纵向集成智能变电站设备及系统

间隔纵向集成的智能变电站二次设备及系统探讨2016年4月目录1.整体方案2.220kV电压等级变电站3.110kV电压等级变电站4.安装方式及其他一、整体方案—现状220kV线路间隔系统图智能变电站保护、自动化功能分层分布于间隔层、过程层、站控层多个装置中，实现信息数字化和数据共享。功能纵向分布可靠性快速性下降快速性、可靠性3光纤连接复杂虚端子配置工作量大虚回路难以维护采样值同步复杂光口多发热大数据同步复杂过程层设备功能横向耦合，业务相互影响新一代智能变电站在过程层数据共享的基础上，开展了功能横向集成技术的研究，并成功应用了低压多合一装置、110kV保护测控集成装置、合智集成装置、220kV多功能测控装置等。4低压保护合并单元智能终端测控低压多合一一、整体方案—现状双套保护装置测控装置智能终端合并单元220kV多功能保护220kV多功能测控MMS双网GOOSE、SV网双套至母差保护5220kV线路间隔纵向集成示意图至母差保护双套一、整体方案—纵向集成220kV保护合智220kV测控合智+保护SCD集成及CID下载测控SCD集成及CID下载保护和测控功能在过程层及间隔层充分解耦，系统集成配置工作可以分开进行，确保SCD文件互相独立。尤其在维护过程中修改其中一个文件，对另外一个没有影响，提高SCD配置的安全性。一、整体方案—配置变化注：N表示出线支路数量，M表示主变台数。橙色部分影响变电站屏柜数量、占地面积和直接造价，蓝色部分影响运行维护工作量，绿色部分影响保护装置可靠性。数据以最小规模站计，出线4回，1个母联，2台主变，即N=5，M=2。220kV双母接线智能站新一代智能站本方案线路（母联）母线主变合计线路（母联）母线主变合计线路（母联）母线主变合计装置数量7*N719*M807*N515*M703*N513*M46交换机口数量16*N1641*M17816*N1436*M1669*N1119*M94光纤数量14*N14+4*N+4*M35*M18214*N10+2*N+2*M32*M1583*N7+2*N+2*M19*M74虚端子复杂性复杂复杂简单SCD工作量大大小单装置光口数量最大值32+2*N2*M932+2*N+2*M912+N+M4保护功能独立性分散分散独立保护快速性较快较快快保护可靠性较高较高高一、整体方案—效果对比保护动作快、装置可靠性高单装置实现单间隔的保护或测控功能。间隔内无合并单元采样传输环节和智能终端响应环节。装置光口数量少，发热量小。一、整体方案—效果对比建设、运维便利单间隔内装置间无虚端子回路，减少SCD工作量。虚端子回路只存在于跨间隔装置间，集成和调试简单清晰。专业界面清楚，调试、维护相对独立。一、整体方案—效果对比占地少、造价省节省24台装置，减少34%。减少72个交换机端口，减少43%。减少光纤使用量84根以上，减少约53%。减少屏柜数量和占地面积，降低直接造价。一、整体方案—效果对比目录1.整体方案2.220kV电压等级变电站3.110kV电压等级变电站4.安装方式及其他二、220kV电压等级方案1.线路间隔系统图功能保护同220kV线路保护合并单元至母差及故录智能终端至母差交流输入常规互感器TPY互感器电子式互感器独立插件操作回路插件与工作电源独立压切插件与工作电源独立另一套闭重开入开出插件硬接点失灵及联闭锁过程层插件GOOSE纵联通道OTM插件从通信室过来保护装置功能及接口二、220kV电压等级方案1.线路间隔系统图功能测控同常规测控合并单元至PMU交流输入常规互感器独立插件电子式互感器独立插件压切插件与工作电源独立开关遥控开入开出插件双节点输出，通过硬接线至双套保护的操作回路刀闸遥控开入开出插件硬接线输出至机构测控装置功能及接口二、220kV电压等级方案测控装置通过电缆输出两付遥控节点分别至双套保护装置操作回路插件，该插件回路由站内控制电源驱动，保证遥控功能独立多功能测控装置遥控出口插件遥控回路电缆多功能保护装置操作回路插件二、220kV电压等级方案2.主变间隔系统图二、220kV电压等级方案3.母线间隔系统图二、220kV电压等级方案3.母线电压并列方案目录1.整体方案2.220kV电压等级变电站3.110kV电压等级变电站4.安装方式及其他三、110kV电压等级方案1.线路间隔系统图功能保护同110kV线路保护合并单元至母差及故录智能终端至母差交流输入常规互感器TPY互感器电子式互感器独立插件操作回路插件与工作电源独立压切插件与工作电源独立联闭锁过程层插件GOOSE纵联通道OTM插件从通信室过来保护装置功能及接口配置单套多功能保护装置三、110kV电压等级方案1.线路间隔系统图功能测控同智能变电站线路测控合并单元SV组网至计量交流输入常规互感器独立插件电子式互感器独立插件压切插件与工作电源独立开关遥控开入开出插件硬接线输出至操作回路刀闸遥控开入开出插件硬接线输出至机构测控装置功能及接口配置单套单套多功能测控装置三、110kV电压等级方案2.桥接线主变间隔系统图三、110kV电压等级方案2.母线间隔系统图目录1.整体方案2.220kV电压等级变电站3.110kV电压等级变电站4.安装方式及其他基于高速总线技术，设计功能解耦的软硬件平台，确保保护（或测控）、合并单元和智能终端功能互相独立，操作回路不依赖于装置工作电源。PPS背板数据总线主CPU插件9-2CPU+DSP智能终端插件合并单元插件CPUADC采样插件SV发送GOOSE常规/电子式互感器OTM插件实时数据OTM数据INT采样值操作回路插件跳合闸闭重遥控分合闸开关操作回路I/O插件开入开出数据四、设备研制本方案适用的几种常见安装方式方式安装位置电缆用量运行环境要求天气影响应用经验方式一汇控柜最少高阴雨天检修不便较成熟方式二二次设备舱较少较低无影响较成熟方式三小室少低无影响成熟四、安装方式改进户外柜微环境增加工业级热交换器，减小高低温的对装置的影响采用预制式二次设备间，解决装置运行环境的同时，消除阴雨天气对检修的影响四、安装方式四、总结一、系统设计按专业解耦，利于建设与运维；二、减少功能实现环节，提高可靠性和快速性；三、减少装置种类与数量，减少建设成本；四、减少网络连接，减少虚回路配置；五、利于专业技术发展。请各位领导和专家多提宝贵意见！