数字化变电站的优点
浅谈数字化变电站的应用
张 文 力 （ 邯郸欣和电ห้องสมุดไป่ตู้ 建设有限公司）
摘 要： 随着经济技术 的发展 ， 国的电力系统在不断地发展 ， 我 但是传统 的 入新的设备 ， 而不需要 更换掉 原有的设备 ， 这就大大地节 约了资源 ， 自动化变 电站 已经不 能满 足现在 的需求 ， 还存在很 多的不足 ， 而数 字化变 电 保护用户投 资， 少变电站 的生命周期成本。 减 这也可 以使变 电站的工 站在 近几年得到了长足的发展 ，也必将成为未来 电网和 电力市场的主旋律。 作更加地简 单化 ， 也会提高变电站 的工作效率。 数字化变电站技术较 以往 的 自动化技术相 比有 自身的独特优势 ， 本文就数字 ２３ 通 信 网络 取 代 复 杂 的控 制 电缆 ． 化变 电站的情况做 简要的介绍。 以往 的变 电站 的通信 设 备 大 多数 采 用 电缆 进行 传 输 和 接 收 ， 仅 不 关键词 ： 数字化变电站 智能化 应用
１３ 运 行 管 理 系统 自动 化 ． １１ 一 次 设 备 智 能 化 ． ２５ 应 用 电子 式 互 感 器 ．
入实际操作阶段 ， 数字化变 电站 不知会发展到一个怎样的地步 ， 但我
数字化变 电站能有今天 的发展是科技进步的结果。 目前 我 国 的 电 力 变 电 站 已基 本 普 及 了 变 电站 自动 化 管 理 系 统 ， 们可 以肯定的是 ， ４数字式保护、 监控 、 计量和录波等装备的支持 实现运行管理 系统 的 自动化 。变 电站运行管理 自动化系统应包括 电 具 备 直 流 系统 、 Ｓ 五 防 系统 等 二 次 设 备 的支 持 ， 成 了 数 字 ＵＰ 、 构 力生产运行数据 、 态记录统计无 纸化 ； 据信 息分层 、 流交换 自 状 数 分 在实际的操作 中就有这样的案例 ， 比如 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 化变 电站过程层设备的成 型。 ２ｋ 因， 提出故 障处理意见等 自动化系统 ， 这种管理 系统 的自动化可以有 内蒙古 ２ ０ Ｖ杜 尔伯特 数字化 变 电站 中 已有该 类新 型主 变保护 、 ｋ １ １Ｏ Ｖ母 线保 护 、智 能 电度 表 等 二 次设 备投 运 ， 而 效 地 减 少 运 行 维 护 工作 量 ， 降 低 了工作 难 度 。 部 分 的 变 电 站 自动 １Ｏ Ｖ线 路 保 护 、 １ ｋ 也 大 因此 可 以说 ， 有 二 次 设 备技 术 能够 为数 字 化 变 现 化 系 统 的监 控 、 动 、 电 保 护 、 运 继 自动 安 全 装 置 等 三 次 和 二 次 设 备 己 且 运 行 效 果 非 常 好 。 经基本采用数字技术。 数字化变 电站在站内设备的互操作性 、 信号 的 电站 的建设和发展提供 有力的装备技术支持。 光纤传输、网络通信平台的信息共享等 方面进一步体 现 了运行管理
智能变电站与常规变电站的区别
智能变电站与常规变电站的区别一、了解智能变电站1、背景伴随着工业控制信息交换标准化需求和技术的发展，国外提出了以“一个世界，一种技术，一种标准”为理念的新的信息交换标准:IEC61850标准。
在国内，现有信息交换技术在变电站自动化领域体现出来的种种弊端严重制约了生产管理新技术的提高，因此，采用IEC61850实现信息交换标准化已经成为国内电力自动化业界的一致共识，同时，国家电网公司又提出了“建设数字化电网，打造信息化企业”的战略方针，如何提高变电站及其他电网节点的数字化程度成为打造信息化企业的重要工作之一。
数字化变电站就是在这样的背景下提出来的。
因此，数字化变电站是变电站自动化发展及电网发展的结果。
如今，我国微机保护在原理和技术上已相当成熟，常规变电站发生事故的主要原因在于电缆老化接地造成误动、CT特性恶化和特性不一致引起故障、季节性切换压板易出错等。
这些问题在智能（数字）化变电站中都能得到根本性的解决。
另外，微机技术和信息、通讯技术、网络技术的迅速发展和现有的成熟技术也促成了数字化技术在电力行业内的应用进程。
这几年国内智能化一次设备产品质量提升非常快，从一些试运行站的近期反馈情况可以看出，智能化一次设备已经从初期的不稳定达到了基本满足现场应用的水平。
工业以太网是随着微机保护开始应用于电力系统的，更是成为近几年的变电站自动化系统的主流通信方式。
在大量的工程实践证明站控层与间隔层之间的以太网通信的可靠性不存在任何问题。
而间隔层与过程层的通信对实时性、可靠性提出了更高的要求，但通过近两年的研究与实践，这一难点问题也已经解决。
可以说原来制约数字化变电站发展的因素目前已经得到逐一排除。
智能（数字）化变电站按照变电站自动化系统所要完成的控制、监视和保护三大功能提出了变电站内功能分层的概念:无论从逻辑概念上还是从物理概念上都可将变电站的功能分为三层，即站级层、间隔层和过程层。
智能（数字）化变电站作为变电站的发展方向，主要解决现有变电站可能存在的以下问题：传统互感器的绝缘、饱和、谐振等；长距离电缆、屏间电缆；通信标准等。
数字化在变电站中的应用技术
数字化在变电站中的应用技术摘要:本文从设计技术应用的角度,说明数字化变电站的优越性,为今后数字化变电站的普及和智能电网的推广打下了坚实的基础。
关键词:数字化光电式互感器光纤通信智能电网1 数字化变电站的优势及实践意义110kV数字化变电站配置全数字化保护装置和光电式互感器,通过光缆传输数字信息,实现主变压器保护和断路器控制室的监视、控制及信息采集。
它具有以下优势,一是变电站传输和处理的信息全数字化;二是过程层设备智能化;三是统一的信息模型:数据模型、功能模型;四是统一的通信协议:数据无缝交换;五是高质量信息:可靠性、完整性、实时性;六是各种设备和功能共享统一的信息平台,大大减少了故障环节,降低工程造价。
2 建设方案架构及其论证110kV系统在实施时采用光电电流电压互感器,开关加装智能终端来实现开关数字化。
站控层网络采用单网或双网通信。
变压器间隔如图1所示。
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;逻辑结构上可分为三个层次:“站控层”、“间隔层”、“过程层”。
其主要功能有:通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库;按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;具有站内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警、图像、声音等多媒体功能;具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能。
间隔层设备主要包括保护装置、测控装置等二次设备。
其主要功能有:汇总本间隔过程层实时数据信息,实施对一次设备保护控制功能,和本间隔操作闭锁、操作同期及其他控制功能;对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制;承上启下的通信功能,即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。
必要时,上下网络接口具备双口全双工作方式,以提高信息通道的冗余度,保证网络通信的可靠性。
浅析数字化变电站
给变 电站 自动化 技术 带来 了一 个崭 新 的发 展机 遇 。 些 相关技 术 的 这 发展 和应 用使 数 字化 变 电站兴 起并 不 断 向前发 展 。
一
系统 结 构更 加 紧凑 ， 数字 化 电气 量监 测 系统具 有 体积 小 、 量 重
能力 和可靠 性 ， 但在 实现 技术 方案 上基 本上 还是 维持 着常 规变 电站 轻 等特 点 ， 以 有效地 集 成在 智能 开 关设 备 系统 中 ， 可 按变 电站 机 电 自动化 系统原 有 的功 能和逻 辑关 系， 工作 方式上 多数 仍 然是 各 自 在 体 化设 计理 念 进行 功能 优化 组 合和 设备 布置 。 打破 常规 变 电站 的 独立 运行 ，形成 了各 种 “ 息孤 岛”现 象 。数 据 交互方 面 由于规 约 监视 、控 制 、保 护 、故 障录 波 、量测 与计 量 等 几乎都 是功 能 单一 、 信 的限 制 ，不 同厂家 的设 备之 间不 能互 相通 信 ，不能 共享 资源 ， 置 ｆ瓦 独立 的装 置 的模 式 ， 变 了硬件 重 复配 置 、 息不 共享 、 装 Ｈ 改 信 投资 的 冗余配 置并 不能 实现信 息 的冗余 应用 。 涉及 到不 同厂家 产 品 同时 成本 大的 局面 。 字 化 变电 站使 得原 来 分散 的二 次 系统 装置 ， 备 数 具 应用 时 ，系统 的联调 时 间长 ，系统 的稳 定性 较差 ， 维护 及运 行带 了进 行 信 息集 成和 功能 合理 优 化 、 合 的基 础 ， 对 整 二次 设 备之 间 的连 来 了极 大 的不便 ，一 定程 度上 影 响了变 电站 自动 化 系统 的投入 率 。 接全 部 采用 高速 的 网络 通信 ， 通过 网络 真 正 实现数 据 共享 、 资源其 随 着光 电技 术在 传感 器应 用领 域研 究 的突破 ， Ｃ １５ 标准 的 享 ，常规 的 功能 装置 在这 里 变成 了逻 辑 的功 能模 块 。 Ｉ ６８０ Ｅ
智能变电站及技术特点探析
智能变电站及技术特点探析随着信息技术和互联网的高速发展，智能化已经成为电力行业发展的趋势。
目前，智能变电站已经成为电力行业的重要组成部分。
它以数字化、网络化和智能化为特点，全面提升了变电站的自动化、安全性和管理效率。
本文将对智能变电站及其技术特点进行探析。
一、智能变电站概述智能变电站是利用现代信息技术和控制技术对传统变电站进行升级改造，以提高变电站的运行效率、安全性和可靠性的新型变电站。
与传统的变电站相比，智能变电站应用了一系列新型技术，包括数字化、网络化、智能化、安全化和绿色化等，使得变电站的控制、保护和管理达到了新的水平。
智能变电站区别于传统变电站，采用了数字化技术和通讯网络，充分发挥先进的计算技术和控制技术的作用，实现了高可靠性、自动化管理等特点。
另外，智能变电站还能够实现变电站的实时监视、信息共享，不仅能够真正实现高效运行，而且在节能环保方面也取得了不错的成果。
二、智能变电站技术特点1、数字化技术智能变电站采用数字化技术，实现了实时监控和集中控制。
数字化技术的应用使得变电站的控制系统更为精准、高效，完全取代传统的模拟控制系统，具备了更高的精度、更快的响应速度和更强的实时性，还能够为变电站提供更为丰富的参数信息。
2、通讯网络智能变电站的通信通讯网络采用多种技术，包括无线网络、光纤网络和有线网络等，这些技术可以使得变电站的网络传达更快，更可靠。
通过通讯网络，智能变电站可以实现设备之间的信息共享、实时监控、远距离监视和控制等功能。
3、高效智能化控制智能变电站采用了现代的高性能计算机、嵌入式系统和物联网技术，实现了变电站的高效智能化控制。
它不仅具备了传统变电站的控制、保护、监测、通信和管理功能，还增加了实时数据处理、智能故障检测、智能决策等功能，提升了变电站的运营效率。
4、高可靠性智能变电站的通信、控制和保护措施，都采用了严格的标准和技术，同时，采取了多种冗余机制、备件机制、自动化机制、自我修复等多种技术手段，确保了智能变电站的高可靠性和稳定性。
数字化变电站介绍
1.2.6变电站的各种功能可ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ享统一的
信息平台，避免设备重复
数字化变电站的所有信息采用统一的信息模型，按 统一的通信标准接入变电站通信网络。变电站的保 护、测控、计量、监控、远动、VQC等系统均用同 一个通信网络接收电流、电压和状态等信息以及发 出控制命令，不需为不同功能建设各自的信息采集、 传输和执行系统。
1.2.5解决设备间的互操作问题
数字化变电站的所有智能设备均按统一的标准建立 信息模型和通信接口，设备间可实现无缝连接。
传统变电站的不同生产厂家二次设备之间的互操作 性问题至今仍然没有得到很好地解决，主要原因是 二次设备缺乏统一的信息模型规范和通信标准。为 实现不同厂家设备的互连，必须设置大量的规约转 换器，增加了系统复杂度和设计、调试和维护的难 度，降低了通信系统的性能。
国外厂商已经开发出符合IEC61850要求的智能 电子设备，不但有保护装置，还有符合该标准 的过程层设备，如智能断路器，带数字接口的 光CT、PT等。ABB公司开发的PASS系统将智 能化的开关设备和互感器集成在一起，并将融 和了部分保护功能和测控功能。该系统在国外 已有一定范围的应用。
从1998年到2000年，ABB，ALSTOM和 SIEMENS合作在德国进行了OCIS（Open Communication in Substations）计划，完成了 间隔层设备和主控站之间的互操作试验。试验 中由ABB完成主控站通过在以太网上实现 IEC61850-8-1来连接ABB、ALSTOM和 SIEMENS的设备。
数字化变电站的技术革新论
数字化变电站的技术革新论摘要：数字化变电站是一种新型的电力设施，通过数字化技术改造现有的变电站，实现电力系统的智能化和自动化。
数字化变电站具有可靠性高、安全性强、运行成本低等优点，能够有效提高电力系统的稳定性和可靠性，同时也适应了电力系统转型升级的需求。
本文从数字化变电站的技术革新入手，探讨其在电力系统中的作用和发展前景，以期能够有助于数字化变电站的推广应用。
关键词：数字化变电站；技术革新；电力系统；自动化；稳定性正文：一、数字化变电站的概念数字化变电站是指利用先进的数字化技术对传统变电站进行改造，实现对电力系统的智能化和自动化控制。
数字化变电站通过数字化开关、数字监测和通信技术、数字化继电器等电力设备的应用，对变电站的运行进行全面掌控和监测，并能快速响应电力系统的运行需求，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
二、数字化变电站的技术革新数字化变电站的技术革新主要体现在以下方面：1.数字化开关技术数字化开关技术是数字化变电站的核心技术之一。
传统变电站主要采用机械式开关，存在易损及操作不便的缺点。
而数字化开关通过使用晶闸管、场效应管等电子元器件，实现开关的电子控制，具有可靠性高、安全性强、响应速度快等优点，为数字化变电站的自动化控制提供了技术保障。
2.数字化监测和通信技术数字化监测和通信技术能够实现对变电站设备的全面监测和掌控。
数字化监测技术能够实现对电力设备的运行状态、电流、电压等指标进行实时监测，并能够进行异常报警和智能分析。
数字化通信技术则能够实现不同设备之间的数据传输和信息共享，提高数字化变电站的整体性能。
3.数字化继电器技术数字化继电器技术是数字化变电站的重要组成部分。
传统的机械式继电器存在抗干扰能力弱等问题，而数字化继电器则通过数字芯片、程序控制等方式，实现对信号的精确控制和判别，能够更为精准地辨别电力系统的故障，并进行正确的保护控制。
三、数字化变电站的作用和发展前景数字化变电站的应用能够提高电力系统的稳定性和可靠性，从而进一步增强了电力系统的供电能力和电网安全。
传统变电站与数字化变电站比较
变电站配置语言SCL
SCL四种类型文件
文件类型
ICD文件
描述
IED设备能力描述，用于描述装置的定值、压板、事件、 控制字、遥测、遥控等信息。
SSD文件
SCD文件 CID文件
系统特性描述，包括变电站一次设备和网络分布。
变电站配置描述，由ICD文件和SSD文件生成，包括了 所有ICD文件和SSD文件的内容。 由SCD文件生成，是已配置的IED描述。
公用数据类 逻辑节点和数据类
主体
SCSM特定通信服务映射 SMV采样值
一致性测试
功能与通信解耦
信息模型之间的数据交换由信息模型的的功能服务实现。
IEC61850定义14类ACSI模型（如定值控制块、报告及 记录控制块、通用变电站事件GSE等），用来规范信息 模型的功能服务。 ACSI规范的信息模型的功能服务独立于具体网络，功能 的最终实现还需要经过SCSM。SCSM负责将抽象的功能 服务映射到具体的通信网络及协议上。
61850数字化变电站讲义
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2018年10月7日8时39分
2018年10月7日8时39分
传统变电站与数字化变电站比较
高压场地500kV HGIS设备的就地汇控柜
数 字 化 变 电 站
常 规 变 电 站
二次光纤
二次电缆
传统变电站的突出问题
变电站综合自动化系统技术经过10余年的发展，目前已经基本成熟，得到了 广泛的工程应用。但是综自系统采用传统的互感器及开关设备，需要铺设大 量的采集和控制、信号等二次电缆，数据采集环节冗余，各子系统的功能重 复配置，不仅造成浪费而且与一次设备的电缆接线复杂，系统可靠性受二次 电缆影响大，二次回路的检修非常困难， 装置间缺乏整体协调和优化，信息对象未统一建模导致信息共享难，系统扩 展复杂。为了解决以上问题，数字化变电站各项新技术得到了飞速发展和应 用。 数字化变电站是以IEC 61850系列标准为先导牵引，以OCT/ECT等非常规互 感器、智能断路器技术发展为突破口，以网络技术发展为支撑的系统化工程。 与传统变电站相比，具有八大主要技术特征，引入了过程层的概念，信息应 用模式发生了根本变化，基于网络的数字信息交互更加广泛，更加智能化的 一次设备与二次设备的界限变得模糊，一次和二次设备融合是未来的发展趋 势。IEC 61850系列标准、非常规互感器、智能断路器、高速工业以太网这 四大新技术领域的创新就像四个有力的引擎推动着传统的变电站自动化系统 进入到全新的数字化变电站发展阶段。
智能变电站与常规变电站的区别
智能变电站与常规变电站的区别摘要：和常规变电站相比，智能变电站拥有更多优势。
智能变电站作为一种新型变电站，正在被全国逐步推广使用中，它与常规站有着很大的区别，作为继电保护人员，我们必须了解掌握智能变电站的构成，与常规变电站的区别，以及各自的优缺点，才能准确、正确的对智能变电站进行运行维护。
关键词：智能变电站；常规变电站；区别近年来，能源安全和全球气候变化问题对人类社会经济发展提出了严峻挑战，发展新能源和建设智能电网已成为各国解决上述问题的首选方案。
而智能变电站是智能电网的关键，是建设坚强智能电网的核心平台之一。
一、变电站的相关概念1.常规变电站。
常规变电站系统中没有统一的模板，因此常规的变电站完成信息的采集任务主要是通过电磁型电流互感器和电压互感器这两种常规的互感器，通常情况下常规变电站的各个装置是相互独立的，并不是一个相互关联的整体，因此存在设备兼容性较差，没有整体性，不能实现信息共享的缺点，工作效率较低。
2.智能变电站。
智能变电站，顾名思义，是将智能化应用到变电站的结果。
智能变电站，一般是利用目前较为先进且可以实现人工智能的设备，采用的主要技术是目前较为先进的计算机数字化技术，还有各种网络技术如信息技术等，还包括一些先进的半自动或者全自动的测量分析技术等，以这些先进的设备和技术为基础，并且以信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求和技术支撑，实现所需要的信息的自动采集，自动测量和标记以及实时控制、保护。
二、智能变电站主要构成1.智能变电站“三层”。
智能变电站的分层结构包括站控层、间隔层和过程层。
其中，站控层由主机兼操作员站、远动通信装置、继电保护故障信息系统子站（可选）、一体化信息平台、智能设备接口及网络打印机等设备构成,提供站内运行的人机联系界面,实现管理控制间隔层、过程层设备等功能,形成全站的监控、管理中心,并与远方监控/调度中心通信；间隔层由保护、测控、计量、录波、相量测量等若干个二次子系统组成，间隔层主要是基于站控层IEC6185协议的成套继电保护、测控装置、执行数据的承上启下通信传输功能和基于全站过程层网信息共享接口的集中式数字化保护及故障录波装置，在站控层及网络失效的情况下，仍能独完成间隔层设备的就地监控功能；过程层由互感器、合并单元、智能终端组成，完成与一次设备相关的功能,包括实时运行电气量的采集及检测、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。
浅谈数字化变电站
学 术论 坛 ・
浅谈数 字化 变 电站
柴 月春
（ 同供 电分 公 司 大 同 大 ０７ ０ ） ３ ０ ８
摘 要 ： 着计算 机技术 的不断 发展 ， 随 计算 能 力提 高， 电站 自动化在技术 上也 不断提 升， 变 所涵盖 的方 面也越 来越 高 。 别是 无人值 守变 电站 特 大规模推 广， 对变 电站的数 字化要求 更加全 面和 深入 ， 数字变 电站将在此基 础上 发展 起来 关键 词 ： 数字 变电站 运行 前 景
一
数 字 化 变 电站 技 术 是 变 电站 自动化 技 化 。 是 过程 层 设 备 智 能化 。 是 统一 的信 技术 标准 ， 是全 世界 关 于变 电站 自 化 系 二 三 也 动 术 发展 中具 有里 程 碑意 义 的一 次变 革 ， 对变 息 模 型 ： 据模 型 、 能模 型 。 是统 一 的通 统 的 第 １ 完 整 的 通信 标 准 体 系 ， 数 功 四 个 目前 我 国 电站 自动 化 系 统 的各 方 面 将 产 生 深 远 的影 信 协 议 ： 数据 无缝 交 换 。 五是 高 质量 信息 ： 可 投运 的 数字 化 变 电站 均 以Ｉ Ｃ Ｉ ５ 为统 一 Ｅ ６８０ 响 。 字 化 变 电 站三 个 主 要 的 特征 就 是 “ 数 一 靠性 、 整性 、 时性 。 完 实 六是 各种 设备 和 功能 标准 ， 在 对 标 准 的理 解 、 行方 面还 需 进 但 执 次设 备 智 能化 ， 二次 设备 网络 化 ， 合Ｉ Ｃ 共享 统一 的信 息 平 台。 符 Ｅ ６ 步 统一 规范 。 １ ５ 标 准 ” 即数 字化 变 电站 内的 信 息 全部 ８０ ， Ｉ Ｃ ｌ ５ 的概 念思 想 非常 先进 ， Ｅ ６ ０ ８ 应该 讲
变电站的通信模式
变电站的通信模式随着科学技术的不断发展，机电一体化的发展使得电力系统的压力越来越大，所以对电气设备稳定性与智能化的要求也越来越高，但是我国现存的变电站的系统存在着些许不足，已经不能满足当前社会的电网的安全发展与市场的需求。
本文对变电站向数字化变电站发展的趋势进行研究，深入的了解其网络通讯模式。
随着供电系统的快速发展以及电气设备的广泛应用，变电站所承受的压力越来越大，再加上现如今机电一体化的快速发展，对变电站的要求更高了一层。
当前时代下变电站的数字化是变电站发展的主要趋势，也是满足当前电网发展需求的唯一途径。
1 数字化变电站的特点数字化变电站技术是我国变电站应自动化技术要求的发展方向，国家电网公司已经将数字化变电站技术列入了电网自动化技术的五大课题之中。
数字化变电站技术有几个主要的特征，主要表现在以下几个方面：1.1 智能化的一次设备数字化变电站改变了过去变电站中传统的运用的电磁式的互感器，数字化变电站将光电式的互感器取代了电磁式的互感器，将过去的强电模拟信号改变成光电数字，其控制电缆也被光纤所代替。
在一次设备被检测出的信号回路与被控制的操作驱动的回路中都采用了微处理器与光电技术，在站内外进行信息通讯的路线进行了智能化，简化了常规的电式继电器还有控制回路的结构，实现了一次设备的智能化。
1.2 网络化的二次设备变电站内的二次设备是为了对一次设备进行监察、保护、控制、测量、调节等等，例如继电保护装置、测量控制装置、故障录波装置、防误闭锁装置、电压无功控制等等，这些在线监测装置全部都向标准化、模块化的微处理机的设计制造靠拢，在设备之间的连接全部采用的是高速的网络通信，就连通信连接的接口也都没有了以往的重复接口，通过网络真正的实现了资源共享、数据共存等，数字化的变电站二次设备的传输都是基于光纤网络实现的。
1.3 自动化的运行管理系统变电站现存的运行管理系统已经基本上具备了自动化的基础，数字化变电站的应用是在基本的自动化基础之上优化了光纤传递以及网络通信的资源共享等功能，无论是网络信息的传递还是二次设备的检测，都可以实现系统自动执行。
浅析数字化变电站的优势
收稿 日期 ：２ １ — ２ ２ ００ ０—２
设计制造 ，设备之 间以及与过程层和站控层 的通 信全部采用双向高速 网络通信 ，避免常规综合 自
动化 系统 出现 的通 信 接 口重 复冗 余 的现 象 率 、高 可 靠 性 的数据共 享 和传输 。
摘要 ：简要介绍数字化变电站的特点，然后通过与常规变电站的比较 ，阐述数字化 变电站的优势。
关键 词 ：数 字化 变 电站 常规 变 电站 电子 式互感 器 中 图分 类号 ：Ｔ ６ Ｍ７ 文献标 识码 ：Ｂ Ｉ Ｃ６ ８ ０ Ｅ １５ 文 章编 号 ：１ ０ － ３ ５ （ ０ ０ ２ ０ ４ — ３ ０ ６ ７ ４ ２ １ ）０ — ０ ７ ０
智能化一次设备 的信号 回路 和操作驱动 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 ，通信 方 面 使 用 网络
的方式替代了传统的导线连接。二次 回路中常规 继电器及其逻辑 回路由可编程序实现，常规的强 电模拟信号和控制 电缆分别被 弱电数字信号和光 纤代替。智能化的一次设备均具备智能接 口，并
感应 分压 原理三 种 。 电子 式 互感 器 的输 出量 为 可 供二 次设 备 直 接
使用的数字信号 ，有动态范 围大、精度高、不会 出现磁饱 和等优点 ，同时也实现 了数据采集系统
的数字化 ，为信息集成化应用提供了保障。
２ ２ 智能 化 的一次设 备 ．
能装置之间的互操作性 。国际电工委员会 （Ｅ ） １Ｅ
电子 式互感 器对 于 外 接 负载 没 有特 殊要 求 ，不 存
数字变电站特点
数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
数字化变电站是应用IEC61850进行建模和通信的变电站，数字化变电站体现在过程层设备的数字化，整个站内信息的网络化，以及开关设备实现智能化。
数字化变电站有如下特点(一)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。
(二)网络化的二次设备变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、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，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
(三)自动化的运行管理系统变电站运行管理自动化系统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及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，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
随着计算机技术的不断发展，计算能力提高，变电站自动化在技术上也不断提升，所涵盖的方面也越来越高。
特别是无人值守变电站大规模推广，对变电站的数字化要求更加全面和深入。
数字变电站将在此基础上发展起来。
数字化变电站就是使变电站的所有信息采集、传输、处理、空气微生物采样器输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。
变电站运维信息化建设和数字化变电站技术应用
变电站运维信息化建设和数字化变电站技术应用随着现代化科技的快速发展，变电站运维信息化建设和数字化变电站技术应用已成为电力行业发展的重要方向。
这两个领域的发展可以帮助电力企业提高运维效率，减少运营成本，提高能源利用率，并促进电力行业的可持续发展。
一、变电站运维信息化建设首先，变电站运维信息化建设是指利用现代信息技术来优化变电站运维的管理和运行。
它是电力企业加快推进信息化建设的必然要求。
有以下几个方面：1. 数据采集和监测随着传感器技术的不断发展，变电站可以实现对电力设备运行状态和参数的实时读取和监测。
而且，利用数据采集系统可以获取各种实时数据、历史数据和预测数据，并生成相应的报表、统计图表等，分析数据以便及时发现问题和改进单元的性能。
2. 远程控制和监控在变电站建置监测系统的同时，还可以利用远程控制系统实现对变压器、开关、断路器等部件的操作控制，实现可视化、远程智能控制。
这种系统可以大大提高技术运维人员的效率和准确性，同时减少电力企业的人力成本和资源浪费。
3. 能源管理随着清洁能源和新能源的普及，变电站也需要处理更复杂的能源数据，以便更好地控制和管理其流量和使用方法。
而能源管理软件可以实现能源数据的监测、分析和优化，从而让变电站更好的管理清洁能源和新能源。
4. 信息共享和通信变电站运维信息化建设还需要建立一套良好的信息共享和通信系统，以便实现运营人员、公司内部和外部的信息交流。
通过公共信息共享平台、web信息系统、电子邮件和即时通信等工具实现各种信息共享和通信。
二、数字化变电站技术应用数字化变电站技术应用是电力企业实现自动化、智能化和可视化运行的核心技术。
它是变电站现代化建设的关键环节，其中包括以下方面：1. 光纤通信技术光纤通信技术是变电站数字化建设的关键技术之一。
它可以实现电力设备间的快速信息传递、命令下发和参数读取等功能。
利用光纤通信技术建设起来的数据传输网络比传统的无线电传输方式更可靠、更安全、更高效。
浅析数字化变电站
照塑：丝凰浅析数字化变电站许凯(江苏淮安供电公司，江苏淮安223002){‘，。
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，摘要】随着智能化电气设备的发展，特别是智能化开关、光电式互感器等杌电一体化设备的出现，数字化变电站从理论变为现实。
本文：，主要阐述了数字化变电站的特征、优点、特点及目前实际运行存在的一些问题。
数字化变电站越然成为未来变电站的发碾趋势。
数字化电网，／，也同样有很大的发展潜力。
；：粼数批她强雅；优如张问题‘，_，，．‘，(数字化变电站准确的定义应为变电站的数字化，主要指将变电站的信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化，利用智能化一次设备，网络化=次设备在IEC61850通信规范基础上分层构建，实现变电站不同智能电子设备间信息共享和互操作的变电站。
数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面产生深远影响。
1数字化变电站的特征L1一次设备智能化智能设备首先应具备数字化接口，一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路，采用徼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，通过过程总线接口给间隔层设备提供电气信息，接受间隔层设备的封}合闸等控制命令o12二次设备网络化变电站内的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置设备等全部基于标准化、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，而不再出现常规功能装置重复的l，o现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
网络化二次设备的出现，也使得二次保护、监控腔制等设备与一次设备可以实现就地安装。
数字化变电站优点及技术应用
数字化变电站的优点及技术应用摘要：实现变电站内各种信息的有机整合，提高系统的智能化程度和信息化应用的效率，以交换式以太网技术和光缆为媒介的信息通信模式将为整个变电站的工程实施、运行、检修、更新模式带来巨大的变化，文章就数字化变电站的优点和技术应用进行了相关的叙述。
关键词：数字化变电站；应用1概况随着光电技术在传感器应用领域研究的突破、iec61850标准的颁布、以太网通信技术的应用、计算机运算能力的提高以及智能断路器技术的发展，使变电站自动化技术迎来了一个崭新的发展机遇。
2数字变电站的定义数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在iec61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
3数字变电站的优点数字化变电站的主要优点有六个方面：（1）各种功能共用统一的信息平台，避免设备重复投入；（2）测量精度高、无饱和、无ct二次开路；（3）二次接线简单；（4）光纤取代电缆，电磁兼容性优越；（5）信息传输通道都可自检，可靠性高；（6）管理自动化。
4数字变电站的关键技术4.1一次设备数字化与智能化4.1.1电子式互感器国际上将有别于传统的电磁型电压/电流互感器的新一代互感器统称为电子式互感器。
电子式互感器依其变换原理可以分为有源和无源两大系列，有源电子式互感器又称为电子式电压/电流互感器（evt/ect）。
无源电子式互感器主要指采用法拉第效应光学测量原理的电流互感器，又称为光电式电压/电流互感器（ovt/oct）。
4.1.1.1有源式互感器系统有源式互感器主要指罗柯夫斯基（rogowski）线圈，又称为电子电压/电流互感器（evt/ect），其特点是需要向传感头提供电源，目前成熟产品均采用光纤供能方式。
罗柯夫斯基（rogowski）线圈原理图4.1罗柯夫斯基线圈（简称罗氏线圈）实际上是一种特殊结构的空心线圈，将测量导线均匀地绕在截面均匀地非磁性材料的框架上，就构成了罗氏线圈，如图4.1所示。
数字化变电站与传统变电站的比较
数字化变电站与传统变电站的比较作者：王玮来源：《硅谷》2012年第21期数字化的变电站，其由一次设备的智能化以及二次设备的网络化进行分层的构建。
实现了变电站的电气设备间信息智能共享，以及相互操作的现代化的时代。
1存在于传统常规变电站自动化系统中的缺点1）传统变电站自动化系统的结构相对复杂，其可靠性较低。
在传统的变电站中，其二次设备、自动和远动装置等，大多数都采取了小规模的集成电路或者是电磁模式，自检功能缺乏，结构复杂，而且其可靠性极低。
2）配置采取固定的模式，灵活性低。
在传统的变电站中，其二次设备多半是依赖足够多的电缆，再加以空触点的利用，以模拟信号为载体进行信息的交换，这样就造成信息量小，灵活性能较差的缺点，同时也无法实现其可靠安全性能。
另外，改变接线较难，只稍稍的进行部分改动设计，需要更改的接线就非常之多。
3）配置相对来说较多，且占地面积大。
传统的变电站，其较大的占地面积和大量电缆的使用，加重传统变电站的电压和电流互感器的负担，存在较多多余的冗繁二次配置。
4）远程控制力低。
在传统变电站的远程监视能力方面，存在着严重的不足。
其对总控制中心所提供的信息少，而且精度非常差，再加上变电站内部的自动调节以及控制的手段还不够全面，协调配合能力较低，不能实现电网实时监测，不能满足电网控制要求。
5）维护工作难度高，工作量大。
电磁型，或者是小规模的集成电路，其调试和维护难度大，工作量大。
其自动化不能够满足定值的远方修改，无法实现工作状态的检查。
还有一些设备，极其容易受到周围环境的影响。
6）处理信息的速度和准确性能较差。
传统的变电站，其监控系统依靠人实现，人作为监控系统核心，由于个人能力的局限性，难以保护之呢过信息的处理正确性及可靠性。
7）仪表和仪器等，存在着较大的误差。
传统变电站监控系统所使用的仪表模拟式较多，这种将被测大小以改变指针机械位置来展现的模式，考虑到指针的位置与被测之间的对应关系误差的存在，加之人在观察中难以避免的误差，都降低了信息的准确性。
数字化变电站特点
数字化变电站特点
由于智能开关、机电一体化设备以及电子互感器等的消失，数字化变电站比传统的变电站有着显而易见的优势，主要说来有以下几点：
1、模型数字化
传统的变电站通过电缆对一次设备与爱护进行连接，数字化变电站则通过光纤进行连接。
2、通信高速化
数字化变电站是建立在IEC61850通信规范的基础上，变电站内的智能电气设备之间有着较强的信息共享与互操作性，因此，信息能够高速实时的进行共享。
3、一次设备智能化
传统的互感器比较简单发生电流互感器二次开路与电压互感器二次短路的现象，但数字化变电站中由于使用电子互感器，因而解决了传统互感器的固有问题。
另外，数字化变电站通过光纤对模拟量进行传输，实现了就地对模拟量进行采样的问题。
4、二次设备网络化
数字化变电站将传统的二次设备当中的电压或小电流变换器等数据的通信方式改成网络传输，并直接猎取一次设备传输的数字化信息。
另外，数字化变电站对于通过网络方式对断路器操作机构进行驱动以及对间隔状态信息进行传输的一次设备，均利用间隔层爱护或测控设备对其开出与开入插件进行转换，使其成为通信接口插件。
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SAC
数字化变电站的网络结构
变电站层设备 站控间隔层网络 间隔层设备
变电站层设备
100M/10M交换 以太网
间隔层设备 间隔1
间隔层设备 间隔2
...
间隔层设备 间隔N
母差等跨间隔的 间隔层设备
过程层网络
100M交换 以太网
100M交换 以太网
100M交换 以太网
100M交换 以太网 各种连线颜色示例 ： 蓝色线：双绞线以太网
o 绝缘结构简单、干式绝缘、免维护
[5]
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测量系统区别（全数字）
电子式CT 0.2级
光缆 数字传输 无误差
全数字系统 无误差
测量系统误差 0.4
电子式VT 0.2级
电子式互感器构成的测量系统（误差取决于互感器）
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传统测量系统
CT 0.2级 线缆误差 0.1 VT 0.2级 A/D转换
电子式互感器的优势
优点六：没有因充油而潜在的易燃、易爆炸等危险,电子 式互感器的绝缘结构相对简单，一般不采用油做为绝缘 介质，不会引起火灾和爆炸等危险。 优点七：体积小、重量轻，电子式互感器无铁芯，其 重量较相同电压等级的电磁式互感器小很多。美国西屋 公司公布的345kV的MOCT的重量为109kg，而相同电压等 级的油浸式电流互感器的重量有2吨左右，这给运输和安 装带来了很大的方便。
传统电能表 0.2级
测量系统误差 0.7
整体误差取决于互感器准确度、传输附加误差 、电表精度
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数字化变电站的优势
一、二次设备间无电联系
o 无传输过电压和两点接地等问题
o 一次设Leabharlann 电磁干扰不会传输到集控室 各种功能共享统一的信息平台
o 监控、远动、保护信息子站、VQC和五防等一体化
减小变电站集控室面积
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数字化变电站建设面临的问题
问题一：电子式互感器的校验
问题二：电子式互感器对线路差动的影响
问题三：电压切换和电压并列 问题四：故障录波器的实现
问题五：故障信息子站的实现
问题六：数字式电度表的实现 问题七：保护测试手段的实现
SAC
数字化变电站建设面临的问题
问题一：电子式互感器的校验
问题二：电子式互感器对线路差动的影响
过程层设备
互感器 间隔1
开关 间隔1
互感器 间隔2
开关 间隔2
...
互感器 间隔N
开关 间隔N
黑色线：光纤以太网 绿色线：光纤（FT3协议）
[ 11 ]
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电子式互感器的优势
电流互感器和电压互感器是电力系统进行电流、电压测量的重 要设备，其精度及可靠性与电力系统的安全、可靠和经济运行 密切相关。传统的电流和电压互感器是电磁感应式的，具有类 似变压器的结构。随着电力工业的发展，电力系统传输的电力 容量不断增加，电网运行电压等级也越来越高，目前，俄罗斯 已有1150kV的骨干电网，我国也已将原来220kV的骨干电网 提高到了500kV，国网公司已将1000kV的输电线路纳入近几 年的发展规划。随着电压等级的提高，电磁式互感器逐渐暴露 出一系列固有的缺点。一些应用新的感应原理的互感器应运而 生，我们把这类基于微电子技术、光学技术、通讯技术的新型 互感器统称为电子式互感器(ECVT)。
电子式互感器的优势
优点四：动态范围大，测量精度高,电网正常运行时，电 流互感器流过的电流并不大，但短路电流一般很大，而 且随着电网容量的增加，短路电流越来越大。电磁式电 流互感器因存在磁饱和问题，难以实现大范围测量，一 台互感器很难同时满足高精度计量和继电保护的需要。 电子式互感器有很宽的动态范围，一台电子式互感器可 同时满足计量和继电保护的需要。 优点五：频率响应范围宽，电子式互感器的频率范围主 要取决于相关的电子线路部分，频率响应范围较宽。电 子式互感器可以测出高压电力线上的谐波，还可进行电 网电流暂态、高频大电流与直流的测量。而电磁式互感 器是难以进行这方面的工作的。 SAC
问题三：电压切换和电压并列 问题四：故障录波器的实现
问题五：故障信息子站的实现
问题六：数字式电度表的实现 问题七：保护测试手段的实现
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SAC
电子式互感器的优势
优点一：高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘 性能和优越的性价比，电磁式互感器的被测高压信号与 二次线圈之间通过铁芯耦合，它们之间的绝缘结构复杂 ，其造价随电压等级呈指数关系上升。电子式互感器取 消了铁芯，将高压侧信号通过绝缘性能很好的光纤传输 到二次设备，这使得其绝缘结构大大简化，电压等级越 高其性价比优势越明显。电子式互感器利用光缆而不是 电缆作为信号传输工具，实现了高低压的彻底隔离，不 存在电压互感器二次回路短路或电流互感器二次开路给 设备和人身造成的危害，且光信号有着电信号无法比拟 的电磁兼容性能、安全性和可靠性大大提高。 SAC
数字化变电站概念
SAC
数字化变电站概念
信息采集、传输、处理、输出过程完全数字 化的变电站
o 设备间交换的信息用数字编码表示
通信网络减少连接线数量 光缆取代电缆：抗干扰、不传输干扰 可检错纠错 不产生附加误差
基本特征
o 设备智能化——电子式互感器＋智能开关 o 信息传输光纤化——光纤通信替代二次电缆 o 信息模型标准化——IEC61850通信标准
o 二次设备小型化、标准化、集成化
o 二次设备可灵活布置
[8]
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数字化变电站发展历程
变电站综合自动化系统
o 实现了间隔层和站控层间的数字化
数字化变电站
o 还需完成过程层及间隔层设备间的数字化
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*According to Ivan De Mesmaeker, ABB
[ 10 ]
一 次 电 流
...
断 路 器
操作 回路
CPU GOOSE
智能单元
开关场
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集控室
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数字化变电站的优势 简化二次接线
o 少量光纤代替大量电缆
提升测量精度
o 数字信号传输和处理无附加误差
提高信息传输的可靠性
o CRC校验、通信自检 o 光纤通信无电磁兼容问题
可采用电子式互感器
o 无CT饱和、CT开路、铁磁谐振等问题
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[2]
传统变电站的应用系统
CT CT CT 二次电流 小 CT PT 二次电压 AD 转 换 继 电 器 输 出 继电保护
一 次 电 流
一 次 电 压
PT PT PT
CPU
开关量 输入
开入量电缆
断 路 器
控制和信号电缆
操作箱
开关场
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集控室
开出量电缆
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数字化变电站的应用系统
电流 线圈 电流 线圈 电流 线圈 AD AD AD CPU CPU CPU LED LED LED CPU 一 次 电 压 分压 器 分压 器 分压 器 AD AD AD CPU CPU CPU LED LED LED 合并器 IEC60044-8 IEC61850-9-1 IEC61850-9-2 继电保护 CPU 至母差、测控、电能表等
电子式互感器的优势
优点二：不含铁芯，消除了磁饱和和铁磁谐振等问题,电 磁式电流互感器由于使用了基于铁芯的电磁感应原理， 铁芯的存在不可避免地存在磁饱和及铁磁谐振等问题。 电子式互感器在原理上与传统互感器有着本质的区别 ，一般不用铁芯做磁耦合，因此消除了磁饱和及铁磁谐 振现象，从而使互感器运行暂态响应好，稳定性好，保 证了系统运行的高可靠性。 优点三：电磁式互感器需要提供较多绕组供不同的二次 设备使用。而电子式互感器提供的是数字信号，二次设 备可以共享电压电流信号，简小体积、节省资源。 SAC