梁穗生

摘要：在變電站自動化領域，由于智能化電氣設備的發(fā)展，因此變電站綜合自動化技術得到很好的發(fā)展，向數(shù)字化的階段發(fā)展。文章對開放式數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)進行了分析，在此基礎上完成了對數(shù)字化變電站實現(xiàn)方式的探討。

關鍵詞：智能化；變電站；遠動裝置；技術

中圖分類號：TM734文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0055-01

電力系統(tǒng)的遠動技術是經(jīng)通道對被調度對象實行遙信、遙測、遙控、遙調的一種技術。其中遙信即遙遠信號，其作用是將被監(jiān)視的發(fā)電廠。變電站的主要設備及線路的斷路器位置信號及其它用途的信號傳送給調度所，在調度所模擬盤上用燈光信號直接反映或用其它顯示裝置反映出來。遙測即遙遠測量，其作用是將被監(jiān)視的發(fā)電廠、變電站的某些運行參數(shù)傳送給調度所，在調度所一般可以用表計模擬量或數(shù)字量顯示其參數(shù)；遙控即遙遠控制，其作用是調度所值班人員通過遠動裝置對變電站的某些設備進行控制；遙調即遙遠調節(jié)，其作用是在調度所直接遠方調節(jié)發(fā)電廠的有功或無功出力，也可用于遠方調節(jié)帶負荷調壓變壓器的分節(jié)頭等。

1數(shù)字化變電站簡介

數(shù)字化變電站指的是在對變電站的信息進行采集、分析、處理、傳輸?shù)倪^程中，全部數(shù)字化。數(shù)字化變電站的特點是：模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、設備智能化、運行管理自動化以及通信網(wǎng)絡化。數(shù)字化變電站建設的核心問題是對以上特征的通信系統(tǒng)進行滿足。IEC 61850標準主要包括：項目管理和一致性檢測、數(shù)據(jù)建模、功能建模以及通信協(xié)議等。按照IEC 61850標準建設通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)的變電站，符合數(shù)字化變電站的要求。數(shù)字化變電站的設備有一次設備和二次設備，這些設備必須是智能設備，可以說智能設備是實現(xiàn)變電站數(shù)字化的關鍵。智能設備含有通信接口，這些接口可以實現(xiàn)和其他設備交互控制命令、狀態(tài)、參數(shù)。隨著科學技術的飛速發(fā)展，變電站的數(shù)字化、智能化發(fā)展已經(jīng)成為必然，各種高新技術在變電站中的應用也促進了變電站智能化發(fā)展，如遠動裝置技術的應用，促進了綜合自動化變電站的發(fā)展，從長遠角度來看，智能化、數(shù)字化、自動化技術在變電站中的應用不是偶然，而是時代發(fā)展的必然。

2數(shù)字化變電站的實施方案

2.1變電站系統(tǒng)總體規(guī)劃

針對220 kV和110 kV的開關設備和二次設備間用100 MB光纖交換以太網(wǎng)交換信息，此外每一個間隔需要構建一個對立子網(wǎng)。將各間隔子網(wǎng)和過程層總交換機進行連接。針對220 kV和110 kV線路，我們在選擇互感器時，使用的是數(shù)字輸出的電子式互感器。110 kV的二次設備需要下放到開關柜，這樣和一次設備就離的很近，依然將傳統(tǒng)的硬接線使用到開關設備和二次設備中，以此來進行信息的交換。此外，我們選擇了數(shù)字接口的光電式互感器。開關設備則將傳統(tǒng)設備和智能終端方案結合在一起。

2.2具體措施方案

①功能定位與配置原則。支持廠站端數(shù)據(jù)的綜合采集功能，綜合采集廠站端各類運行數(shù)據(jù)。支持廠站數(shù)據(jù)統(tǒng)一遠方交換功能，實現(xiàn)廠站端數(shù)據(jù)的統(tǒng)一出口。支持主站和廠站間的模型/圖形轉換、數(shù)據(jù)訂閱發(fā)布、源端維護功能。智能遠動機須采用直采直送的原則，直接從間隔層裝置采集信息，智能遠動機和智能監(jiān)視中心、智能控制中心、智能管理中心、智能數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)交換通過站控層數(shù)據(jù)總線來完成。智能遠動機和廠站端智能數(shù)據(jù)中心、智能監(jiān)視中心、智能控制中心、智能管理中心之間相互獨立，上述四中心的任何故障不影響智能遠動機的運行。根據(jù)不同應用的需求，智能遠動機可以由多個物理實體構成，分別完成不同的應用。在滿足安全、穩(wěn)定、可靠運行的前提下，同一安全區(qū)內的不同類型數(shù)據(jù)可由同一個物理實體完成。

②技術要求。周圍環(huán)境要求：設備的使用地點應無爆炸危險，無腐蝕性氣體及導電塵埃，無嚴重霉菌存在，無劇烈振動源，不允許有超過發(fā)電廠、變電站正常運行范圍內可能遇到的電磁場的存在，有防御雨、雪、風、沙、塵埃及防靜電措施。場地安全要求應符合GB 9361-1988中B類的規(guī)定。接地電阻應符合GB/T 2887-2000中的要求。貯存、運輸極限環(huán)境溫度設備貯存、運輸極限的環(huán)境溫度為-40~+70 ℃，不出現(xiàn)異常情況。溫度恢復正常后，設備的性能應符合3.7和3.8的規(guī)定。

③硬件。智能遠動機應采用嵌入式裝置，在嵌入式裝置不滿足應用需求的前提下，智能遠動機可采用服務器。智能遠動機采用嵌入式裝置時不宜具有機械旋轉器件。在滿足規(guī)定功能要求條件下，設計應滿足與環(huán)境相適應的機械性能、電磁兼容性能等要求，考慮運行可靠性、可維護性和可擴展性，并兼顧經(jīng)濟合理性。當采用服務器時，應采用機架式安裝結構。

④軟件。軟件應具有可靠性、開放性、可維護性和可擴展性，操作系統(tǒng)應采用安全性高、實時性好、成熟可靠的操作系統(tǒng)。支持廠站端各類運行數(shù)據(jù)的綜合采集功能，通過DL/T 860協(xié)議采集測控數(shù)據(jù)、保護數(shù)據(jù)、計量數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)等運行數(shù)據(jù)，以及直流屏消弧線圈等輔助設備數(shù)據(jù)，可通過專用協(xié)議采集PMU數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)。智能遠動機應具備新數(shù)據(jù)采集的擴展能力。支持廠站端數(shù)據(jù)的統(tǒng)一遠方交換功能，能夠實現(xiàn)廠站端和主站之間模型、圖形的交互，支持廠站各專業(yè)完整數(shù)據(jù)的上傳，能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括但不限于測控數(shù)據(jù)、保護數(shù)據(jù)、計量數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、PMU數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)，以及直流屏消弧線圈等輔助設備數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等，能夠根據(jù)不同數(shù)據(jù)的重要性和實時性的要求，通過不同的通道或者不同的通信協(xié)議，滿足廠站端數(shù)據(jù)出站的“輕重緩急”的需求。支持訂閱發(fā)布功能，實現(xiàn)主站對廠站模型、數(shù)據(jù)的靈活配置和動態(tài)管理。支持源端維護功能，能夠實現(xiàn)遙控、遙調、遠方修改定值和投退軟壓板功能、計劃曲線接收等操作和控制功能。智能遠動機應支持調度端程序化操作的功能,支持操作過程的可視化，能夠向主站上送操作票中每步操作的內容，能夠向主站上送當前步驟和執(zhí)行狀態(tài)。支持對遙信變位、保護動作事件、錄波波形、操作報告、電量數(shù)據(jù)進行存儲，并支持主站對動作歷史信息、操作報告等記錄進行召喚。對PMU數(shù)據(jù)的轉發(fā)時延與傳輸速率滿足主站系統(tǒng)應用的要求：數(shù)據(jù)傳輸速率應可以整定，至少應支持25、50、100次/s的可選傳輸速率。要具備和智能電子裝置以及調度間的通信狀態(tài)檢查和監(jiān)視功能。

3結語

為了提高變電站的智能化水平，應用遠動裝置技術非常重要，保證了電力系統(tǒng)的可靠運行。根據(jù)變電站運行及調試相關經(jīng)驗，在對遠動裝置設備進行選型時，不但要滿足變電站的基本需求，還應該滿足技術的先進性，防止功能不完善導致運行過程中出現(xiàn)故障，或者短時間內就被淘汰。遠動裝置技術是變電站綜合自動化系統(tǒng)中的重點，其穩(wěn)定與安全對電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生重要的影響，同時也為電力系統(tǒng)的優(yōu)化調度與合理運行提供依據(jù)。在設別選型時，采用可靠的設備，重點放在遙信正確定、遙控可靠性、監(jiān)控實時性、數(shù)據(jù)采集準確性及可維護、可擴展等方面。除此以外，變電站智能化系統(tǒng)的選型工作中，應該根據(jù)標準化理念，統(tǒng)一設備選型的原則，建立合理、科學的評價體制、方法及程序外，還要從諸多單個設備及操作系統(tǒng)等環(huán)節(jié)選擇通用設計、造價、工藝標準等，在變電站各環(huán)節(jié)都以標準規(guī)范作為指導，最終建立起統(tǒng)一協(xié)調的智能化變電站。

參考文獻：

[1] 張建俠.變電站綜合自動化技術綜述[J].貴州電力技術,2011,(2).

[2] 朱大新.數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展[J].電工技術雜志,2013,(23).

[3] 任雁銘,秦立軍,楊奇遜.IEC61850通信協(xié)議體系介紹和分析[J].電力系統(tǒng)自動化,2012,(34).

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