数字化变电站自动化技术探讨
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数字化变电站自动化技术探讨
摘要本文介绍了数字化变电站自动化系统的特征,主要从智能化的一次设备、网络化的二次设备、iec6l850标准及对继电保护的影响等方面探讨。
关键词数字化变电站;自动化;iec61850
中图分类号tm63 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2010)33-0157-01
0 引言
数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象,以高速网络通信平台为基础,将物理设备虚拟化,对数字化信息进行标准化,实现信息共享和互操作,满足安全可靠、技术先进、经济运行要求的变电站。数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类即智能化的一次设备和网络化的二次设备。在逻辑结构上可分为3个层次:“过程层”、“间隔层”、“站控层”,各层次内部及层次之间采用高速网络通信。符合iec61850标准的变电站通信网络和系统、智能化的一侧设备、网络化的二次设备、自动化的运行管理系统,是其最主要的技术特征。
1 智能化的一次设备
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处
理器和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之,变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替,常
规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
智能化开关设备提供更完善的状态检测功能,节省了传统方案一次设备和二次设备之间的大量电缆,原来冗余控制回路如防跳、不一致、压力闭锁等回路得以简化和优化,取消了一次和二次之间的大量的端子排连接设计,简化了设计工作,一、二次界面清晰,联调与现场安装方便快捷,调试工作量减少人为出错率降低,投运时间缩短。
传统互感器测量大短路电流存在的问题是直流分量测不到、大电流易发生磁饱和,电压互感器有铁磁谐振;绝缘结构在高电压时体积大、成本高,安全系数降低;二次负载对精度有影响,输出没有数字化。随着iec61850标准在数字化变电站中的应用,作为过程层设备的互感器也逐步数字化。电子式互感器的优势有无油浸式电流互感器的爆炸危险,可提供保护和测量需要的大范围量程(动态范围从<10%in到2000%in),无ct饱和问题,无电容式电压互感器的暂态过程,体积小、重量轻。
2 网络化的二次设备
变电站内常规的二次设备,全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造,设备之间的连接全部采用高速的网络通信,二次设备不再出现常规功能装置重复的i/o现场接口,通过网络实现数据共享、资源共享,常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
3 iec 61850标准
iec61850是关于变电站自动化系统通信体系结构的国际标准,更
确切地说,它是一种新的变电站自动化的方法,一种影响工程、维护、运行和电力行业组织的新方法。它采用面向对象的建模技术,面向未来通讯的可扩展架构,来实现“一个世界,一种技术,一个标准”的目标。
iec61850具有如下突出的特点:
1)应用面向对象建模技术;
2)采用分层分布式的结构体系;
3)使用抽象通信服务接口acsi和特殊通信服务映射scsm技术;4)实现智能电子设备间的互操作性;
5)提供自我描述的数据对象及其服务;
6)具有面向未来的开放的体系结构。
iec6185o和以前使用的协议不同之处在于对象模型,它建模了大多数公共实际设备和设备组件。这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制,例如变电站和馈线设备。
4 自动化的运行管理
变电站运行管理自动化应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电站设备检修报告,将“定期检修”、改变为“状态检修”。
5 对继电保护的影响
数字化变电站对继电保护的影响主要体现在两个方面:
1)简化变电站继电保护的配置。由于面向变电站事件的通用对象(generic object oriented。substation event,goose)通信技术的应用,可以实现同一标准平台上的实时信息数据共享,从而简化了继电保护的配置[2];
2)简化二次接线设计:ect和evt实现了数字化输出,并借助光纤传输,不仅增强了抗干扰能力,也完全摒弃了传统互感器的二次交流回路,不再有二次回路开路及短路接地的传统概念,真正实现了一、二次系统之问的电气隔离。由于智能开关的应用,现场执行机构的控制与主控室的保护及测控设备之间已没有直接的电联系,现场的智能开关单元作为终端设备接受并执行控制命令,各单元之间界限分明,可减少现场继保工作人员误接线、误触碰等情况,同时也可简化断路器控制回路的二次接线设计,减少继电保护装置的i/o插件。
6 结论
数字化变电站综合自动化的实现,推动了电网自动化技术的进一步发展。数字化变电站是智能变电站的初级阶段。从长远发展来看,面向数字化电网的需求,数字化变电站技术还将涉及的内容有变电站之间、变电站与控制中心之间的信息交互技术,信息安全技术,广域同步采样技术,实时动态监测技术,一、二次系统的技术融合,电能质量在线监测技术和实时分析技术。
参考文献
[1]朱大新.数字化变电站综合自动化系统的发展.电工技术[j],
2001(4):20-22.
[2]林金洪.110kv数字化变电站继电保护配置方案.南方电网技术[j],2009,3(2):71-73.
[3]黄国方,徐石明,王琰.数字化变电站保护测控装置关键技术研究[j].江苏电机工程,2008(3).