110kV中华数字化变电站设计研究
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110kV智能变电站工程设计实践摘要:智能电网是一个完整的体系,具备灵活性、可靠性、经济性等特点,且便于运营和管理。
智能变电站是智能电网的重要环节之一,终端站更是电网基础运行数据的采集源头和命令的执行单元,对智能电网起支撑作用。
在现阶段智能变电站中,二次系统较常规站有很大的变化,不仅增加了设备,而且结构更加复杂。
本文针对110kv新关(城东)智能变电站工程的实际情况,主要对智能化二次系统设计原则、网络结构及各层设备的配置进行了介绍,探讨分析了智能变电站设计过程中存在的一些实际问题。
关键词:智能变电站监控系统网络结构智能终端合并单元1 概述智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑[1],是电网基础运行数据的采集源头和命令执行单元,对智能电网起支撑作用。
智能变电站设计建设过程中,诸如监控系统配置、二次智能化设备配置、变电站二次网络结构等问题,都是智能变电站建设中需要解决的。
针对于具体情况,解决这些问题是智能变电站建设成功的关键。
110kv新关(城东)变电站工程是一座开发区的智能变电站。
作为电网的末端站,智能化变电站不仅要尽量减少设备的费用,并且需要兼顾保护装置的安全稳定运行。
本文结合110kv新关(城东)变电站工程(有110kv、10kv两个电压等级),就终端负荷站的部分设计内容进行了探讨。
2 变电站二次系统的设计2.1 建设背景介绍为满足城东工业园新增负荷,满足园区经济发展和生产运行的要求,故建设110kv新关(城东)变电站。
110kv新关(城东)变电站按最终规模建设,安装2台容量为50mva的主变压器,每台主变低压侧配置2×3600kvar并联电容器组;110kv终期采用外桥接线,10kv采用单母线分段接线。
本站已于2012年12月投运。
2.2 设计原则①本站站按智能化变电站,无人值班设计。
②采用计算机监控系统,配置主机兼操作员站。
③采用分层分布式的网络结构,全站分为站控层、间隔层和过程层。
110kV智能变电站设计及其可靠性研究王梦摘要:110kV变电站电力系统其内部结构非常复杂,对保证其安全运行有很大影响,而电能的使用是人们日常生活和工作的必要保证,电能使用安全也是人们越来越关注的问题。
随着科学技术的不断发展,各种新型技术被应用到电力系统的开发和维护中,而我国目前对于变电站设计可靠性的研究尚处于初级阶段,相关单位应加强相关研究。
关键词:智能变电站;设计;可靠性一、建设110KV智能变电站的总体思路(1)智能变电站要根据IEC61850的协议进行构建,在站控层和间隔层间通过100Mbit/s的以太网来实现信息的交换,而间隔层和过程层可以应用光纤点完成采样值与开关量的信息交换。
(2)一般来说,110KV要根据IEC61850的协议进行数字输出电子式的互感器,而间隔采样的数据传输要使用IEC61850-9-1协议,实现跨间隔数据的传输。
(3)使用传统一次设备,进行智能终端的设备配置,可以应用光纤和保护测控设备完成连接。
(4)在配置上要符合我国IEC61850的通信标准,按照数字式的继电保护与安全自动装置。
(5)在计量系统上的配置,要有光纤以太网接口数字式的电能表。
(6)主变过负荷的联切装置要根据开关量信息实现交换,以站控层的网络GOOSE系列的服务来实现。
二、110kV变电站智能化设计2.1智能化一次设备的使用在110kV智能化变电站中,智能化一次设备属于底层基础性元器件,其工作的智能化水平将直接反映整个变电站系统的智能化程度,因而智能化一次设备的选择至关重要。
智能化一次设备主要由电子式互感器和智能断路器组成。
电子式互感器主要有无源和有源两种。
无源互感器以光纤电流互感器居多,其根据磁光的法拉第效应,利用光纤作为信息传输的载体,频带范围较宽且安装体积小;而有源互感器则是将传统的电压或电流式互感器输出的电压、电流数字化处理,并利用光纤、网络单元等将数据信息传送到测控保护装置等。
由于电子式互感器采用光纤通信,其在抗外界干扰和工作可靠性方面比传统常规型变压器有较大的优势。
110KV 变电所电气设计说明所址选择:首先考虑变电所所址的标高,历史上有无被洪水浸淹历史;进出线走廊应便于架空线路的引入和引出,尽量少占地并考虑发展余地;其次列出变电所所在地的气象条件:年均最高、最低气温、最大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级,把这些作为设计的技术条件。
主变压器的选择:变压器台数和容量的选择直接影响主接线的形式和配电装置的结构。
它的确定除依据传递容量基本原始资料外,还应依据电力系统5-10 年的发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素,进行综合分析和合理选择。
选择主变压器型式时,应考虑以下问题:相数、绕组数与结构、绕组接线组别(在电厂和变电站中一般都选用YN ,d11 常规接线)、调压方式、冷却方式。
由于本变电所具有三种电压等级110KV、35KV 、10KV ,各侧的功率均达到变压器额定容量的15%以上,低压侧需装设无功补偿,所以主变压器采用三绕组变压器。
为保证供电质量、降低线路的损耗此变压器采用的是有载调压方式,在运行中可改变分接头开关的位置,而且调节范围大。
由于本地区的自然地理环境的特点,故冷却方式采用自然风冷却。
为保证供电的可靠性,该变电所装设两台主变压器。
当系统处于最大运行方式时两台变压器同时投入使用,最小运行方式或检修时只投入一台变压器且能满足供电要求。
所以选择的变压器为2X SFSZL7-31500/110型变压器。
变电站电气主接线:变电站主接线的设计要求,根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、出线回路数等条件和具体情况确定。
通常变电站主接线的高压侧,应尽可能采用短路器数目教少的接线,以节省投资,随出线数目的不同,可采用桥形、单母线、双母线及角形接线等。
如果变电站电压为超高压等级,又是重要的枢纽变电站,宜采用双母线带旁母接线或采用一台半断路器接线。
变电站的低压侧常采用单母分段接线或双母线接线,以便于扩建。
6~10KV馈线应选轻型断路器,如SN10型少油断路器或ZN13型真空断路器;若不能满足开断电流及动稳定和热稳定要求时,应采用限流措施。
220kV和110kV变电站典型设计研究与应用一、本文概述随着电力行业的迅猛发展,220kV和110kV变电站作为电力系统中不可或缺的关键环节,其设计、建设和运行水平直接影响着电力系统的安全、稳定和经济性。
因此,对220kV和110kV变电站的典型设计进行研究与应用,具有重要的理论和实践意义。
本文旨在对220kV和110kV变电站的典型设计进行深入的研究,分析当前国内外变电站设计的最新理念和技术趋势,总结出一套符合我国国情和电力行业发展趋势的变电站典型设计方案。
同时,通过案例分析,探讨典型设计在实际工程中的应用效果,为今后的变电站设计提供有益的参考和借鉴。
本文的研究内容主要包括以下几个方面:对220kV和110kV变电站的典型设计进行理论探讨,明确典型设计的内涵、特点和优势;分析国内外变电站设计的最新理念和技术趋势,提出适合我国国情的变电站典型设计原则和技术路线;再次,结合具体案例,分析典型设计在实际工程中的应用情况,总结经验教训;对变电站典型设计未来的发展方向进行展望,提出相应的建议和对策。
通过本文的研究,期望能够为220kV和110kV变电站的设计、建设和运行提供有力的技术支持和指导,推动我国电力行业向更高水平发展。
二、变电站典型设计概述变电站典型设计是针对不同电压等级、不同地理位置、不同运行条件的变电站,制定的一套标准化、模块化的设计方案。
这种典型设计旨在提高变电站建设的效率,降低建设成本,同时确保变电站的安全性和稳定性。
在220kV和110kV变电站的设计中,典型设计的应用尤为重要。
变电站典型设计包括电气一次设计、电气二次设计、结构设计、水工设计、暖通设计等多个方面。
电气一次设计主要涉及电气主接线、变压器选择、电气设备布置等;电气二次设计则包括保护、控制、测量、通信等系统的设计。
结构、水工和暖通设计则关注变电站的建筑结构、给排水、通风空调等基础设施的设计。
在220kV和110kV变电站典型设计中,需要综合考虑变电站的容量、地理位置、运行环境等因素。
关于110kV变电站土建设计的研究110kV变电站土建设计是电力建设领域中的一个重要环节,涉及到建筑设计、土建工程、管线布置、转供电设备等方面。
在土建设计中,主要包括建筑结构设计、基础与地基处理、防雷接地、防水隔热、通风与安全等方面的考虑与规划。
本文主要探讨110kV变电站土建设计的各个方面。
1.建筑结构设计110kV变电站的建筑结构设计,需要考虑到其安全性、经济性和功能性等因素。
建筑设计应充分考虑内部设备的布置,避免因结构设计不合理而影响站内设备的正常运行。
建筑结构的设计应考虑到建筑材料、施工技术和环境因素等方面,以确保建筑结构的安全性和经济性。
2.基础与地基处理110kV变电站的基础应根据所在地区的地形地貌条件,结合地质勘探情况进行设计。
基础的稳固性和耐久性对于110kV变电站的安全性至关重要。
地基处理应结合场地调查结果,根据土壤物理力学性质,采用合适的处理措施,以确保站房的平稳和承载能力。
3.防雷接地110kV变电站的防雷接地设计是变电站土建设计的一个难点。
接地系统应避免与机房等干燥地带的接地系统相互干扰,同时应把接地系统与、蓄电池室电源接地系统相隔离,并确保接地系统针对不同地质和环境条件进行合理选择设计。
在接地系统的设计中,还应考虑其维护和管理的方便性,以及日后可能发生的电气故障和硬件损坏的情况,以提高防雷接地系统的可靠性和安全性。
4.防水隔热防水隔热是110kV变电站的常规建设标准,用于保护建筑和设备免受雨水、雪水和地下水的侵蚀。
在设计中,应考虑建筑的特殊要求,如门和窗的数量、尺寸和位置,厨房和洗手间的位置以及通风和空调系统的配置等方面。
同时,考虑环境保护要求,不适宜使用不环保的材料,尽可能选用防护设备和功能体现环保理念的材料进行建设。
5.通风与安全变电站内部需要保持通风和循环的要求,应采用合适的通风系统进行设计。
通风不仅能改善室内环境,而且也是火灾和烟雾引起的安全隐患的解决方案之一。
110kV数字化变电站电气二次设计摘要:本文以某市电网某110kV数字化变电站为实例,介绍了数字化变电站综合自动化系统的主要设计内容,包括计量装置及直流系统设计、继电保护装置配置方案、计算机监控系统设计、组屏方案、电气二次设备布置,为数字化变电站电气二次工程设计提供了理论参考。
关键词:数字化变电站;电气二次设计;智能化本文以某市地区某110kV数字化变电站为例,讨论其电气二次设计相关内容。
该变电站110kV、10kV均为单母线分段接线,电压等级为110kV/10kV,主变压器容量2*63MVA,为有载调压双绕组变压器。
110kV出线4回,10kV出线24回。
变电站按照无人值班的数字化变电站原则设计,采用计算机监控系统对全电气设备进行集中监视和控制,调度自动化功能由计算机监控系统实现。
1计量装置及直流系统设计1.1直流系统设计按直流设计规程,交流电源事故停电时间按2h计算,本变电站设置1套DC220V/200Ah直流系统作为全站控制、保护、直流操作、通信电源,并兼做事故照明电源。
直流系统配1套5kVA UPS,通信蓄电池不单独设置。
直流系统采用单套充电装置、单套蓄电池,单母线接线。
直流系统主要向保护室内二次屏柜、10kV开关柜、GIS室就地控制柜设备供电。
系统以单回路辐射方式向110kV系统保护、测控和自动化装置等集中布置的设备供电;以双回路环网方式给就地安装于10kV开关柜的保护测控装置供电,开关柜上设置直流电源小母线;单回路辐射方式向GIS室就地控制柜供电。
1.2计量装置设计本变电站配置2套电能量采集装置,该装置能准确、可靠地采集变电站内计费(考核)点上的电能量数据,存储并发往地调电能量计量主站和营销采控主站系统。
各主站计量系统要求各厂站系统采用以太网口、2M专线通道或4M通道接入。
能完成各计费关口点有关数据采集、处理及远传功能,保证数据的一致性及完整性;电能量采集装置具有3个以上通信口,并可支持多种通信规约,以实现与不同厂商的主站通信。
探讨110kV数字化变电站建设
秦余庭
【期刊名称】《电工技术:理论与实践》
【年(卷),期】2015(000)007
【摘 要】数字化变电站具有安全性高、可靠性高、经济性高的三高优点,所以数
字化变电站的建设在我国占据了非常重要的地位。数字化变电站主要是把变电站的
二次设备进行改造,让二次设备的接线更加简单,使变电站的后期运行维护更加的
方便。而且我国现在正在普及智能电网,所以数字化变电站的建设已经成为必然的
趋势。本文对数字化变电站的建设原理和关键技术进行了概述,并把数字化变电站
与常规的变电站进行了比较,比较过程中显示出了数字化变电站的优势,并结合数
字化变电站建设中的现存问题,提出了相应的改进措施。
【总页数】1页(P96-96)
【作 者】秦余庭
【作者单位】贵州江源电力建设有限公司,贵州贵阳550005
【正文语种】中 文
【中图分类】TM76
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110kV数字化变电站在建设、运行过程中存在问题的优化方案
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110kV智能变电站设计及其可靠性分析马智摘要:随着我国经济的发展,智能化变电站发展的也越来越完善。
当前主要的变电站形式就出现了两种,常规式变电站和智能化变电站。
常规式变电站的缺点很多,主要表现为建设投资资源多、调试复杂、系统交互性操作困难、标准规范不够完善等等。
电气自动化和智能化的发展出现使得二次设备网路融合技术在变电站建设中得到了广泛应用,大大推进了我国变电站建设技术的前进。
为了优化变电站配置,以提高电网运行的稳定性,笔者在文中探讨110kV智能变电站的设计问题,并对其可靠性做出分析。
关键词:110kV;智能变电站;设计;可靠性引言社会经济的快速发展,变电站逐渐走向智能化和自动化的发展。
在传统的变电站设备管理中,有很多人为操作引起的失误,也有很多当变电设备损坏之后没能及时进行维修所引起的事故。
只有在今后的工作中对智能变电站的设计不断地进行优化,才能将这些问题消灭在萌芽之中,促进我国电网的可持续发展。
1智能变电站的基本概述智能变电站就是使用先进、可靠、集成和环保的智能设备,以建设全站的信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,在自动完成信息采集、测量、控制和保护、计量等基本功能,还具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。
智能变电站作为一种新兴的变电站形式,是在数字化的基础上,对整个电网的运行进行控制。
2110kV变电站智能化设计2.1智能化一次设备的使用10kV智能变电站的一次设备智能化设计根据实际应用的需求,在110KV智能化变电站的变压器中采用电子式传感器,通过传感器传输光纤信号,将光纤和磁光玻璃以胶结的形式联合控制,能够有效缩短变电站的维护周期,同时能够实现对闭环回路的精确控制,实现了电路的动态控制。
在一次设备智能化设计过程中,采用智能化断路器,用智能化控制替代传统的机械断路器和继电器,提高了系统的智能化程度和可靠性。
在其它一次设备不变的情况下统一智能化接口,最终确保电力系统的稳定性和可靠性。
220kV和110kV变电站典型设计研究与实践应用分析国家电网公司全面改革过程中推行输变电工程变形设计是非常重要的措施,是构建友好型社会、资源节约型社会的关键,是大力发展和深入研究电网建设的基础,是多快好省、标准化建设、集约化管理的前提。
基于此本文着重阐述了220kV和110kV变电站典型设计研究与实践应用。
标签:220kV;110kV;变电站典型设计;实践应用随着科学技术和社会经济的迅速发展,传统电网设计工程是依据运行习惯、建设要求、工程环境设计的一种工程,已经不能完全满足电网建设的需求,经常出现设计成本高、重复性工作、设备质量差、争议多的现象。
输变电典型设计工程是先进的方法和理念,主要利用统一建设标准和集约化管理的理念,从而不断降低运行建设成本,提高工作效率,未来发展过程中重点突出设计标准化,提高设计进度,全面满足建设电网的需求。
一、目标和原则(一)变电站典型设计基本目的现阶段,国内已经具备十分成熟的110kv和220kv变电站设备和技术,并且随着近年来社会经济以及科学技术的发展,建设规模也在不断扩大,此时需要提升设计理念和优化设计方案,从量体裁衣的方式变为定制成衣的设計方式,以便于实现集约化管理,有效提高建设电网的管理效率,能够切实满足实际建设需求。
110kv和220kv变电站设计的根本目的实际上就是落实贯彻统一建设规范和标准,实施集约化管理,方便维护运行和招标,建设评审和设计的进度,全面提高工作的效率,降低运行和建设电网的成本。
(二)变电站典型设计基本原则变电站典型设计过程中始终贯彻落实可持续发展和以人为本的理念,综合分析所有设计模块和方案,合理选择设备、布置尺寸、改进技术以及解决问题的方案。
110kv和220kv变电站设计的基本原则就是,统一标准、合理投资、先进技术、可靠安全、高效运行,统一协调可靠性、先进行、适应性、灵活性等。
第一,统一性。
统一建设标准、统一生产标准,注重展现电网企业特征。
毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名:日期:毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。
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学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容。
保密的论文(设计)在解密后适用本规定。
作者签名:指导教师签名:日期:日期:注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
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110千伏变电站的设计及规划探讨摘要:我国城市电力网正在向着大规模化建设,供电可靠性作为城网建设地重要指标,110kv城区变电站的设计就是成为建设中的关键环节。
下面就接合作者实际工作经验,简要的分析无人值班变电站的要求,对其城区变电站设计技术进行探讨。
关键词:城区;变电站;设计技术1 电压的等级根据国家标准,城网的送电电压为220kV,高压配电电压110(63.35) kV , 中压配电电压为10 kV,低压配电电压为380/220 kV。
选用电压等级时,要避免重复降压,力求简化,220kV,以下输配电网不超过4级电压。
通过相关的资料计算,110/35/10kV,供电系统比110/10 kV供电系统建设费用和年运行费用均要高10%左右,城网建设中将逐步取消35 kV电压。
2 电网接线城网由送电线路,高压配电线路,中压配电线路以及联络各级电压线路的变、配电站组成。
电网接线的要点如下:(1) 各级电压电网接线应该是标准化的;(2) 高压配电网的接线应该力求简化;(3) 下一级电网应能支持上一级电网。
国家标准,电网的标称电压为送电电压220kV,高压配电电压110 (63、35) kV,中压配电电压10 kV,低压配电电压380/ 220 V。
根据采用架空线或电缆及变电站中变压器的容量和台数,选择接线。
变电站接线要尽量简化,采用架空线路时,以两回路为宜,采用电缆线路时可为多回路。
不论采用架空线还是电缆,当线路上T接或环入3 个及以上变电站时,线路宜在两侧有电源,但正常运行时两侧电源不并列。
高压配电变电站中压出线开关停用时,应能通过中压电网转移负荷,对用户不停电;高压配电变电站之间的中压电网应有足够的联络容量,正常时开环运行,异常时能转移负荷;严格控制专用线和不带负荷的联络线,以节约走廊和提高设备利用率。
3主变参数3.1 主变台数和容量变电站配置2台或以上变压器,当一台故障停运时,其负荷自动转移至正常运行的变压器,此时变压器的负荷不应超过其短时容许的过载容量,以后再通过电网操作将变压器的过载部分转移至中压电网。
110 kV变电站典型设计土建部分研究摘要:在110 kV变电站标准化典型设计中,土建部分的模块设计已经成为变电站标准应用的核心,文章结合工程实例分析变电站土建部分存在的问题,提出相应的设计优化方法,为广大土建设计人员提供参考。
关键词:110 kV变电站;典型设计;土建1 110 kV变电站设计存在问题及典型设计推广要求随着我国经济建设的发展,输变电网络建设也持续稳定发展中。
在全国范围内,新增了许多110 kV变电站建设。
随着变电站领域的技术发展日新月异,110 kV变电站建筑也有着与众不同的变化。
随着变电技术的更新换代、变电站设备的迅速发展,再加上城市化建设步伐的加快,110 kV变电站的站址已经逐步深入到城市人口稠密的中心区域。
比如说北京天安门广场下方,就规划建设了6个110 kV地下变电站。
随着城市的总体环境发生了巨大的变化,越来越多的高层建筑成为城市建筑的主流,在城市中心区域以及城市内建设110 kV变电站,其土建设计过程也出现了一系列的特殊问题。
这些土建设计特殊问题将影响着变电站总体安全以及变电站设备的安全运行。
部分沿用旧有的安全以及设计标准和设计规范的建设行为甚至会影响居民的正常生活。
因此,110 kV变电站建设必须与时俱进,严格按照最新的设计规范要求进行设计,在导变电站土建的设计、安装、运行模式等方面及时进行设计规范的学习与解读,避免在变电站设计及施工中产生错误及不良影响。
2 110 kV变电站典型设计土建部分的要求及落实在《110~500 kV输变电工程标准设计要求及可研深度规定》中,在可行性研究阶段,要求110 kV变电站在总体布置上,必须要实现变电站的基本功能和核心功能,实现变电站全过程、全寿命周期内资源节约,环境友好的要求。
首先是在建筑风格上,总体体现工业性产品或设施的特点,提倡工艺简洁、施工方便、线条流畅,与环境协调,遵循中国南方电网有限责任公司典型设计总体原则。
长期以来,由于变电站建设一直采用的是非标准化设计,不同的电力设计院采用的是不同的土建布置和建筑设计方案,最终导致外立面形态各异、建筑设计颜色及构造与变电站周边建筑环境不协调,特别是在城市中心区的110 kV变电站建设,还有部分位于旅游风景区的110 kV变电站建设,常常成为破坏周围环境的制约性因素。
110kv变电站设计1. 引言110kV变电站是电力系统中的重要组成部分,负责将电力从高压输电线路调整为适合配电网使用的低压电能。
本文旨在介绍110kV变电站的设计要点和技术要求。
2. 变电站布局设计110kV变电站的布局设计旨在确保安全、高效和可靠的运行。
以下是考虑的主要因素:•站内道路和设施布置:保证变电站内部道路宽敞,设施布置合理,以方便维护和运行工作的进行。
•主变压器室位置:将主变压器室放置在变电站的合适位置,以便方便输电线路和配电系统接入。
•高压设备布置:高压设备包括断路器、隔离开关、电流互感器等。
它们应该按照电力系统的要求合理布置,以便实现高效运行和系统可靠性。
•低压设备布置:低压设备包括配电变压器、开关设备等。
它们应该根据变电站与配电网的连接要求合理布置,以方便供电系统的运行。
3. 主要设备选型110kV变电站的主要设备选型是保证变电站运行可靠性和性能的关键环节。
以下是主要设备的选型要点:•主变压器:主变压器是变电站的核心设备,负责将高压电能变换为适合输送给配电网的低压电能。
在选型时应考虑功率容量、效率、绝缘性能和可靠性等因素。
•断路器和隔离开关:断路器和隔离开关是保护和控制电力系统的重要设备。
在选型时需要考虑电流负荷、短路能力、操作特性等因素。
•电流互感器:电流互感器用于测量高压电流的大小,为系统的保护和控制提供准确的参数。
在选型时需要考虑额定电流、准确性、绝缘性能等因素。
4. 防火与安全设计防火与安全设计是变电站设计中至关重要的一环。
以下是防火与安全设计的主要要点:•防火墙和防火隔离:在变电站的布局中,应设立适当的防火墙和防火隔离,以防止火灾蔓延和扩大。
•防雷击与接地:变电站应采用合适的防雷装置和接地措施,以保证设备和人员的安全。
•应急照明和安全出口:变电站应设有应急照明和明显的安全出口,以便在紧急情况下人员疏散和救援。
5. 环境保护设计变电站的设计应兼顾环境保护。
以下是环境保护设计的考虑因素:•噪音控制:变电站的运行可能产生噪音,应采取噪音控制措施,以避免对周边居民和环境造成影响。
2012年5月第15卷第5期 贵州电力技术 2012,Vol,15,No.5 GUIZHOU ELECTRIC POWER TECHNOLOGY 专题研讨
Special Repots
1 1 0kV中华数字化变电站设计研究 邱相群,陈苏蓉 (贵州电力设计研究院,贵州贵阳550002)
摘要:介绍了该变电站采用电子式电流电压互感器及选择可靠的一次设备,基于IEC61850标准,过程层、间隔层、 站控层采用三层结构两层网络,全站实现程序化操作的设计方案,探讨数字化变电站重视方案设计、保证程序化控 制可靠执行的设计体会。其中采用的程序化操作模式是设计亮点,投运至今,程序化操作顺畅、可靠。 关键词:变电站;数字化;设计方案 文章编号:1008—083X(2012)5—0027—03中图分类号:TM63文献标识码:B
我国变电站自动化技术经过二十多年的发展已 经达到一定的水平,新建的110kV变电站均采用计 算机监控的控制方式,按无人值班变电站进行设计。 随着计算机高速网络在实时系统中的开发应用,全 新的IEC61850技术标准的提出,智能化开关、光电 式电流电压互感器、电气一次设备在线状态检测、变 电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,变电站中 所有信息的采集、传输和处理为全数字化将成为变 电站自动化建设的必然趋势。 IEC61850标准已确立为全世界唯一的变电站通信 标准,也将成为电力系统中从调度中心到变电站、变电 站内、配电自动化无缝自动化标准,建立在IEC61850标 准下的数字化变电站技术需要进一步的深入实践,用 工程实例进行验证,积累经验,推广应用。 我院对数字化变电站技术一直保持关注态度, 从2005年底开始进行多次调研,积极跟踪国内外数 字化技术的发展进程,大胆开展工程实践,在基建工 程项目——110kV中华变电站(设计时项目命名为 110kV沙河变电站)设计中采用全数字化技术。作 为贵州电网第一座数字化变电站,其建设实施为贵 州电网数字化变电站的进一步发展提供了有利的参 考依据,积累了数字化变电站从设计、设备招标到施 工、调试、验收、运行管理等多方面的经验。该工程 于2006年初开始初步设计,2008年底完成施工图 设计,2009年12月顺利投入运行,至今运行稳定。 l 工程介绍 1.1工程建设规模 110kV中华变电站为贵阳市中心的一个城市终 端变,变电站与新建的贵阳供电局调度大楼一体建 设,担负贵阳市城区北部省政府一带的重要负荷供 电。变电站按最终规模一次建成。建设规模为:电压 等级110kV/10kV;主变压器2×50MVA;110kV出线 2回,采用内桥接线,户内GIS组合电器设备;10kV出 线16回,采用单母线分段接线,户内金属铠装中置式 成套开关柜,双列布置;10kV电容器组2×3600kVar; 10kV接地及站用变2×1000kVA。 1.2 1 lOkV中华变电站数字化方案 数字化变电站的基本概念为变电站的信息采集、 传输、处理、输出过程全部数字化,基本特征为设备智 能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理 自动化等。数字化变电站建设的关键是实现能满足 上述特征的通信网络和系统。IEC61850标准 (IEC61850/UCA:UCA提供一个通用的架构,用于发 电、输电、配电和变电站自动化系统之间的实时数据 通信。)包括变电站通信网络和系统的总体要求、功能 建模、数据建模、通信协议、项目管理和一致性检测等
一系列标准。按照IEC61850标准建设通信网络和系 统的变电站,可符合数字化变电站的要求。 理想的数字化变电站主要一次设备和二次设备 都应为智能设备,这是变电站实现数字化的基础。智 能设备具备可与其他设备交互参数、状态和控制命令 等信息的通信接口。设备间信息传输的方式为网络 通信,取代传统的控制电缆等硬接线。 根据当时数字化变电站一次设备、二次设备的 制造、研究开发及应用情况,决定1 10kV中华变电 站采用部分传统设备与部分数字化设备的混合方 式,基于IEC61850标准,过程层、间隔层、站控层采
・27・ 贵州电力技术 第15卷 用三层结构两层网络,实现程序化操作数字化变电 站方案。 项目总体目标:一是实践应用IEC61850标准, 探索数字化变电站设计、运行经验。实现变电站设 备的远程控制及程序化逻辑操作,简化操作程序,实 现标准化作业,提高工作效能,有效降低变电站运营 成本,降低安全风险。二是为线路光纤差动保护两 侧分别选用常规的电流互感器和电子式电流互感器 积累运行经验。 1.3 110kV中华变电站技术特点 1.3.1一次设备选型 为实现程序化控制,要求一次设备运行可 靠,必须能实现电动操作。11OkV中华变采用电 动控制的一次设备有:ABB提供的1 10kV GIS组 合电器设备内的断路器、隔离开关、接地开关,并 具有电气联锁功能;ABB提供的10k ̄中置式 ZS1开关柜所配的VD4断路器手车带电机驱动, 通过控制安装在手车上的驱动电机,将断路器手 车自动的从试验位置推进到工作位置,或从工作 位置抽出到试验位置。深圳泰昂电子技术有限 公司提供的站用交直流一体化电源系统中的 380V低压柜内智能开关。 全站采用南京新宁公司罗哥夫斯基线圈的电子 式电流互感器及电容电阻分压原理的电子式电压互 感器,同时在1 lOkV线路侧增加配置了南瑞科技公 司全光纤电子式电流互感器,用于线路光纤差动保 护。对端变电站采用常规的电流互感器。 1.3.2电气二次的数字化特点 (1)基于IEC61850的分层、分布式系统结构及 GOOSE机制 采用分层分布式结构,系统架构全部基于 lOOMb/s以太网络。站控层、间隔层、过程层均实现 IEC61850通信。过程层是数字化变电站的独有概 念,是二次系统与一次设备的接口,本工程过程层设 备含电子式互感器、合并单元和智能终端。过程层 网络的应用代替了常规综合自动化站中一、二次设 备间的电缆连接。 站级通信采用基于IEC61850的100Mb/s光纤 冗余以太网,保护设备、测控设备之间通过 IEC61850 GOOSE机制实现快速、安全的数据交换, 实现相关联闭锁功能,这是IEC61850的重要特征之 一,避免传统模式下的大量间隔间的闭锁关系硬接 ・28・ 线,以及由统一的控制单元集中控制造成的重复数 据采集。 110kV进线设置具有GOOSE接口的备自投装 置。110kV进线及内桥开关备自投、跨间隔的操作、 电容器与有载调压主变压器综合投切等需要的联闭 锁要求,均由IEC61850 GOOSE功能实现。 数字化变电站中交换机是网络的神经中枢,它 的正常运行是网络可靠性、实时性的保证。过程层 GOOSE组网采用了罗杰康交换机。 设置一套网络记录分析仪,对过程层网络和站 控层进行网络状态和通信报文的监视、记录和实时 分析。 (2)保护及测控设备 采用满足IEC61850标准的保护设备及测控设 备,针对各间隔提供保护、测量、控制、监视、故障分 析等功能。 保护设备具有完善的故障录波记录功能,可记 录完整的SOE事件及故障录波,运用软件可查看电 气参数的波形、变化轨迹、开入/开出和保护动作情 况。不设集中录波设备。 (3)远程控制及智能化(程序化)逻辑操作 由于选用了可靠的一次设备,全站实现了程序 化控制,取消了传统的微机五防系统。正常运行时 的操作及检修方式的倒闸操作,单间隔、跨间隔的操 作等均需要满足智能闭锁要求,由间隔测控智能单 元(智能终端)采集断路器、隔离开关、接地开关位 置的双位置信号,线路TV信号,利用软件实现程序 化的闭锁,操作过程状态确认,以保证远程控制及智 能化(程序化)逻辑操作的安全性。 (4)二次设备布置及过程层数据采集 鉴于当时技术情况,过程层网络中用于传输电 流、电压采样值的网络采用IEC61850—9—1及FT3 点对点方式进行采样值传输。 110kV线路配置电子式(全光纤光路加闭环控 制)电流互感器、主变压器两侧配置电子式(罗式线 圈)电流互感器、电子式(分压原理)电压互感器,输 出模拟信号接人采样器后转换为输出数字信号,通 过光纤接至合并器,保护及测控装置接收合并器的 输出数据。 10kV母线TV采用电子式互感器,输出模拟信 号接入采样合并器后转换为输出数字信号,通过光 纤接人各保护测控装置。10kV各间隔TA采用电 第5期 邱相群,等:1 10kV中华数字化变电站设计研究 子式(罗式线圈)互感器,输出模拟信号接人10kV 保护及测控装置。 采用智能终端实现一次设备的智能化。以 间隔为单位在就地配置智能终端,采集断路器、 隔离开关、接地开关及变压器等其他一次设备信 号,并获取来自问隔层的控制命令,对一次设备 进行分合控制。智能终端与间隔层的通信采取 GOOSE机制传输。 1 10kV开关设备在GIS汇控柜旁设置智能终端 柜实现过程层的采集控制,通过光纤接入保护及测 控装置。 10kV保护及测控装置兼具集成保护与合并器、 智能终端功能,下放安装在开关柜内,与一次设备距 离很近,其一次设备和二次设备间的过程层仍采用 传统的硬接线交换信息。 在主变压器旁设置主变智能终端柜,实现非电 量保护下放及主变本体信息采集。 各间隔保护测控与站级层、过程层采用光纤联 系,间隔层保护测控设备、智能终端与主控制室联系 只有交直流电源用电力及控制电缆。 为保证新技术试用的安全性,保留主变非电量 保护为控制电缆接至智能终端,硬接线方式跳闸。 (5)电能计量 在110kV侧、主变压器10kV侧配置符合 IEC61850标准、采集数字信号的数字电能表;10kV 线路、10kV电容器配置符合IEC61850标准、采集数 字信号(TV)及模拟信号(TA)的数字电能表,数字 电能表通过通信接口由电能量采集终端实现远传。 同时由测控装置采集电流、电压模拟量通过软件计 算电量。计算电量接人计算机监控系统并通过远动 传输装置实现远传,远动传输装置具备传输数字电 能表及计算电量的远传接口。 由于设计时数字电能表未获国家计量认证,该 工程仅作为内部考核,不设关口计量点。 2数字化变电站设计的体会 业主及设计单位首先要转变思想,接受新技术、 新观念,要对数字化变电站有充分、必要的认识。数 字化变电站将变革传统的变电站一、二次设备,给二 次设计带来新的挑战,二次系统需要打破传统的设 计方案,设计出结构合理、满足实际需要的可靠系 统。设计人员必须熟悉各种IEC61850设备的功能 逻辑节点,以便能够将物理设备通过逻辑节点连接 去实现所需功能。也就是说,数字化变电站首先要 重视方案设计。 实现数字化、程序化的操作流程是数字化变电 站必须的,变电站间隔层程序化控制模式可以提高 响应速度和可靠性,使操作更快捷,但必须要保证程 序化控制可靠执行,保证系统程序的稳定性。建议 操作必须的闭锁条件采样如:线路验电,采三相电压 比采单相电压可靠;对断路器、隔离开关、接地开关 采集双位置信号进行反校等。 虽然从二次接线来说,数字化变电站相对常规 站取消了不少硬接线,但大量光纤、网络线的使用, 如何标示清楚逻辑用途、起始点,便于运行维护,给 数字化变电站设计带来新的思考,需要进行探讨、总 结,建立新的适应工程设计的标准。 受技术的约束,该工程采样数据以IEC61850— 9—1及FT3传输,这种传输方式为点对点的形式, 没有完全达到信息共享的目的。需要实现信息共 享,减少设备配置,则采样数据网络需要采用 IEC61850—9—2标准,并与过程层GOOSE报文统