南方电网调研智能变电站项目交流.ppt

许继集团有限公司2011年05月 南方电网智能变电站调研技术交流 目录 许继智能变电站技术 1 110kV河芦变关键技术 2 智能变电站调试及运行管理 3 智能变电站定义 信息数字化 功能集成化 结构紧凑化 状态可视化 智能变电站技术变革 智能变电站技术优势节能 环保 结构紧凑 应用电子式互感器解决传统互感器固有问题提高自动化水平 消除大量安全隐患 不同设备间可实现无缝连接 智能变电站面临的新问题工程设计模式的变化 传统硬接线变革为网络结构和虚拟端子 测试设备和测试方法的变化 运行 维护管理的变化 许继智能变电站技术 许继是IEC61850国标版DL T860的主要起草单位之一 积极参加了国网 南网组织的智能变电站相关标准 导则 规范的制定 2008年通过省部级科学技术成果鉴定 并申请16项国家专利 许继智能变电站技术 许继智能变电站系统为1000kV及以下电压等级新建或改造智能变电站提供整站系统集成业务 产品涵盖了一次智能设备 二次设备及综合自动化系统 主要产品类型如下 站控层系统 监控系统 远动系统 五防一体化系统 信息一体化平台 时钟同步系统 模型配置及仿真系统 间隔层设备 数字化继电保护装置 测控装置 自动控制装置 故障录波装置 网络报文记录及分析装置 数字化电度表 过程层设备 智能终端 合并单元 在线监测设备 一次设备 电子式互感器 罗氏线圈 法拉第磁光玻璃 高压智能开关 智能变压器 测试设备 数字化继电保护测试仪 电子式互感器测试仪 许继智能变电站技术 许继智能变电站技术成果首创9 2采样值报文网络传输 并进行推广应用 首创网络化保护功能 备自投 母线保护 独创采用SNMP的网络在线监视与诊断服务技术 作为网络工况监视的 电子眼 实现了自动化系统的网络安全可视化监控 较早开展1588 SV GOOSE三网合一传输技术研究 并通过东北电科院系统测试 技术成功应用于河南220kV淇县变电站项目 较早开展集中式保护测控技术研究 并成功应用于云南110kV变电站项目 许继智能变电站技术 许继智能变电站已经或即将投运工程约50个 重点工程业绩 陕西750kV延安智能变电站吉林500kV包家智能变电站宁夏330kV蒋家南智能变电站陕西330kV户县智能变电站河南220kV淇县智能变电站广东阳江220kV智能变电站河南110kV河芦智能变电站河南110kV金谷园智能变电站 河芦110kV智能变电站技术 工程规模 电压等级 110kV 10kV主变 2台110kV 内桥接线 2回110kV进线10kV 3段母线 出线24回 电容器4回 所用变2回 110kV采用室内GIS组合电器 10kV采用高压开关柜 郑州河芦110kV变电站由许继集团进行系统总集成 提供全套智能化设备 项目于2010年6月正式投入运行 河芦110kV智能变电站技术 遵循 两型一化 整体设计思想 优化电气一次 二次设计 采用组合电器和设备就地下放原则 提高系统集成度 使系统紧凑化 一体化 增强高级应用功能和一次设备智能化 实现无人值班 实现变电站全过程 全寿命周期内 资源节约型 环境友好型 工业化 降低变电站建设成本 河芦110kV智能变电站技术 整体技术方案 整站建立在IEC61850规范基础上 按分层分布式实现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 间隔层和过程层 采用电子式互感器 与GIS组合电器和高压开关柜集成安装 站控层与间隔层保护测控等设备采用IEC61850 8 1通信协议 间隔层与过程层合并单元采用IEC61850 9 2网络化采样 间隔层与过程层智能终端采用GOOSE通信协议 GOOSE与SV信息共网传输 河芦110kV智能变电站技术 一次设备 电子式互感器 110kV采用室内GIS组合电器 配置罗氏原理的电子式互感器 采用三相共箱技术 集成安装于GIS 互感器供电和电子回路外置安装 便于检修 维护 采用站内直流供电和光纤采样输出 提高运行可靠性 河芦110kV智能变电站技术 一次设备 电子式互感器 10kV采用高压开关柜 配置罗氏原理和电阻分压原理的电子式互感器 采用电流 电压一体化结构 输出采用小信号模拟量 单一罗氏线圈实现了保护电流和计量电流的检测 电流精度0 2S 5P30 电压精度0 2 3P 河芦110kV智能变电站技术 10kV电子式互感器提高运行可靠性的措施 一二次分离设计一次传感部件与二次调理单元 积分处理和精度调整 独立设计 调理单元安装于开关柜二次室 解决了二次供电和电磁干扰的问题 低损耗传输线缆采用专用航空插头接口屏蔽电缆 免除用户接线工作 提高抗干扰性 减少小信号模拟量传输过程中精度损失问题 河芦110kV智能变电站技术 站控层系统 系统功能集成化站控层配置符合IEC61850标准的监控 远动系统 监控系统集成工程师站 VQC 五防一体化 小电流接地选线等功能 实现智能变电站信息平台统一化和功能集成化 高级应用功能实现顺控功能 一键式完成倒闸操作 减少运行工作量 同时提高了操作安全性 信息告警分级分类管理 便于运行人员实时查看重要事件 多级五防闭锁实现站控层和间隔层五防逻辑闭锁 站控层五防集成于监控系统 间隔层五防通过站控层网络实现GOOSE联锁信息传输 可独立于站控层五防系统实现就地面板操作 河芦110kV智能变电站技术 间隔层设备 110kV 110kV采用保护测控一体化装置 就地安装于GIS室装置提供SV GOOSE光纤网络接口 通过过程层网络获取采样及位置信息 同时完成跳闸和控制命令传输 采用网络化方式实现备自投功能 与常规实现方式相比 取消了专用的备自投装置及各保护之间的连接线 避免了各间隔信息的重复采集 减少了信息传输环节 提高了备自投动作的可靠性 河芦110kV智能变电站技术 间隔层设备 10kV 10kV采用保护测控一体化装置 就地安装于高压开关柜 装置提供航空插头 通过屏蔽电缆直接接收采样值 GOOSE信息与站控层MMS信息共网传输 不单独设置10kV过程层网络 采用一体化互感器 小信号模拟量输出 省去合并单元和交换机配置 降低成本 河芦110kV智能变电站技术 过程层设备 110kV配置合并单元 智能终端 就地安装于GIS室 合并单元与智能终端采用共网传输 合并单元对时采用双光纤脉冲 保证对时可靠性 智能终端动作出口时间小于2ms 保证保护速动性 温度适应性 40 C 80 C 适合就地安装 河芦110kV智能变电站技术 系统网络架构 站控层采用100M电以太网 双星型构架 主控制室与10kV开关小室间交换机通过光纤进行级联 过程层SV GOOSE共网 交换机按间隔配置 主变高低压独立组网 配置主干交换机与各间隔交换机采用星型级联 完成跨间隔信息共享传输 过程层交换机采用VLAN虚拟网划分技术进行数据流量隔离 河芦110kV智能变电站技术 过程层网络流量 基于9 2LE规约合并单元的流量分析 按照每帧1点 12个模拟量通道 计算 一个合并单元每秒种的数据流量 S 159字节 8bit 字节 50周波 s 80帧 周波 5 088Mbit s 基于GOOSE的智能设备的流量分析按照T0 10秒计算 一个智能设备每秒种的数据流量S S 6016字节 8bit 字节 1秒 10 帧 0 048Mbit s 主变间隔采样值约为20Mbit s 网络传输延时平均小于1 4ms 河芦110kV智能变电站技术 智能一体化电源系统将直流控制电源 电力专用UPS电源 电力专用逆变电源 INV 和通信专用DC DC变换器统一设计组合为一体 通过统一的智能网络平台 实现变电站交流控制电源的集中供电和统一的监控管理 进而实现在线的状态检测 采用IEC61850标准与站控层交换信息 实现对交直流控制电源全参数透明化管理 河芦110kV智能变电站技术 河芦110kV智能变电站技术 河芦变关键技术总结 一次设备集成安装主站系统功能集成网络化信息共享传输网络化备投创新应用 智能变电站调试及运行管理 调试方法的变化 相对传统变电站 规约的变化引起调试方法变化 网络化传输引起调试方法变化电子式互感器引起调试方法变化 保护测控装置结构变化引起调试方法变化 调试设备的变化 相对传统变电站 IEC61850模型文件配置及检测工具数字化继电保护测试仪器电子式互感器测试仪 智能变电站调试及运行管理 电子式互感器调试 极性检查及误差测试 智能变电站调试及运行管理 电子式互感器调试 绕组绝缘电阻检测电子式电流互感器一次绕组对二次绕组及地之间的绝缘电阻不低于1000M 电子式电压互感器采用电阻分压原理 一次绕组对地之间的绝缘电阻一般在几十兆欧到几百兆欧范围内 可不用测量绝缘电阻 互感器工频耐压试验按出厂试验电压的80 进行 智能变电站调试及运行管理 系统配置文档检测 IED模型检测使用SCD配置工具检查模型文件语法 功能应用的合法性 由系统集成商负责完成各设备厂家提供的ICD文件合法性的检测 并负责配置SCD文件 虚端子一致性检测检测SCD文件中的SV GOOSE连线配置是否与设计单位提供的虚端子图一致 常规变电站电缆硬接线演变成虚拟的逻辑端子 SCD文件的配置直接影响设备的运行 智能变电站调试及运行管理 继电保护测试 智能变电站调试及运行管理 运行管理变化 与常规变电站相比 智能变电站在运行管理模式也在发生变化 信息监视对象扩展过程层设备和网络引入了大量的告警信息 其中部分信号直接影响保护的逻辑处理 例如SV采样异常 采样通道中断将闭锁相关保护功能 装置GOOSE断链将导致保护动作无法出口跳闸 运行规程中需对这些新增告警信息进行梳理和规范 避免应信息忽略造成运行事故 操作方式变化智能变电站取消了测控屏把手操作 正常运行倒闸均通过监控系统远程操作 保护装置除检修压板以外均为软压板 运行人员需具备软压板操作权限 智能变电站调试及运行管理 智能变电站建设其他需关注问题 1 规范化IEC61850建模标准集成商承担了全站SCD文件的制作 各设备商对ICD文件编制标准不一致 或ICD文件版本经常升级 造成集成商工作量较大 尤其某一个装置ICD模型修改后将导致SCD重新导入信息并重新配置虚端子连线 因SCD文件为全站统一的数据源 直接关系到装置动作逻辑的正确性 对变电站的安全运行至关重要 应对各厂家模型的命名 信息的内容进行统一标准 制定验证规则 进行规范化管理 智能变电站调试及运行管理 智能变电站建设其他需关注问题 2 规范化光纤熔接标准和测试标准光纤在提高传输可靠性和抗干扰能力的同时 也带来了繁重的熔接和检测工作 光纤的质量直接关系到信息传输的可靠性 某变电站由于互感器输出的光缆损耗过大 造成运行时采样值不稳定 闭锁了相关保护 光缆熔接应统一责任单位 便于按统一规范和工艺要求进行施工 加强对光缆熔接质量检测 输出最低功率应为 22 5dbm 裕度应在10dbm以上 输入最低功率应为 30dbm 裕度应为10dbm 智能变电站调试及运行管理 智能变电站建设其他需关注问题 3 保护增加抗采样干扰处理某变电站调试过程发现 由于互感器采集单元受干扰输出采样值发生瞬时畸变 造成保护误动作 通过对保护逻辑增加抗扰动处理 在发生瞬时采样异常畸变时 保证保护不动作 谢谢