任立新

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司，河北唐山063200）

1 引言

隨著智能電力設備的不斷發(fā)展，智能變電站技術在電網(wǎng)建設中得到迅速應用和發(fā)展，智能變電站的新建比例不斷提高，一些大型鋼鐵企業(yè)本著環(huán)保、低碳、先進的發(fā)展理念，考慮智能變電站的諸多優(yōu)勢，也開始采用可靠、集成、先進的智能設備，以信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，以IEC61850通信規(guī)范為基礎，開始建設自動信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測功能于一體并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等功能的智能變電站。

2 一次設備及系統(tǒng)概況

本站由電子式互感器、智能化開關等智能化一次設備、網(wǎng)絡化二次設備分層構建，建立在IEC 61850通信規(guī)范基礎上，能夠實現(xiàn)變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。設有三個電壓等級：110kV、35kV、10kV。110kV系統(tǒng)為直接接地，10kV系統(tǒng)為小電阻接地，35kV系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)。安裝三臺110/10.5kV雙卷電力變壓器，容量為3x63000kVA；三臺 110/36.75kV 雙卷電力變壓器，容量為 2×50000＋1×63000 kVA。在110kV側雙母線雙分段接線：采用SF6封閉式組合電器（GIS），在10kV側單母線分段接線；35kV側單母線接線。10kV和35kV設備采用鎧裝移開式交流金屬封閉高壓開關柜。

3 智能變電站的系統(tǒng)結構

本智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用三層兩網(wǎng)配置。測控系統(tǒng)采用網(wǎng)采網(wǎng)跳方式，保護系統(tǒng)采用直采直跳方式。［1］

3.1 站控層、間隔層通信MMS網(wǎng)，雙網(wǎng)配置；間隔層、過程層通信采用SV/GOOSE二合一網(wǎng)絡，主變測控系統(tǒng)雙網(wǎng)配置，其余線路、母聯(lián)、PT等間隔測控系統(tǒng)單網(wǎng)配置；10kV/35kV系統(tǒng)采用保測一體裝置，三網(wǎng)合一數(shù)據(jù)雙網(wǎng)上傳MMS網(wǎng)。10kV/35kV保測一體裝置配置SV數(shù)字采樣數(shù)據(jù)輸出功能，用于故障錄波系統(tǒng)組網(wǎng)采集。

3.2 變壓器系統(tǒng)保護雙套配置，110kV、35kV、10kV間隔保護單套配置，110kV配置母差保護。

3.3 110kV線路、母聯(lián)、母線等間隔采用合并單元、智能終端分體裝置，單套配置；110kV按母線配置電壓采集合并單元，由線路間隔MU自動選線采集對應母線PT電壓。變壓器系統(tǒng)采用合并單元、智能終端分體裝置雙套配置。［2］3.4計算機監(jiān)控系統(tǒng)配置

計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用分層、分布、開放式網(wǎng)絡結構，由站控層、間隔層、過程層以及網(wǎng)絡設備構成。站控層設備布置在變電站主控制樓內的計算機室及主控制室內，間隔層設備分別布置在繼電保護室內。過程層設備根據(jù)需要布置在配電裝置現(xiàn)場或者相應的繼電器室內。

4 系統(tǒng)設備配置

4.1 站控層設備

4.1.1 用于整個計算機監(jiān)控系統(tǒng)的維護、管理，可完成數(shù)據(jù)庫的定義、修改，系統(tǒng)參數(shù)的定義、修改，報表的制作、修改，以及網(wǎng)絡管理維護、系統(tǒng)診斷等工作；負責收集、處理、存儲站控層數(shù)據(jù)；作為計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機界面，用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(tài)顯示和查詢，設備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作指導，就地順序控制的顯示和操作，單個操作控制命令的解釋和下達、閉鎖邏輯功能、AVQC等。

4.1.2 站控層全景數(shù)據(jù)包括一次設備狀態(tài)監(jiān)測分析結果數(shù)據(jù)、二次設備可視化數(shù)據(jù)、智能輔助系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)、測控及保護數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)等的各種數(shù)據(jù)收集、處理、存儲的中心。具備智能告警及分析決策、故障信息綜合分析決策、設備狀態(tài)可視化等高級應用功能。通過專用通道點對點方式以及站內的數(shù)據(jù)網(wǎng)接入設備向遠程傳送狀態(tài)監(jiān)測、保護信息等全景數(shù)據(jù)信息。

4.1.3 遠動通信設備：采用單套專用獨立設備，直采直送，通過專用通道點對點方式以及站內的數(shù)據(jù)網(wǎng)接入設備向各級調度傳送遠動信息。

4.1.4 智能接口設備用于將站內其他智能設備的通信規(guī)格轉換為DL/T 860標準規(guī)格的轉換終端。

4.2 間隔層設備

4.2.1 I/O測控裝置具有狀態(tài)量采集、交流采樣及測量、防誤閉鎖、同期檢測、就地斷路器緊急操作和單接線狀態(tài)及數(shù)字顯示等功能，對全站運行設備的信息進行采集、轉換、處理和傳送。I/O測控裝置還應配置有“就地/遠方”切換開關。

4.2.2 I/O測控裝置的配置原則為開關電氣設備按每個電氣單元配置，母線單元按每段母線單獨配置，公用單元單獨配置。主變壓器單元按各側電壓等級單獨配置。

4.2.3 35kV及以下母線、分段按保護測控一體化裝置配置，就地布置在35kV及以下開關柜上，保護測控一體化裝置。

4.3 過程層設備

過程層設備包含智能終端、合并單元及智能一次設備接口等?？赏瓿勺冸娬緮嗦菲?、隔離開關的信號采集、處理和控制，以及互感器采樣值信息的采集和處理。［3］

5 網(wǎng)絡結構

計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用雙機雙以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡負責實現(xiàn)站控層設備之間的通信；間隔層網(wǎng)絡負責實現(xiàn)間隔層設備之間、相鄰間隔以及間隔層與站控層之間的通信，傳輸MMS報文、GOOSE報文。在站控層及網(wǎng)絡失效的情況下，間隔層應能獨立完成就地數(shù)據(jù)采集和控制功能。過程層網(wǎng)絡負責實現(xiàn)過程層裝置與間隔層設備之間的通信、傳輸GOOSE報文及采樣值報文。［4］

5.1 MMS 網(wǎng)

5.1.1 雙網(wǎng)配置，配置專用級聯(lián)核心交換機。

5.1.2 核心交換機向上連接站控層設備，向下連接間隔層網(wǎng)絡交換機。

5.1.3 接收 10kV/35kV 測控一體裝置報文信息。

5.2 SV /GOOSE 網(wǎng)

5.2.1 根據(jù)變壓器雙套保護情況，雙網(wǎng)配置。

5.2.2 線路、母聯(lián)、分段等間隔單網(wǎng)配置。

5.2.3 10kV/35kV 線路 SV 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡

5.2.4.110 kV/35kV 配置保護裝置具備 SV 數(shù)字采樣輸出功能，單網(wǎng)供故障錄波系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集。

5.3 交換機配置基本原則

5.3.1 主控制室和繼電器室內網(wǎng)絡通信介質宜采用屏蔽雙絞線，通向戶外的通信介質及用于交換機互聯(lián)的介質采用光纜。

5.3.2 采樣值和保護GOOSE報文的傳輸介質采用光纜。［5］

6 后臺監(jiān)控系統(tǒng)軟件

6.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和應用軟件等，操作系統(tǒng)應采用UNIX或LINUX等安全性較高的操作系統(tǒng)。

6.2 采用系統(tǒng)組態(tài)軟件用于數(shù)據(jù)生成、圖形與報表編輯等數(shù)據(jù)庫建模與系統(tǒng)維護操作。滿足系統(tǒng)各項功能的要求，為用戶提供交互式的、面向對象的、方便靈活的、易于掌握的、多樣化的組態(tài)工具，宜提供一些類似宏命令的編程手段和多種實用函數(shù)，以便擴展組態(tài)軟件的功能。用戶能很方便地對圖形、曲線、報表、報文進行在線生成、修改。所有應用面均應漢化，用戶可在畫面上定義數(shù)據(jù)庫和各種數(shù)據(jù)集的動態(tài)數(shù)據(jù)和各種動態(tài)字符、矢量漢字。

7 結束語

基于網(wǎng)絡交換機的分布式110kV智能變電站在國有大型鋼鐵企業(yè)中的應用，也符合了國家智能制造“十三”規(guī)劃，智能變電站提供能夠共享的數(shù)據(jù)源和靈活控制的手段，通過程層網(wǎng)絡的應用實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)二次設備功能優(yōu)化集成，為鋼鐵企業(yè)的智能制造時代的到來，做好電力保障需求。