络上的负荷对网络将产生很大的性能影响这是过程层网络划分和选择的关键因素之一。过程层的数据源主要由电子式电流电压互感器合并单元提供互感器头从高压侧的一次设备提取到电压电流等数据通过传感和采集设备进入合并单元合并后通过网络提供给相应的间隔层设备。通信介质首选是光纤传输网络在采取了电磁屏蔽技术手段且能够满足电磁环境的要求下也可以采用基于铜质的传输网络如双绞线。在选用网络通信速率上需要充分考虑到网络带宽与网络上的数据流的对应关系。速率Mbps的以太网和更高速率的快速以太网在工业领域的应用与交换式以太网技术的发展使通信确定性和实时性大大提高。采用以太网交换技术、简化通信栈软件层次等针对工业过程控制的通信实时性措施后研究结果表明完全可以满足数字化变电站过程层网络对实时性的要求。为了限制网络上节点的数量过程通信网络通常需要划分网段。在大型的数字化变电站中由于元件数量很多必须对网络进行分段网段之间通过路由连接起来。分段可以采用物理上直接划分也可以通过虚拟局域网(VLAN)技术。IEC标准中对过程层通信网络提供了四种解决办法:()每个间隔拥有自己的通信网络。()通信网络可以跨越多个间隔。()所有设备共用一个通信网络。()面向继保功能区划分网络。第一种办法所需路由器最多通过带有路由器的站级通信网络将各个间隔层网络互联起来传输所需数据流保护测控设备可从多个间隔网络获取数据第二种方法由于网络跨越多个间隔路由器数据流将大于第一种。第三种方法对网络带宽有很高的要求但是不需要路由器。第四种方法划分原则与前三种不同由于网络是面向继保功能区划分需要较少的路由器段之间的安排能够有效地减少传输的数据。吴河数字化变电站的技术方案吴河变电站全站按照数字化变电站进行建设kV设备采用GIS组合电器配智能接口装置和光电互感器kV设备采用中置柜配电子式互感器二次系统满足IEC标准kV合并器采用IEC规约传输kV采用小信号模拟量直接接入保护测控装置和电度表开关量和控制命令等信息通过GOOSE机制进行网络通信。kV综保及状态监测kV间隔合并器单元ECVTGIS开关开关柜kV线路间隔ECVTGIS开关kV桥间隔kV桥保护测控装置kV线路间隔保护测控装置合并器单元ECVT主变高压侧分控单元隔离刀闸kV线路间隔#主变间隔主保护装置#主变间隔高后备测控装置GOOSEDTI主变低压侧综合智能接口#主变间隔低后备测控装置主变低压侧开关柜kV分散式母线保护间隔处理单元BUIECkV分散母线保护主控单元分控单元IEC智能接口合并器单元智能接口主控单元分控单元主变本体智能接口主变本体kV故障录波图系统结构图FigStructuraldiagramofsystem间隔层功能配置该站主接线为内桥接线线路及桥开关不单独配置保护设备其保护功能由主变差动和高后备完成。每个间隔配置测控装置FCKB完成采集功能及桥开关自投功能。kV母线配置DVS电压并列装置实现母线电压并列通过光纤扩展装电力系统保护与控制置扩展后接入各间隔的电流合并器。由主变高压侧保护测控一体化装置完成kV电压采集功能。主变为低压侧带分支。配置一台差动保护装置、一台高压侧后备保护测控装置、两台低压侧分支保护测控装置通过数据集中器DDU完成多侧数据采集。kV线路配置台WXHB保护、测控、智能接口、小信号模拟量采集一体化装置同时完成接地选线、低周低压减载功能。过程层功能配置合并器DMU智能接口DBUFCKBB合并器DMU智能接口DBUB合并器DMU智能接口DBU合并器DMU智能接口DBU合并器DMUM智能接口DBUBBMMB电压并列DVS合并器DMUM本体智能接口DTUDTU数据采集器DDU综合智能接口DTIDTI综合智能接口DTIDTI数据集中器DDUMWXHB…………WXHBWDRBWCBBWDRBWXHB……WXHBFCKBFCKB合并器DMUM电压扩展装置DVSWBHB差动WBHB高后备保护测控FT至I母各间隔电流合并器FT至II母各间隔电流合并器遥信位置I母电压II母电压数据采集器DDU数据采集器DDU数据采集器DDUWBHB低A后备保护测控WBHB低B后备保护测控数据采集器DDU数据采集器DDUWBHB高后备保护测控WBHB差动M图过程层功能配置图FigTheconfigurationofprocesslevel系统网络结构及功能创新开关智能终端与间隔层设备间的连接按照GOOSE报文进行传输。GOOSE替代了传统的智能电子设备(IED)之间硬接线的通信方式为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法。消除了主从方式和非网络化的串行连接方案存在的缺陷实现网络化连接的同时也降低了设备的维护成本。GOOSE消息包含数据有效性检查和消息的丢失、检查和重发机制以保证接收IED能够收到消息并执行预期的操作另外GOOSE可实现网络在线检测当网络有异常时迅速给出告警大大提高了可靠性。网络化间隔层智能操作及闭锁在间隔层通过运行实时状态分析及逻辑判断开放或闭锁间隔层设备的操作实现变电站完整的五防操作逻辑闭锁功能。以测控装置为主体利用间隔之间的状态信息交互使间隔内的运行状态切换操作做到一键完成,操作快速可靠性突出。智能操作及操作闭锁功能完全独立于变电站层设备。所采用的GIS智能化控制柜的优势如下:a节约了电缆等设备投资以及相应的施工投资。b节约了主控室的占地面积和投资。c优化了二次回路和结构基于一二次整合的GIS智能控制柜能够有效地取消和简化冗余回路提高了整个二次回路的可靠性。d智能控制装置提供了强大的系统交互性。友好的中文液晶人机界面以及丰富的自检和就地操作报告功能使得运行维护人员无论在就地还是远方都能及时了解GIS的运行情况。e基于通讯和组态软件的联锁功能比传统硬接点联锁方便。智能控制装置能够采集到间隔内所有刀闸位置且间隔间也有光缆连接所以可以方便地实现基于软件和通讯的联锁与传统硬接点联锁相比能显著减轻调试工作量、减少机构辅助触点数量提高系统的可靠性。(下转第页continuedonpage)电力系统保护与控制绕组的二次运行时间的完好操作PT时间断开小刀闸防止操作过操作过电压直接进入二次回路。参考文献王梅义电网继电保护应用M北京:中国电力出版社WANGMeiyiApplicationofRelayProtectioninPowerSystemMBeijing:ChinaElectricPowerPress,李火元电力系统继电保护与自动装置M北京:中国电力出版社,LIHuoyuanElectricSystemRelayingandAutomaticsMBeijing:ChinaElectricPowerPress,国家电力调度通信中心电力系统继电保护技术问答(第二版)M北京:中国电力出版社,StateElectricPowerDispatchingCommunicationCenterElectricSystemRelayingTechnologyDialogue(SecondEdition)MBeijing:ChinaElectricPowerPress,国家电力调度通信中心电力系统继电保护规定汇编(第二版)M北京:中国电力出版社StateElectricPowerDispatchingCommunicationCenterElectricSystemRelayingProvisionAssembly(SecondEdition)MBeijing:ChinaElectricPowerPress,李火元电力系统继电保护与自动装置M北京:中国电力出版社LIHuoyuanElectricSystemRelayingandAutomaticsMBeijing:ChinaElectricPowerPress,贺家李,宋从矩电力系统继电保护原理M北京:中国电力出版社HEJiali,SONGCongjuTheRelayProtectionPrincipiumofElectricPowerSystemMBeijing:ChinaElectricPowerPress,杨新民,杨隽琳电力系统微机保护培训教材M北京:中国电力出版社YANGXinminYANGJunlinTheComputerbasedRelayingProtectionofElectricpowerSystemMBeijing:ChinaElectricPowerPress,国家电网公司电力安全工作规程M北京:中国电力出版社StateGridCorporationofChinaTHESafeProduceRegulationofElectricSystemMBeijing:ChinaElectricPowerPress,韩天行微机型继电保护及自动化装置检验调试手册M北京:机械工业出版社,HANTianxingTheTinyModelProtectsAftertheElectricityandtheAutomationEquipExaminationtoAdjusttoTrytheManualMBeijing:ChinaMachinePress,收稿日期:修回日期:作者简介:叶东印(),男,高级工程师,从事继电保护、电力系统生产运行管理工作库永恒(),男,助理工程师,硕士研究生,主要从事继电保护工作Email:kuyonghengcom倪有仁(),男,工程师本科,研究方向为继电保护。(上接第页continuedfrompage)f缩小了与互感器的电气距离减轻了互感器的负载。组网方式灵活过程层组网采用VLAN技术组成更合理的数据传输网络实现过程层设备的数据共享、信息互通、即插即用。从而在实现数据传输的同时减少合并器单元和二次设备的网络接口数量简化接线方式提高系统可靠性。展望目前基于IEC的数字化变电站技术在电力系统的变电站二次系统中已开始运用且在项目的实施过程中已解决了很多过去常规系统不能克服的问题如取消常规电缆减少人为出错光缆传输增强抗干扰抗浪涌减少直流接地发生机会实现一键式程序化操作减轻运行工作量提高运行正确率并取得了良好的效果。相信在不远的将来数字化变电站自动化系统将会迎来一个蓬勃的发展期。收稿日期:作者简介:王璐(),女,本科工程师,从事二次工作Email:ydhcom王步华(),男硕士高级工程师从事电力系统自动化研究和管理工作宋丽君(),女,本科从事电力系统自动化研究和设计工作。

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/4

基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利