61850数字化变电站的技术分析
摘要
随着计算机信息处理与网络技术的大力发展，以其为应用基础的数字化变电站技术也在不断发展，随着电子式互感器、智能开关技术的应用，使得数字化变电站的系统结构又有了不同于常规变电站的革命性变化。针对目前数字技术的普遍应用，本文研究了其中若干关键技术，分析数字化控制技术的发展方向。
关键词：数字变电站，智能电网，电子式互感器，智能开关技术
第1章数字化技术相关理论
1．1 数字化变电站的意义
数字化变电站是智能电网的物理基础，是高级调度中心的信息采集和命令执行单元，IEC61850的推出和应用，推进了变电站的标准化，使得各类二次设备以边准的方式建模和通信，第一次在变电站内能够完成统一的信息交互，二次设备融合成为一种趋势。最初的建设以光电式互感器、智能化集成开关、职能变压器等数字化一次设备。现今越来越多的客户，将智能电子设备为基础的新型变电站自动化系统，实现数字化变电站站内各层间的无缝通讯，最大限度地满足信息共享和系统集成的要求，则是数字化变电站技术的发展方向。
1．2 IEC 61850标准
IEC 61850标准是由国际电工委员会(International Electro technical Commission)第57技术委员会于2004年颁布的、应用于变电站通信网络和系统的国际标准。作为基于网络通讯平台的变电站唯一的国际标准，IEC61850标准吸收了IEC60870系列标准和UCA的经验，同时吸收了很多先进的技术，对保护和控制等自动化产品和变电站自动化系统（SAS）的设计产生深刻的影响。
针对传统变电站信息难以共享等不足，IEC 61850 提出了基于以太网的解决方案，这不仅大大节省了变电站建设和运行成本，也大大提高了数字化变电站内设备的互操作性。但是随着计算机和网络技术的广泛应用以及标准化和互操作技术的逐渐推广，尤其过程总线的应用使通信网络从二次系统延伸到了一次系统，数字化变电站系统内的模拟量采集、跳合闸命令均通过网络实时实现，电力系统所面临的电子安全（包括信息安全、计算机系统安全和网络安全）风险也日
益加剧。
1．3数字化变电站特点
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。
1.3.1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。
1.3.2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。
1.3.3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”。
第2章数字化变电站的关键技术
1．4数字化变电站的结构
1.4.1 基本结构
对于一个数字化变电站而言，其基本结构应当包括基础数据层、间隔层、网络层与站控层四级结构，其结构如图所示：
数字化变电站系统结构图
（1）基础数据层
数字化变电站的过程层是一次设备与二次设备的结合点。其主要功能有：系统实时运行电气量检测：即利用非常规互感器检测系统电流，电压，相位和谐波分量等电气量；运行设备状态检测：在线检测变压器，断路器，母线等设备的温度，压力，密度，绝缘，机械特性以及工作状态等数据；操作控制命令执行：过程层在执行控制命令时具有智能性，能判断命令的真伪及其合理性。
（2）间隔层
间隔层的主要功能：汇总本间隔过程层的实时数据信息；对一次设备实施保护控制功能；对本间隔执行操作闭锁功能；实施操作同期及其它控制功能；对数据采集发出具有优先级别控制等等。
（3）网络层
网络层的主要任务是：通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息；将有关数据信息送往电网调度或控制中心；接受电网调度或控制中心有关控制命令，并
转向间隔层和过程层执行；具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；具有对间隔层和过程层设备的在线维护等功能。
（4）站控层
站控层的主要任务是：运行中的前端数据，最后汇总于站控层，作为数字化变电站的重要信息汇集处，通过站控层，所有站内外的数据可以在此进行整理。内部的数据通过此向外传送，外部的数据也从此入口进入到站内进行处理与控制。
1．5 数字化变电站的应用技术
数字化变电站的电子互感器将高电压、大电流信号直接变换为数字信号；设备之间信息交互全部采用高速以太网的网络通信，二次设备之间不再出现常规功能装置重复的 I/O 接口；通过以太网技术真正实现数据共享、资源共享。
1.5.1 电子式互感器
电子式互感器的诞生是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然结果。电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。
电子互感器具有优良的绝缘性能，不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题。电子互感器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回路开路给设备和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。
1.5.2 智能电子设备
智能电子装置是由一个或多个处理器组成，具有从外部源接收和传送数据或控制外部源的设备，即电子多功能仪表、微机保护、控制器，在特定环境下在接口所限定范围内能够执行一个或多个逻辑接点任务的实体。
数字化变电站系统的各个子系统往往是由多个数字装置组成，如间隔保护系统中有变压器保护装置、线路保护装置以及母线保护装置等。在数字化变电站系统内，保护装置的主要功能是用于数据采集、处理，并对隔离开关、断路器等一次设备进行控制及防误闭锁等重要任务；变电站层通过保护装置获取现场信
息，进行处理与分析，同时通过对断路器、隔离开关等一次设备进行操作来执行变电站层发布的控制命令，开关量等变位时能够按照设定值发告警信号向后台传送标志。
第2章当前数字化变电站技术的应用与发展2．1智能断路器技术
非常规传感器技术的出现以及计算机的发展，对于断路器设备内部的电磁、温度、断路器机械、机构动作状态监测已经成为可能。可以根据所检测到的电网中断路器开断前一瞬间的各种工作状态信息，自动选择和调整操动机构以及与灭弧室状态相适应的合理预定工作条件，改变现有断路器单一分闸特性。
在无载时以较低的分闸速度开断，在系统故障时以较高的分闸速度开断，这样，断路器在实现正常运行监视的基础上可获得电气和机构性能上的最佳开断效果。
2．2数字化保护系统
与传统保护系统相比，数字化保护系统内具有更多其它的电子装置，且数字化保护系统内的通信网络直接参与保护与测控的功能，通信网络可靠性也将直接决定变电站自动化系统的可靠性。
通讯系统的安全性认证机制主要分为两大类：基于网关的认证机制以及将用户的数据流和控制信息分开的方法。认证服务只需要对用户的认证信息进行校验，用户在通过验证之后，用户数据包就不需要通过认证服务器而直接由交换机处理。
电力系统内部人员无意识的失误：内部工作人员安全意识不强，口令选择强度不够，或者随意将自己的账号转借给他人或者安全配置不当造成的安全漏洞等行为都会给电力系统网络安全带来威胁。
2．3五防总体要求
在数字变电站的生产管理工作中，变电站的“五防”措施（即防止误拉、误合断路器，防止带负荷误拉、误合隔离开关，防止带电合接地开关，防止带接地开关送电，防止误入带电间隔）至关重要。隔离开关电磁锁的主要作用就是防止带负荷误拉、误合隔离开关，防止带电合接地开关。
变电站在线式五防系统是充分利用变电站自动化系统全站监控功能，经集成在自动化系统后台软件中，通过五防模块及测控装置中，对电气操作防误闭锁实时判断，对满足防误闭锁操作条件的电气设备，逐步开放操作的一套防误闭锁系统。
在线式五防系统取消了电脑钥匙和相关的挂锁、机械锁及电气编码锁，原设备操作回路中电气编码锁由测控装置输出控制接点相应替代，网门、刀闸机构箱、临时接地桩的挂锁由测控装置输出接点控制的在线式五防专用锁具相应替代。
在线式五防系统通过对全站电气设备（一、二次设备，刀闸电机电源状态等）、在线式五防专用锁具，以及现场实际操作情况的在线监视，结合经预演成功保留在五防主机中的操作票序列，按票依次开放每步电气操作，一旦操作对象的操作条件改变不满足操作要求，自动中断余下操作步骤，实现全程实时在线闭锁。在线式五防系统能实时监视并控制所有闭锁设备状态（包括接地锁、网门锁、刀闸电机电源开关等）。在线式五防系统能闭锁全站电气设备操作，仅对符合操作条件的当前操作票项电气设备进行开放操作；操作正确后自动闭锁该设备，并自动开放符合操作条件的下步操作。
在运行中的数字变电站，在进行操作票执行过程中，若操作对象的操作条件发生变化不满足操作要求时，监控五防及间隔五防均能实时闭锁并停止继续操作，提示错误信息。操作票执行中止后，开放的电气操作应能即时闭锁（包括接地锁、网门锁、刀闸电机电源开关等）。
2．4当前数字化的问题和发展遇到的困难
现在数字化遇到的最大的问题就是技术方向发展，不光是技术方面的还有管理、维护方面的技术的问题有很多，例如数字化的稳定程度、动作的准确程度，这些都是需要时间去验证。
光电互感器主要特点有绝缘简单，体积小、重量轻、动态范围宽，无饱和现象，无谐振、二次输出不怕开路，数字量输出的特点。由于其利用光纤传输数据，易于实现高精度、高可靠，难点是电源的远端取电技术和电源的管理，有源光电互感器易受电磁干扰等问题。无源光电互感器即不需要外加电源的自励源式互感器，难点是如何减小“唤醒电流”的死角，易受温度影响等。
在当前的应用场面上，常规互感器与光电互感器同时存在，由于保护的要求，数字变电站需要点对点的光纤网络数据收集和分发，使得合并器的出现就尤为重要。
2．5数字化变电站与普变电站的区别
智能化一次设备的数字化传感器，数字化控制回路代替了常规继电保护装置，测控等装置的I／O部分；而在中低压变电站则将保护，监控装置小型化，紧凑化，完整地安装在开关柜上，实现了变电站机电一体化设计。
在数字变电站中，通过过程总线接口给间隔层设备提供电气信息，接受间隔层设备的跳合闸等控制命令；各断路器的智能终端输入开关位置、低气压、刀闸位置等状态量，输出跳合闸命令，含操作回路；本体智能终端输入非电量、中性点刀闸位置、档位等信号，输出档位控制、中性点刀闸控制和风扇控制等接点。在执行控制命令时具有智能性，且将操作时间限制在规定的参数内。在这样的情况下，数字变电站能够实现远程控制，无人值守。在当前智能电网中，能够起到关键控制枢纽作用，为建设坚强电网打下坚实的基础。
第3章数字化变电站实践与发展趋势
现在从2000年，中国第一座数字化变电站在苏州落成，越来越多的数字变电站运用了国际领先的光CT技术和程序化操作系统。数字化变电站符合IEC61850标准,即数字化变电站内的信息全部做到数字化,信息传递实现网络化,通信模型达到标准化,使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。
3．1数字化变电站的一体化
目前，国家电网公司正积极开展智能化电网“三集五大”体系的建设，这对我国智能电网发展将产生深远影响。数字化变电站将实现调控一体化，即将原来的变电监控、变电运行维护业务全面分离，将监控业务与调度业务融合，实现电网调度与电网监控一体化管理。这种新的管理模式显著提高了电网故障处理效率和日常操作效率，保证了运行人员统筹调配，为实现智能电网的全面发展，打下坚实的基础。
数字化变电站是把变电站的一、二次设备作为数字化对象，以高速的以太网络通信平台作为基础，将物理性的设备虚拟化，将信息标准化，实现变电站内信息的共享和互操作，满足安全可靠、经济运行要求的变电站。数字化变电站为调控一体化管理模式提供了硬件支持，而这种新型管理模式正逐步实现电网的智能调度控制。
3．2运行实践
据了解,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、人员操作易出错等。而这些问题在数字化变电站中都能得到根本性的解决,数字化变电站将是我国变电站技术的发展方向。国际上数字化变电站的研究已从实验室阶段进入实际工程应用阶段,实用的全数字化变电站已有一些先例。
3．3发展趋势
数字化变电站现阶段总体上应遵循三层两网的体系结构。信息可以通过网络方式传输，并且已有了成功运行经验。变电站在电压等级较低，结构相对简单时，采样值可采用组网方式传输。
数字化变电站的根本目的是解决常规变电站存在的问题，数字化设计方案要兼顾先进性和经济性。电子式互感器在高电压等级变电站值得推广应用，对成熟的电子式互感器可以推广应用，对光学互感器可以适当加大试点；但在低电压等级（例如35kV及以下），电子式互感器的经济性较差，特性优势也不明显，可经技术经济比较后决定是否采用。
对在线监测项目，现阶段投资较大，部分技术尚未完全成熟，建议适当试点应用，为今后积累经验。数字化变电站设计宜逐步推进设备集成化、小型化、智能化，减少材料使用，减少建筑和占地面积。鉴于国内一次、二次设备技术发展的不平衡现状，正大力采取措施推进一次、二次厂商的技术融合，尤其是推进开关类设备的数字化发展，最终实现智能电网。
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对数字化变电站的几点认识当前变电站综合自动化系统在我国220kV及以下等级电网得到了广泛的应用，对提高电网的安全经济运行水平起到了重要作用，基本达到了无人值班、简化运维、节省投资等目的。随着国家电网公司智能电网建设全面展开，数字化变电站也将大行其道。数字化变电站是变电站综自发展的下一个阶段。 2010年5月初，孝感电网第一座110kV汉川福科数字化变电站投入运行。至今运行良好，没有发生保护误动或拒动情况，所有运行监测数据均正确可靠。整个变电站站容站貌整洁有序、设备集成化程度高、电气一二次接线简洁，极大地提升了变电站的档次。 与传统变电站相比，数字化变电站具有以下优势： 1、大幅减少二次接线。同等规模的传统110kV变电站全站用于控制、测量、信号的二次电缆大约需要18000m，按照当前市场行情估算价值30万元；而福科变仅使用数千米低廉的普通光缆，还不算二次电缆展放及接线施工发生的人工费。二次接线工作量只有原来的10%左右。虽然集成一次设备投资高于普通设备，但数字化变电站大幅减少设备安装调试时间，更容易打造标准化变电站。 2、提升计量测量精度。传统变电站采用电磁式电压电流互感器将高电压大电流转换成100V、5A的二次标准模拟量后，综自系统再转换成毫伏毫安级别，最后进行模拟量转数字量，系统识别后数据库自动根据变比换算成一次实际值。过程比较繁琐易产生累计误差。而数字化变电站直接使用高精度的光电互感器，光信号直接通过光纤传输计算机，基本没有损耗，计量测量精度大为提升。 3、提高信号传输的可靠性。避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题，全站操作回路电气、机械及程序闭锁三道关
第37卷第7期电力系统保护与控制Vol.37 No.7 2009年4月1日 Power System Protection and Control Apr.1, 2009 数字化变电站新技术的发展现状及其对行业影响浅探 陈天香1,王若醒2,魏勇2 (1.江苏南通供电公司,江苏南通 226006;2.许继电气技术中心,河南许昌 461000 摘要:数字化变电站是变电站未来发展的方向,四大领域的技术创新是数字化变电站得以发展和突破的基石。新技术的应用将给传统行业带来巨大的冲击和深远的影响,该文试对此做出分析和探讨,以图抛砖引玉。 关键词: 数字化变电站; 新技术; 行业影响 New technology development status of digital substation and its effect to industry CHEN Tian-xiang1, WANG Ruo-xing2, WEI Yong2 (1. Nantong Power Company Co., Nantong 226006, China; 2.XJ Electric Technology Center,Xuchang 461000,China Abstract: Digital substation is a developing direction in the future,the technology innovation of the four domain is the base of digital substation development.The application of new technology will make traditional industry large affection and impact.This paper try to analyze and discuss. Key words: digital substation; new technology; effect to industry 中图分类号: TM76 文献标识码:A 文章编号: 1674-3415(200907-0086-05 0 引言 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,获得了巨大的成功。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
浅析变电站综合自动化系统技术 发表时间：2018-06-25T17:05:03.800Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：刘超 [导读] 摘要：本文主要介绍了变电站综合自动化的结构模式、能实现的主要功能进行了分析。 国网山东省电力公司沂水县供电公司山东临沂 276400 摘要：本文主要介绍了变电站综合自动化的结构模式、能实现的主要功能进行了分析。 关键词：变电站；综合自动化系统；结构模式 0.概述 随着社会不断发展，电力行业也在飞速地发展，从而推动电网规模的不断扩大，新增大量的变电站，使得电网的结构多样化、复杂化。各级调度监控人员所需掌握、管理、控制的厂站信息量也日益庞大。为了提高对变电站更加有效的管控水平，变电站综合自动化系统技术的发展变得更为需要和重要。 变电站综合自动化系统指的是通过执行规定的功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合，具体地来说是指利用先进的计算机控制技术、网络技术、现代电子技术、通信技术、数据库技术以及信息处理技术等相关的技术实现对变电站的二次设备（包括继电保护、测量、控制、故障录波、信号、自动装置以及远动装置等）的功能。进行重新的组合和优化设计，从而对变电站全部设备的运行情况执行测量、监视、控制和协调，进而来提高变电站的运行效率和管理水平的一种综合性的自动化系统，其能够保证变电站的安全和经济运行，它取代了常规的变电站中央信息系统、监视仪表、模拟屏柜、操作控制屏柜、变送器以及常规的远动装置等设备，在安全性能上和经济性能上有更好的保障。通过变电站综合自动化系统内各个设备间相互交换信息、数据共享，能够完成变电站运行的监视和控制任务，变电站综合自动化系统取代了变电站的常规二次设备，其取代或者更新传统的变电站二次系统设备是大势所趋，也是其发展趋势之一。 变电站自动化系统主要实现对变电站远动装置控制、故障录入控制、信号检测控制、继电保护控制等几个方面，并对变电站进行适当的组合和优化，实时监控变电站内部所有运行指标。 1.实现变电站综合自动化的优势 （1）提高了变电站的安全、可靠运行水平。 （2）实现变电站无人值班，减少变电站人员，合理应用人力资源。 （3）降低值班人员的工作力度，提高工作效率。 （4）缩小变电站面积，减少变电站资金投入。 （5）降低运行和维护成本，提高运行效益。 （6）提高电力系统的运行管理水平。 （7）保证了供电能的质量。 2.变电站综合自动化系统可分为集中式、分布式和分散分布式 2.1集中式系统结构 采用模块化、集中式立柜结构，各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜中，所有控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。 集中模式一般要用功能和配置很强的计算机系统，各功能模块与硬件无关，用模块化软件连接实现。在硬件方面，集中采集信息，集中处理运算，各个控制单元的信号都用控制电缆送到主控室。其主要优点是信号采集处理集中，这种模式扩充性和维护性都较差而且投资大。 2.2分布式系统结构 分层分布式在逻辑上将变电站自动化系统划分为三层，即管理层（所级监控单元）、站控层和间隔层（间隔单元）。间隔层中各数据采集单元、控制单元（I/O单元）和保护单元分散安装在开关柜上或其它一次设备附近，各单元设备相互独立，通过通信网络互连，并与管理层和站控层通信，能在间隔层完成的功能，一般不依赖通信网络（如保护功能本身不依赖通信网络）。采用装设前置机，专门处理由各功能模块采集的信息，并将处理好的信息送到主机，以提高整个系统的处理能力。各单元之间用网络电缆或光缆连接起来构成一个分散式的监控系统，各单元相互独立，互不影响。整个功能模块集中于一个装置内，各机箱之间仅有通讯电缆连接，机箱与开关柜的连接可在出厂前作为开关柜的元件之一进行安装。这种系统的优点是：节省电缆，有很强的抗干扰能力，压缩了二次设备的占地面积。该模式在安装配置上即可就地分散安装，也可在控制室集中组屏或分散组屏。分层分布式结构由于没有外部电缆引接，施工中二次电缆敷设工作量大为减少，消除了施工中的人为事故因素，也减少了相应的投资。 2.3分散分布式结构 分散分布式结构采用“面向对象”设计。所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元（I/O单元）和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信。目前，此种系统结构采用的较多，主要原因是：利用了现场总线的技术优势，省去了大量二次接线，控制设备之间仅通过双绞线或光纤连接，设计规范，设备布置整齐，调整扩建也很简单，成本低，运行维护方便。 3.变电站综合自动化系统应能实现的主要功能 3.1实时数据采集和处理 按电气间隔的分布配置和集中配置综合测试端，完成开关量、模拟量、脉冲量等信息的采集和处理并能将处理后的信息上传。 3.2操作控制功能 控制电气间隔的断路器、电动隔离开关的分合闸操作。控制方式分为：就地控制、站控层控制、远方控制。操作命令的优先级为：就地控制、站控层控制、远方控制。同一时间只允许一种控制方式有效。对于任何操作方式，只有本次操作步骤完成后，才能进行下一步操作。控制操作与“五防”工作站的接口，所有操作控制均经“五防”工作站防误闭锁逻辑的判断，若发现错误，闭锁该操作并报警。 3.3建立数据库 实时数据库：计算机监控系统采集的实时数据根据运行工况实时变化而不断的更新，记录被监控设备的当前状态。历史数据库：对于
浅析数字化变电站继电保护适应性 发表时间：2017-09-19T11:24:03.340Z 来源：《电力设备》2017年第13期作者：孟云尹德强 [导读] 摘要：在社会经济快速发展环境下，人们生活与生产中对电能的需求量日渐增多，同时对电力系统稳定、安全与可靠等要求也随之提高。 （日照供电公司山东日照 276826） 摘要：在社会经济快速发展环境下，人们生活与生产中对电能的需求量日渐增多，同时对电力系统稳定、安全与可靠等要求也随之提高。为了适应发展的需要，我国积极建设数字化变电站，其中最为关键的装置便是继电保护。但根据调查可知，数字化变电站继电保护的现状不容乐观，特别是其适应性问题较为严重。 关键词：数字化；变电站；继电保护；适应性 一、数字化变电站的继电保护 1.1数字化保护装置 现阶段，大部分变电站采用传统的微机保护装置，而这类装置的数字电路的核心一般是微处理器，信息传输工作依赖于模拟信号，信号转换工作容易产生误差，因此传统的微机保护装置的可靠性并不强。数字化变电站采用了先进的数字信号技术，信息传输任务由可靠性高的数字信号完成。与传统的变电站相较，数字化变电站的运行速度更快、稳定性更强。 1.2保护装置可靠性分析 作为电力系统的核心成分，变电站系统的安全防护工作极为重要，而继电保护装置是确保电站安全运行的关键因素之一。随着数字自动化技术的不断进步，相信在不久的将来我国将大规模普及数字化变电站，这就要求技术人员尽快提升继电保护系统的可靠性。目前，继电保护装置元件主要有互感器、合并单元、传输介质、交换机以及同步时钟源等。通过查阅相关文献以及调查报告，认为现有各类变电站继电保护元器件的可靠性较高，其为数字化变电站的普及创造了有利的条件。 二、保护装置的可靠性 变电站的完整系统中，继电保护装置无疑是相当重要的一个部分。继电保护可靠性要求往往较高。一般而言，继电保护装置相关元件的可靠性将会影响整个变电站继电保护装置的适应性。现阶段大部分继电保护装置的元件可靠性是较为符合标准的，如表1所示。 三、数字化变电站继电保护适应性 3.1在过程层组网方案方面 对于以太网而言，其结构主要分为三种，即：总线型、星型与环型。数字化变电站过程层网络对安全性、可靠性、经济性与拓展性等均有较高的要求，其中最为关键的指标便是安全与稳定。通过调查可知，当前，数字化变电站组网方案中常见星型结构，其可靠性主要受网络交换机的影响，如果其出现故障，则会影响网络的稳定、有序与安全。为了改变此情况，数字化变电站过程层网络应积极利用智能电子设备、双网冗余装配，同时要对网络展开全方位的监控，以此保证异常情况的及时发现与有效处理。 对于数字化变电站而言，其过程层与间隔层中传送的数据类型具有丰富性，主要为采样值与变电站事件报文等，二者最为凸出的特点便是实时性，同时后者还具有明显的不确定性，一旦系统出现异常，则会增加其信息量。为了保证数据传递的质量与效果，防止通道堵塞等问题的出现，在构建过程层网络时，应采用相关的先进技术，如：虚拟局域网划分及组播注册协议等，并且要加强信息流管理水平，采用优先级分类方法，以此保证信息流传送的实时性与有效性。与此同时，在对过程层组网进行试用时，应对不同的组网方式进行尝试，以此丰富组网经验，同时也利于提高系统运行维护的质量。 3.2在电子式互感器及通信网络方面 首先，配合使用问题。当前，我国数字化变电站建设中采用了各异的电子式互感器，主要体现厂家、供能、原理等方面，其中供能方式主要有两种，一种为有源式，另一种为无源式；而原理包括光学原理与线圈原理。虽然建设实践中，涉及的电子式互感器均满足国家的相关标准与要求，但由于原理、厂家各异，导致其各指标有所不同，如：处理延时、量程等。通过实验分析可知，不同厂家所提供的电子式互感器，延时可达到0.5ms，而此误差直接影响着继电保护，为了避免此问题的出现，在实践中应对电子式互感器展开全面的检测，同时也可增加延时补偿功能。经实验测量显示，不同厂家电子式互感器在量程方面有所不同，而此问题会降低保护装置的性能，严重情况下，还会引起保护误动作，因此，实践中应尽量选用同一厂家提供的设备。 其次，保护动作实时性。与常规变电站相比，数字化变电站的过程层组网方式具有特殊性，主要体现在较长的保护动作时间，导致其延时增大的因素主要包括电子式互感器处理延时、保护装置设置了时间裕度、网络延时等，为了缩短此时间，可采取以下措施：一是采用先进的技术，控制电子式互感器的延时时间；二是借助合理的保护算法，减少数据处理时所需时间；三是调整过程层网络结构，通过进一步优化与改进，以此增强网络通信的实时性。 最后，数据畸变问题。此问题可能引起采样数据畸变，通常情况下，如果数据出现异常，电子式互感器便可对故障进行判断，此时主要是借助相关单元提供的采样数据实现的，但受畸变影响，采样数据仍处于有效状态，此后保护装置难以发现异常，随之便会出现误动作。为了避免上述情况的出现，保护装置应拥有判别畸变数据的能力，在实践中应结合运行的具体情况，设置适合的时间范围，同时，入
数字化变电站设计建设研究工作素材 一、数字化变电站的主要特征和特点 （一）主要特征 1．一次设备数字化 采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能终端的传统开关）等智能一次设备。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。 2．二次设备网络化 二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消常规自动化系统一次设备和二次设备之间的控制电缆，采用光纤网络直接通信。 3．管理系统信息化、自动化 应包括自动故障分析系统、设备健康状态监测系统
和程序化控制系统等自动化系统，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。 （二）近、中、远景特征 近期数字化变电站的建设主要是基于IEC61850的二次设备发展。一次智能设备明显滞后于二次智能设备的发展，一次设备的数字化仅依靠二次设备厂家的附加设备将一次设备数字化后接入数字化变电站二次采集系统，而基于IEC61850的二次设备取得全面提升。此阶段电子式互感器的应用还处于试用和起步阶段。而数字化变电站的建设和管理正处于积累经验的阶段，开始对基于现阶段技术水平的数字化变电站提出一些运行、管理上的规范。 中期数字化变电站的电子式互感器的发展已经较成熟，开始全面应用于数字化变电站，由此带动二次智能设备装置性能提升、功能分布更加合理。有革命性变革的智能一次设备开始逐渐应用于变电站中，但技术和应用
程度都有待进一步提高。基于IEC61850的二次系统更加完善，互操作、网络技术等发展已经趋于成熟和稳定。整个数字化变电站管理体系已经逐渐成熟。 远景智能一次设备已经基本发展成熟，在数字化变电站中全面应用，完全意义上的数字化变电站开始出现，基本掌握与之相适应的数字化变电站技术、管理系统。 （三）关键技术 1．数字化变电站体系研究 电网发展对数字化变电站的要求研究 数字化变电站及其架构研究 2．数字化一次设备应用研究 电子式互感器在数字化变电站中的应用研究 数字化高压电器在数字化变电站中的应用研究 一次设备在线监测 3．数字化变电站自动化系统研究 基于IEC61850标准的变电站自动化系统总体方案研究
浅谈数字化变电站的应用 隨着经济技术的发展，我国的电力系统在不断地发展，但是传统的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。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，本文就数字化变电站的情况做简要的介绍。 标签：数字化变电站智能化应用 随着变电站综合自动化系统、基于微机数字信息的二次设备的不断推广和普及，现有变电站已经具备了一定的数字式和自动化特征。做为变电站自动化技术的提升，数字化变电站也有其自身发展的过程，随着智能化开关、光电式互感器、一次运行设备在线状态检测等技术逐步成熟，数字化变电站已经比较完善，能够逐渐实现资源的共享；从长远看，随着一次设备智能化的进步，数字化变电站还应该有所提升，比如提高数字变电站的自我检修功能等等，很多方面还有很大的提升空间。 1 数字化变电站的主要特点 1.1 一次设备智能化 微处理器和光电技术是一次设备的信号回路和控制回路主要采用的技术，在采取此技术后，传统的导线连接不再被使用，连接主要通过数字程控器及数字公共信号网络得到实现。主要包括：电子式电流/电压互感器、智能型断路器/隔离开关、智能型变压器以及其它数字化的辅助设备。利用这些设备可以实现变电站的智能化运转，会大大地提高变电站的工作效率。 1.2 二次设备网络化 二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，这种网络化可以让变电站的资源共享度提高，是一次设备智能化的提升和补充。标准化、模块化的微处理机是变电站内二次设备设计制造的基础，高速网络通信是设备之间连接的主要通道，数据和资源的共享通过网络通道得到了实现一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。一次和二次设备之间的网络通信主要采用电气量采样值、跳合闸命令、状态信号及故障告警信号等三种数字化方式传输。所以两种设备间的智能化和网络化是相辅相成，共同工作的。 1.3 运行管理系统自动化 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，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力生产运行数据、状态记录
浅析变电站运维自动化技术应用 发表时间：2019-11-08T14:33:32.690Z 来源：《电力设备》2019年第13期作者：纪冰冰关彤 [导读] 摘要：在“智能电网”建设进程快速推进的背景下，变电站的数量不断增加，同时变电站内部的设备与系统的性能都较以往发生了“质”的改变，对运维工作人员的工作能力提出了越来越高要求，变革传统人工管理模式，加快引入与应用自动化技术刻不容缓。 (国网黑龙江宝清县电业局有限公司电力调度控制中心黑龙江宝清 155600) 摘要：在“智能电网”建设进程快速推进的背景下，变电站的数量不断增加，同时变电站内部的设备与系统的性能都较以往发生了“质”的改变，对运维工作人员的工作能力提出了越来越高要求，变革传统人工管理模式，加快引入与应用自动化技术刻不容缓。本文在对变电站运维自动化技术的应用价值进行阐述的基础上，对当下运维自动化技术应用中存在的问题与解决策略进行了浅谈，旨在有效推进国内变电站运维工作自动化建设进程。 关键词：变电站；运维工作；自动化技术；解决对策 随着我国电力事业的蓬勃发展，变电站的数目不断增多，内部的系统结构复杂度以及设备精密性程度不断增加，增加了变电站运行维护工作人员的工作量，加之运维工作技术要求不断提升，大大增加了变电站运维工作人员的工作难度。为了可以在确保变电站运维工作保质保量完成的基础上，降低运维工作人员的工作量，提高工作效率，就需要改变与创新运维工作人员的工作模式，加快引入与应用自动化技术。 1 变电站运维自动化技术应用的重要价值 运维工作是确保变电站运行稳定性与安全性的重要保障。随着智能变电站建设力度的加大，变电站运维工作量不断增加，工作技术要求不断提升，传统以人工巡检为主的运维工作模式已经无法满足新形势下变电站的工作需求。此时如果可以将自动化技术应用于变电站运维工作中，那么可以在提升运维工作质量与效率的基础上，降低人力成本，增加供电企业的经济效益。比如，通过自动化运行软件的应用，可以实现对各种变电站内部设备的运行情况进行全天候不间断监控，并且在出现故障隐患后可以进行自动报警，这样有助于提高故障解决的时效性，降低变电站运行故障可能造成的损失。 2 变电站运维自动化技术应用中存在的问题 2.1 人员素质偏低问题 虽然运维自动化技术在变电站运维工作中的应用可以减轻运维人员的工作量，但是这并不意味着运维工作人员的素质问题就可以不管不顾。实际上，运维自动化技术的应用会对运维人员自身的工作素质提出更高要求，所以当下变电站运维工作人员素质偏低问题也是影响运维自动化技术得以顺利应用的一个重要问题。比如，在运维自动化技术的支持下，电力二次系统运维过程中会以软硬件相结合的方式，融合了计算机控制、通信技术、自动化技术和电子技术等众多领域的技术，所以为了可以全面、准确地分析变电站的运维工作数据，就需要运维工作人员具备很高的专业技术水平与广泛的专业知识面。 2.2 技术支撑不足问题 当下我国变电站运维自动化技术还没有得到全面普及与贯彻落实，各地区的变电站都结合自身的情况开始逐步运用自动化技术，但是在当下许多变电站的运维自动化技术建设中依旧还存在技术支撑不足的问题。比如，在变电站运维工作中会实时产生海量的运行数据，但是由于运维自动化系统建设过程中缺乏人工智能技术以及规则引擎和数据库等一些专家系统技术支持，使得运维工作人员需要亲自从海量的变电站运行数据中去挖掘和分析关键信息，这种情况势必会影响运维工作的效率，同时也会增加变电运行故障的发生概率。 2.3 运维信息共享问题 在自动化技术的支撑下，可以在变电站运维工作中构建各种各样的监控系统，以此对不同的变电运行设备或系统运行的情况进行实时监控。但是由于不同的监控系统业务面对的对象不同，实际的部署和管理中可能会存在相互独立的情况，这使得有关系统安全的相关信息无法实现相互共享与互动，进而影响了安全策略制定的一致性，同时也会增加复杂运行数据相互干扰的情况，这势必也会对变电运维工作的效率带来不利影响。 3 变电站运维自动化技术应用问题的解决策略 3.1 提升运维人员素质 运维工作人员是变电站运维工作的主体，也是影响整个运维自动化系统建设成败的一个因素因素，他们自身的工作素质至关重要，所以要注意打造高素质、专业化的运维工作队伍。首先，可以在对管理体制进行改善的基础上，立足于供电企业运维工作部门的实际工作情况，优化运维工作人员结构组成的基础上，组织他们积极学习变电站运维工作方面的相关标准以及自动化技术、信息遥控技术等先进的技术，尤其是要注意一同让运维人员参与到综合自动化系统建设中来，使他们亲自感受和体会运维自动化技术及其应用的项知识与注意事项，避免因为他们缺乏运维自动化技术方面的专业知识而影响自动化系统的顺利运行。其次，平时要注意定期开展运维工作人员教育培训和业务考核工作，督促他们积极学习自动化技术等先进技术。最后，要注意增强运维人员的信息处理能力。鉴于中电力调度工作的实时性要求，变电站中二次系统的运维工作人员要时刻注意关注包括二次设备运行情况、机房环境参数、系统信息安全以及网络互连情况等众多运行数据，这对运维工作人员处理信息的能力提出了更高要求，所以提升他们的信息处理能力也是当下顺应运维自动化技术应用与发展的一个必然要求。 3.2 强化先进技术支撑 为了可以更好地推动变电运维自动化技术在变电站自动化建设过程中得以贯彻落实，离不开先进科学技术的支撑。一方面，要立足于变电站运维工作的需求，灵活地运用云计算技术、大数据技术、人工智能技术以及规则引擎和数据库等一些专家系统技术支持，这样可以提升变电站运行关键数据的挖掘和分析有效性。另一方面，要对当下变电站运维自动化技术中的一些技术进行改进与优化。比如，当下的信息遥控技术、数据采集技术与设备抗干扰技术等在实际的自动化建设过程中还存在一些问题，要结合实际的自动化建设需求进行合理改进，如在优化自动化数据采集技术期间，要注意全面整合全部传输的信息，确保信息采集的全面性，同时还可以在建立的运维自动化系统中科学设置报警装置，以此确保自动化技术应用的安全性。 3.3 注重共享运维信息 为了进一步提高变电站运维自动化技术的应用质量，还要进一步打通运维信息共享的通道。比如，可以从自动化系统构建过程中的软
浅析数字化变电站电气二次设计 发表时间：2016-11-30T13:51:04.793Z 来源：《电力设备》2016年第18期作者：李学纯 [导读] 笔者结合自身多年的变电站工作经验，探讨有关数字化变电站的运行内容，系统分析变电站电气二次设计，以供参考。 (大理电力设计院有限责任公司云南大理 671000) 摘要：在电力系统中，变电站是重要的组成部分，且伴随电力系统数字化的深入发展，变电站内部也逐渐形成了数字化应用的结构，很大程度上提升了变电站运行的自动化程度，确保电力系统供电的质量。笔者结合自身多年的变电站工作经验，探讨有关数字化变电站的运行内容，系统分析变电站电气二次设计，以供参考。 关键词：数字化;变电站;二次设计 在电力系统中，变电站是其中重要的组成部分，而数字化的应用也成为其未来发展的方向之一。众所周知，数字化在变电站中的应用，能够保障变电站收集信息、传输信息与处理信息，而数字化的设备与技术保障了这些流程的数字化运行，大大提高了运行质量与效率。而二次设计占据着数字化电气设计的重要内容，本文对此进行探讨，分析数字化变电站电气的二次设计。 1数字化变电站概述 随着我国经济与科技的高速发展，我国数字化变电站在各种技术中取得了实质性的突破，如仿真技术、综合自动化技术、电子式互感器技术等等，这些技术的发展也为我国数字化变电站设计建设及发展打下技术性基础。而在计算机网络方面，高新技术也取得了较大程度的突破，这又为我国变电站的数字化发展带来了更大的契机。数字化变电站在运行中需要对其信息进行收集、传输以及处理，最终输出信息，渗入了数字化技术与设备的使用以后，这一流程与功能的实现将更为高效[1]。与传统的变电站相比，数字化变电站展现了较大的优势，比如智能化设备的补充、通信协议以及模型的统一、通信确保了网络化、运行管理工作也确保了自动化。 在数字化变电站运行过程中，其基础的组成包括了一次设备与二次设备智能化，而拥有智能化功能的设备能够实现相互之间命令及状态的交换与控制，同时本身的自我检测能力更具备了较高的性能，对自身的运行状态、数据信息的传输处理等功能有极速检测以及自动化作用，处理数据信息以后，还能对设备运行过程中是否面临维修问题进行准确的判断。 2数字化变电站电气二次设计中的注意事项分析 2.1线路保护 线路的保护由三部分组成，分别是分相电流差动保护、过流保护以及距离保护。分相电流差动保护会出现误动的情况，其原因主要是电磁式互感器存在的饱和状态，但在电子式的互感器中，又具备了一定的非饱和特征，因此就直接将以上问题解决。距离保护则是保证电流非周期分量的功能，通常情况下，电磁互感器不能本质上去改变非周期分量，于是使得测距的误差越来越大，针对这一情况的解决，比较常用的方式是加大数据窗，但这种常规方式又同时会降低距离保护的速度，形成了新的问题。而电子式互感器则能够通过对微分方程原理阻抗算法算段数据窗的充分利用，达到提高距离保护速度的目的，于是成功解决上述问题[2]。众所周知，电磁式互感器一旦出现了饱和的状态，那么就会对反时过流保护在动作操作上与时间控制上都产生较大的影响，延长了动作保护时间，而由于受到相角精准度的影响，在电磁式互感器出现饱和的情况下，还难以保证相角得到更为准确的定位，这也就是二次电流畸变的情况。在数字化技术的应用下，这一难题也得到了很好的解决，选择无饱和与特性相似的不同常规互感器交换并应用数字化技术功能即可。 2.2数字化低周保护 数字化应用下的低周保护与传统应用相比有着巨大的优势，而最为重要的区别与优势还在于数字化低周保护不用信号电缆，它是通过在单元位置就可以接受到母线电压，同时精准计算出对应的频率，于是通过报文的方法输出是否出现跳闸等命令。如果是10kV间隔设置自动投退的低周压板，那么就要密切地参考其对应的调度值，并提早对某一个出口跳闸投退进行设置，从而更好地发挥其本身的应用与功能[3]。 2.3母差保护 对于母差保护数字化设计，在进行的过程中通过对母差子站模拟信号的转化，确保数字信号的应用。母差保护是对已经具有的母差保护改变成为主站与子站两个部分的新的母差保护，但要确保间隔数字化设计完成，就必须逐一地将电流与电压各个单元与母差保护的主站相联，随后进行GOOSE的输入，从而达到连接网络的目的。 2.4电气安全 进行数字化变电站电气二次设计，既要确保整个设计工作的专业科学性，同时还要预防各种影响安全的事故发生，保障供电企业得以稳定地运行。所以电气二次设计工作，必须采用安全防误装置，且将其与变电站系统进行同时的施工，同时投入运行，才能实现其应有的防护功能。 3数字化变电站电气二次设计 3.1选用智能设备 数字化变电站电气智能设备包含了电子式互感器、二次设备以及智能开关等，在众多的对象中只有二次设备具有一定的选择性特性，且必须采用网络化设备。另外，如电子式互感器则包括了两种方案，无源电子式互感器和有源电子式互感器。在当前现代化技术发展阶段，我国很多变电站设计均采用有源电子式互感器。再比如智能开关，我国较多的变电站当前使用的是智能终端，并配合过去传统的开关相组合结合使用。 3.2通信规约 数字化变电站网络层也由两个部分组成，分别是站控层与过程层，前者包括了两种通信规约方法，如103规约和IEC61850通信规约，后者则只有IEC60044-8通信规约。在这些类别的通信规约中，103规约是过去传统中大量使用的服务方式，而在当前的变电站站控层网络中普遍采用IEC61850通信规约。如果是数字化变电站，大多也采用IEC61850通信规约，也有的将两者之间组合应用。 3.3设计组屏方案 数字化变电站的组屏方案设计和过去传统的相比有着较大的区别，在功能上看，数字化变电站组屏方案更齐全，操作便捷，而且针对
数字化变电站简介及常规检测周利明 发表时间：2018-01-26T17:56:38.217Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：周利明丁洪波 [导读] 摘要：本文主要介绍了数字化变电站的定义、特点，数字化变电站检测专用仪器的使用及常规检测项目开展及注意事项。 (云南电力技术有限责任公司云南昆明 650061) 摘要：本文主要介绍了数字化变电站的定义、特点，数字化变电站检测专用仪器的使用及常规检测项目开展及注意事项。为数字化变电站的了解及检测项目的开展提供参考。 关键词：数字化变电站；检测；光数字测试仪 随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，越来越多的地方建了数字化的变电站，部分新能源如风电场、光伏电站的升压站也建成了数字化升压站，对于数字化变电站的学习及检测有必要加强。 1数字化变电站介绍 1.1数字化变电站的定义 数字化变电站是指按照站控层、间隔层、过程层构建，过程层采用具有数字化接口的智能一次设备，以网络通信平台为基础，采用DL/T860 数据建模和通信服务协议，实现了变电站监测信号、控制命令、保护跳闸命令的数字化采集、传输、处理和数据共享，可实现网络化二次功能、程序化操作、智能化功能等的变电站。 1.2数字化变电站的特点 通过光纤通讯来传递信息，取代原来复杂的二次电缆，可以节省大量投资；电缆很少，方便做好防火措施，可以降低火灾风险；可以减少电缆施工、接线等大量工作量，缩短工程时间；二次机柜内二次接线很少，机柜内看着很整洁；可以避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题。 用电子式（或光）互感器解决传统互感器的固有问题，电力互感器是电力系统中的一种测量传感器，负责基本参数的测量，为系统的计量、保护监控单元提供依据信号。传统互感器存在有功率损耗大、体积大、造价贵；因受铁芯磁饱和限制，通常在使用时，将测量用电流互感器与保护用电流互感器分开处理；当短路电流过大，致使电流互感器铁芯饱和而使电流信号畸变等缺点。电子式互感器有简单的绝缘结构，优良的绝缘性能；消除了磁饱和与磁滞问题；二次侧无开路危险，抗电磁干扰性能好；体积小、重量轻、节约空间；适应电力测量和保护数字化、微机化和自动化发展的潮流等优点。从图1和图2可以得出电子式互感器还可以提高测量精度。 采用IEC61850通信标准，系统开放性高，按统一的通信协议传输，实现不同设备和不同功能的信息共享，解决了不同厂家间通讯兼容问题，变电站设备选型更加方便、实用，变电站的扩建、维修将更容易，不会受制于单一厂家。 通过智能终端对一次设备进行信息采集、传输、处理、控制，智能终端作为一个过程层装置，通过光纤GOOSE网或点对点的光纤连接接收相关联的间隔层设备的控制指令，完成对断路器等一次设备的操作，同时采集断路器等一次设备的相关状态信号通过光纤上送给间隔层设备。 合并单元，对一次互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定格式转发给间隔级设备使用的装置。通过合并单元实现电流、电压的采集及数据共享。 2数字化变电站检测及注意事项 数字化变电站检测项目和常规变电站差异不大，但是需要使用专门的检测仪器，如光数字测试仪、数字保护测试仪等专门的数字化检测设备。 2.1光数字测试仪的使用 DM5000H手操光数字测试仪，可以模拟合并单元输出标准的光数字报文，对光数字保护测控装置进行测试。 检测使用一般步骤： 1）导入文件。找到最新的SCD文件，安装SD卡内的工具软件转换成KSCD文件，不转换的SCD文件无法导入测试仪，转换好后存入SD卡，打开测试仪，导入对应KSCD文件，（设置—全站配置文件—Enter—导入—选择文件Enter—ESC 后自动导入）。 2）导入成功后，选择该KSCD文件，进行参数设置，选择基本设置（根据实际参数修改PT、CT变比）。 3）基本设置—SMV发送设置（SMV类型：选择 IEC 61850-9-2；交直流设置—所有通道都是交流，确有直流量对应修改；SMV发送1—光口1（与实际接入的光口对应。 4）SMV测试：选择导入IED—选择需要测试的测控装置—确认—导入本IED—作为被测对象导入—Enter —导入完成—ESC （可在SMV发送设置里看到SMV发送列表）。 5）电流电压功能：密码（654321）进入设置页面，设置好电流电压值、角度、步长等参数，全部发送，根据实际需求改变参数完成测试。 6）B码对时：系统设置（光串口接收设置—正向B码/反向B码/正向PPS/反向PPS），光串口接收信号定义（正向、反向）修改以上两个参数，进入B码对时界面确认对时正常。 2.2常规检测项目 测控装置遥测采样精度测试，使用DM5000H加量，将需要检测的装置IED导入，作为被测对象导入，进入‘电压电流’项目，输入密码，根据试验要求设置电压电流的步长，修改角度，‘发送SMV’,在测控装置上记录电压、电流、有功、无功一次值，同时观察后台数据是否正常。记录时应观察数据是否满足要求，不满足要求，应检查装置、仪器变比等参数是否设置一致。如后台数据不正常，检查画面测点是否链接正确，变比等参数是否正确。 测控装置遥信核对，使用DM5000H加量，将需要检测的装置IED导入，作为被测对象导入，进入‘电压电流’项目，输入密码，按F1切换为GSE项目，选择检测的遥信信号，手动改变遥信信号的状态，检查后台信号变位及报警是否正确。 测控装置遥控试验，进入‘设置’—基本设置—GOOSE发送设置—添加GOOSE—从全站配置中选择GOOSE—选择所在IED—Enter—
我国数字化变电站发展现状及趋势 作者：全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会何卫来源：赛尔电力自动化总第80期 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将产生深远的影响。数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。 数字化变电站在我国发展迅速，从1995年德国提出制定IEC61850的设想开始，中国就一直关注IEC61850的发展。全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会自2 000年起，将对IEC61850的转化作为工作重点之一。从CD（委员会草案）到CDV，从F DIS到正式出版物，标委会及其工作组专家密切跟踪IEC标准的进展，用近5年的时间，二十多位专家的辛勤工作，完成了IEC61850到行业标准DL/T860的转化。 标准转化的同时，国内顶级设备制造商如南瑞集团、北京四方、国电南自、许继电器等同步开展了标准研究和软硬件开发。2006年以来，相继有采用IEC61850标准的变电站投入运行，从110kV到500kV，从单一厂家到多家集成，国内对数字化变电站工程实践的探索正在向纵深发展。 在国调中心的领导下，从2004底开始，标委会成功组织了6次大规模互操作试验，极大地推动了基于IEC61850标准的设备研制和工程化。 为规范IEC61850在国内的有效有序应用，2007年，标委会将DL/T860标准工程实施技术规范纳入工作计划，并迅速组织有关专家进行起草，经广泛征求意见，2008年该规范通过标委会审查报批。成为指导DL/T860标准国内工程实施的重要配套文件。 目前，国内各网省公司都进行了数字化变电站试点，对DL/T860标准的应用程度和技术水平各不相同，有单在变电站层应用DL/T860的，也有在过程层试验的，还有结合电子式互感器应用的；有单一厂家实现的，也有多达十多加设备制造商参与的。数字化变电站的试点已经较为充分，现在应该到了总结成功经验、探讨发展策略的时候了。
数字化变电站技术规范
中国南方电网有限责任公司企业标准 数字化变电站技术规范 （审查稿） Q/CSG ×××××－２００9 2009- - 发布 2009- - 实施中国南方电网有限责任公司发布
目次 前言 (1) 1范围 (3) 2 引用标准 (3) 3 术语与定义 (5) 4 系统构成 (6) 5 系统配置 (8) 6 设备技术要求 (10) 7 软件技术要求 (20) 8应用功能 (23) 9 总体性能指标 (50) 10 设计要求 (52) 11 产品验证技术要求 (53) 附录A 典型应用方案（资料性附录） (54) 附录B 建模原则（资料性附录） (58) 附录C 服务（资料性附录） (77)
前言 近年来，随着工业级网络通信技术、集成应用技术、电子及光电采集技术、信息技术，特别是IEC61850标准的颁布，数字化变电站技术具备了基本应用基础。数字化变电站是以变电站一、二次系统为数字化对象，对数字化信息进行统一建模，将物理设备虚拟化，采用标准化的网络通信平台，从而以信息共享、硬件平台综合集成应用、软件功能插接复用、逻辑功能智能化策略的全新模式，实现变电站运行监视、快速保护、智能分析、标准化操作、设备状态监测等基本功能，并为数字化电网以及广域控制技术的发展奠定基础。 在公司生产、调度等部门的领导下，各级科研和生产单位在数字化变电站和电力生产数字化建设方面进行了积极探索和开展了卓有成效的应用实践。数字化变电站已经成为当前建设的一大热点，一些数字化变电站的试点应用工程已经建成并投入试运行。总体来看，数字化变电站试点工程运行良好，充分体现了新技术的优势，也为电网的可持续发展提供了宝贵经验；同时也暴露了建设标准不统一、设备良莠不齐等问题。为
数字化变电站关键技术及未来展望 国得到迅速发展。数字化变电站就是把变电站的信息采集、处理、传输以及输出全部实现数字化。由于这项技术汇集多方面、多层次技术革新，所以它的发展将会是一个比较长期的过程。主要阐述了数字化变电站的背景和特征，着重介绍了变电站数字化过程中的关键技术，同时介绍了变电站数字化之后对未来产生的影响。 为了提高电力系统的自动化水平和可靠性，提高电网企业的经济效益和管理水平，我国电力企业积极进行变电站的数字化。随着国家标准的不断完善以及智能断路器、非常规互感器和网络技术的发展，数字化将是未来变电站自动化发展的必然趋势。 一、数字化变电站的特点 随着数字化技术的出现和应用，数字化变电站的概念也被提出。数字化变电站可以实现信息的整体和统一处理,同时具备变电站内IED之间、控制中心和变电站之间协同互动运行的能力。一般情况下，数字化变电站具备以下几个技术特点。 1.层次化 由于所具备的功能差异，变电站的结构逻辑可分成间隔层、过程层以及变电站层。间隔层的作用是通过本间隔的数据作用于自身间隔的一
次设备。所有与一次设备接口功能的实现是通过过程层完成的。利用全站的数据，变电站层可以对全站的一次设备进行监视以及控制，同时可以实现与远方控制中心进行交换数据。 2.一次设备的智能化 可编程（PLC）控制器可以替换变电站二次回路中的继电器及其配套的逻辑回路，光电数字和光纤将会代替变电站目前普通的模拟信号和控制线路被。 3.二次设备的网络化 变电站的二次设备不设功能装置重复的输入/输出接口，通过网络可以真正实现数据共享、资源共享，普通的功能装置也会演变成逻辑的功能模块。 4.运行管理实现自动化 日常运行、维护、数据记录可以实现无纸化办公和自动化的信息分流交换；变电站发生故障时，及时提出故障原因和维修意见；系统可以自动发出变电站设备状态检修报告。 二、数字化变电站中的关键技术
智能变电站综合自动化技术浅析 发表时间：2018-08-13T17:07:44.913Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：李丽丽张世汉谭科[导读] 摘要：继电保护及实时监测、控制是电力系统安全可靠、优质高效运行的首要基础和有力保障。 （中机国能电力工程有限公司上海市 200444）摘要：继电保护及实时监测、控制是电力系统安全可靠、优质高效运行的首要基础和有力保障。常规保护和监控设备结构及接线复杂，整定调试工作量大，而且需要定期维护，对于相对复杂的保护方式和要求智能化程度较高的功能较难实现。随着对电网控制精度、准确度、智能化程度以及供电安全性、可靠性的提高，如何实现变电站综合自动化和管理自动化是电力科技工作者面临的主要课题，是电力 系统发展的必然趋势，也是电力科技发展的技术推动力。 关键词：智能变电站；变电站综合自动化；自动化技术前言 智能站的兴起带动了变电站电气二次系统建设新的革命，自动化在电力投资中所占的比例已然急剧增加，以微处理机为基本测控手段的数字式综合自动化装置已成为当今新建电站和老站改造中二次系统建设的主流产品。建设智能变电站有许多难度很大的关键技术需要解决，是一项复杂的系统工程，决不是一朝一夕就能实现的事，需要许多相关行业长时间共同不断的研究解决。而综合自动化技术是其中十分重要的一部分。 1智能变电站的概念以及意义智能变电站就是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。变电站作为电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着点能量转换和电能量分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站自动化技术是实现变电站运行管理的重要条件。 2 智能变电站二次系统结构 智能变电站监控网络可用三层两网来概括。物理结构上，完整的智能化变电站由三个层次构成，分别为过程层、间隔层、站控层，每层均由相应的设备及GOOSE网络和SMV网设备构成。 相较于常规变电站，智能站多了一个过程层。智能站过程层主要设备包括电子式互感器（实现采样的数字化）、合并单元（实现采样的共享化）、智能终端（实现开关、刀闸开入开出命令和信号的数字化）等。 过程层主要功能包括：完成实时运行传输测保装置需要的采样值（SV）和开关量（GOOSE）。设备运行状态的监测与统计，变电站需要进行状态参数监测的有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器、直流电源系统等。在线监测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性及工作状态等数据。操作控制执行，包括变压器分接头调节控制，电容器、电抗器投切控制，断路器、刀闸的合分控制，直流电源充放电控制等。 3智能变电站综合自动化系统的组成智能变电站综合自动化系统由智能传感技术（智能传感器实现一次设备的灵活操作）、数字采样技术（采用电子式互感实现电压电流信号的数字化采集）、同步技术（采用Ｂ码、秒脉冲等网络实时方式实现全站信息同步）、网络传输技术（构成网略化二次回路实现采样值及监控信息的网络化传输）、信息共享技术（采用基于标准的信息交互模型实现二次设备间的信息高度共享和互操作）这五大技术模块组成，每一技术模块都是独立的个体，但是每个技术模块又是相互作用相互配合，最终组成智能变电站综合自动化系统，实现其功能。 4智能变电站综合自动化系统实现的功能任何事物在开始研发设计初期，都带有一定的目的性，即这个物体能够实现哪些功能，能够解决哪些问题。 （1）要实现对电网运行参数、设备运行状态进行实时监视和监控，同时具有独自完成自己检查自己诊断的功能，在变电站设备、装置内部等出现异常情况时，能立即自动报警并且还能停止这一环节的其他操作，避免扩大事态。 （2）在电网运行有事故时，可以迅速隔断、取样、诊断、决策及事故解决，把故障点以及故障原因排查在最小的范围内（3）可将变电站运行参数的在线计算、存储、统计、分析报表和远传自动完成，从而促使自动和遥控调整电能质量得以保证。 5智能变电站综合自动化系统所面临的问题近年来，不论是我国自主研发的智能变电站综合自动化技术，还是从国外外引进的此技术，在技术方面、质量方面、功能方面、数量方面都是有显著的进步和发展。但是在实际操作过程中，智能变电站综合自动化系统的部分功能还是不能被充分的发挥出来，会存在一些缺陷和问题。 5.1供需方目标不一致 （1）在经济利益的驱动下，企业在追求着利益最大化。与此同时，用户在热衷于对技术含量的追求，所以在智能变电站综合自动化系统选择中，一批批高技术含量，但功能不全面、结构不合理、性能不稳定等产品屡屡被使用。 （2）电力企业工作人员在购买变电站综合自动化系统时，由于生产厂家对自己的产品在介绍时，会夸大其功能和作用，或者是遗漏产品的一些性能，从而导致工作人员对产品的一些不够认识不透彻，对其功能的掌握不熟悉、不全面。 5.2不同产品标准不一致 远程终端控制系统（ＲＴＵ）、小电流接地装置、通信控制器、故障录波、无功装置等设备之间的数据接口不对等问题，是智能综合自动化系统的接口是长期以来没有得到有效解决的十分重要问题之一。而不同的生产厂家在制造产品时，都是闭门造车，不愿为了这些产品的接口方面的问题，去花时间和精力去沟通，所以当厂家的数量越来越多，产品种类也越来越多的时候，数据接口问题不但没有缓解而会更严重。 6智能变电站综合自动化系统所面临问题的建议为了进一步推动智能变电站综合自动化系统较好的服务于社会，让我们更多的享受到科学技术发展带来的红利，对智能变电站综合自动化系统所面临问题，提出以下两方面的建议。 6.1统一供需方初衷