智能化的長春米沙子變電站技術(shù)許繼電氣

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長春220kV米沙子智能變電站

技術(shù)方案

許繼電氣股份有限企業(yè)

2023年3月

前s

智能變電站是堅強智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐，是高級調(diào)度中心的信息采集

和命令執(zhí)行單元，將貫穿智能電網(wǎng)建設(shè)的整個過程。提高變電站自動化系統(tǒng)的通

信安全性、可靠性，提高系統(tǒng)集成度，使系統(tǒng)緊湊化、一體化，并增強其高級應

用功能和一次設(shè)備智能化是建設(shè)“兩型一化”智能變電站口勺重要內(nèi)容。

本文針對長春220kV變電站實際狀況，對智能一次設(shè)備、電子式互感器、設(shè)

備在線監(jiān)測、保護監(jiān)控配置和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造、高級應用等多項關(guān)鍵技術(shù)開展了專題研

究，并形成了安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的技術(shù)實行方案。

針對變電站自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造及各層設(shè)備配置，從多和方面進行可行性論

證及技術(shù)經(jīng)濟比較，形成系統(tǒng)配置專題；從一次設(shè)備的構(gòu)造、功能、需求、智能

化發(fā)展趨勢和可實行性等多方面分析、論證，形成電子式互感器專題和智能一次

設(shè)備專題；為實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)可視化、及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障、實現(xiàn)運行維護由

定期檢修轉(zhuǎn)向狀態(tài)檢修，研究設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)，形成在線監(jiān)測專題；對本站實

行次序控制、狀態(tài)估計、智能告警和決策系統(tǒng)、事故信息綜合分析決策等高級應

用進行了研究、分析，形成高級應用專題。

最終總結(jié)本方案日勺技術(shù)特點并按照本方案完畢了全站設(shè)備配置。

目錄

1、概述.........................................................錯誤!未定義書簽。

1.1智能變電站概述..........................................錯誤!未定義書簽。

1.2米沙子變工程概況........................................錯誤!未定義書簽。

2、總體設(shè)計原則.................................................錯誤!未定義書簽。

3、技術(shù)方案.....................................................錯誤!未定義書簽。

3.1系統(tǒng)配置方案專題........................................錯誤!未定義書簽。

3.1.1整體技術(shù)方案......................................錯誤!未定義書簽。

3.1.2主站系統(tǒng)配置方案..................................錯誤!未定義書簽。

3.1.3間隔層設(shè)備配置方案................................錯誤!未定義書簽。

3.1.4過程層設(shè)備配置方案...............................錯誤!未定義書簽。

3.1.5互換機配置及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造.............................錯誤!未定義書簽。

3.1.6GPS對時系統(tǒng)方案.................................錯誤!未定義書簽。

3.1.7數(shù)字化故障錄波系統(tǒng)................................錯誤!未定義書簽。

3.1.8網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀....................................錯誤!未定義書簽。

3.2電子式互感器專題.......................................錯誤!未定義書簽。

3.3智能一次設(shè)備專題.......................................錯誤!未定義書簽。

3.3.1220kV、66kV智能斷路器狀態(tài)檢測..................錯誤!未定義書簽。

3.3.2變壓器狀態(tài)監(jiān)測....................................錯誤!未定義書簽。

3.4智能變電站高級應用專題.................................錯誤!未定義書簽。

3.4.1次序控制..........................................錯誤!未定義書簽。

1）研究內(nèi)容：....................................................錯誤!未定義書簽。

2）關(guān)鍵技術(shù)：....................................................錯誤!未定義書簽。

3）實現(xiàn)方案：....................................................錯誤!未定義書簽。

3.4.2設(shè)備狀態(tài)可視化....................................錯誤!未定義書簽。

3.4.3智能告警及分析決策................................錯誤!未定義書簽。

1）研究內(nèi)容.....................................................錯誤!未定義書簽。

2）關(guān)鍵技術(shù).....................................................錯誤!未定義書簽。

3.4.4故障信息綜合分析決策..............................錯誤!未定義書簽。

1）研究內(nèi)容.....................................................錯誤!未定義書簽。

2）關(guān)鍵技術(shù).....................................................錯誤!未定義書簽。

3.5技術(shù)方案總結(jié)............................................錯誤!未定義書簽。

4、設(shè)備配置.....................................................錯誤!未定義書簽。

4.1監(jiān)控系統(tǒng)................................................錯誤!未定義書簽。

4.2保護配置................................................錯誤!未定義書簽。

4.3過程層設(shè)備..............................................錯誤!未定義書簽。

4.4電子式互感器............................................錯誤!未定義書簽。

l^概述

1.1智能變電站概述

當今國際電力研究成果顯示，伴隨全球資源環(huán)境壓力的不停增大，電力市場

化進程的不停推進以及顧客對電能可靠性和質(zhì)量規(guī)定的不停提高，未來的電網(wǎng)必

須愈加適應多種能源類型發(fā)電方式的需要，愈加適應高度市場化的電力交易和客

戶的自主選擇需要。因此，建設(shè)具有靈活、清潔、安全、經(jīng)濟、友好等性能的智

能電網(wǎng)，是未來電網(wǎng)的一種重要發(fā)展方向，我國也將在2023年建成統(tǒng)一堅強智

能電網(wǎng)“

電力是國民經(jīng)濟mJ基礎(chǔ),變電站是連接發(fā)電和用電的樞紐，是整個電網(wǎng)安全、

可靠運行的重要環(huán)節(jié)。我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，電網(wǎng)構(gòu)造不停地擴展和復雜，怎樣提

高電力系統(tǒng)電能傳播、分派的可靠性，同步延長系統(tǒng)運行壽令周期，提高運行管

理自動化水平是各個電力企業(yè)面臨決策的問題。常規(guī)變電站長期存在著由于互感

謂電磁特性的影響導致保護裝置誤動拒動、不一樣廠家設(shè)備間互操作性不良、運

行維護成本過高等問題，已不能適應電網(wǎng)發(fā)展的新需求。

伴隨應用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、開放協(xié)議、智能一次設(shè)備、電力信息接口原則等方面的

發(fā)展以及堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)，驅(qū)動了變電站一、二次設(shè)備技術(shù)口勺融合，以及變

電站運行方式的變革，由此產(chǎn)生了新時期變電站建設(shè)的先進技術(shù)處理方案一智能

變電站。

智能變電站采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)境保護的智能設(shè)備，以全站信

息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享原則化為基本規(guī)定，自動完畢信息采集、

測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控

制、智能調(diào)整、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能。與常規(guī)變電站相比，智能

變電站具有節(jié)能、環(huán)境保護、構(gòu)造緊湊、提高自動化水平、消除大量安全隱患等

長處，其實現(xiàn)了一二次設(shè)備的智能化，運行管理的自動化，更深層次體現(xiàn)出堅強

智能電網(wǎng)的信息化、自動化和互動化的技術(shù)特點。

智能變電站是堅強智能電網(wǎng)H勺重要基礎(chǔ)和支撐，是電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的采集源頭

和命令執(zhí)行單元，將貫穿智能電網(wǎng)建設(shè)日勺整個過程。提高變電站自動化系統(tǒng)的通

信安全性、可靠性，提高系統(tǒng)集成度，使系統(tǒng)緊湊化、一體化，并增強其高級應

用功能和一次設(shè)備智能化是建設(shè)“二型一化”智能變電站的重要內(nèi)容。

智能變電站設(shè)備具有信息數(shù)字化、功能集成化、構(gòu)造緊湊化、狀態(tài)可視化等

重要技術(shù)特性，符合易擴展、易升級、易改造、易維護的工業(yè)化應用規(guī)定。智能

變電站技術(shù)方案不僅良好的處理了常規(guī)變電站所存在的諸多缺陷，同步消除了變

電站內(nèi)的信息孤島，提供了統(tǒng)一斷面全景數(shù)據(jù)采集，為電網(wǎng)的智能化打下了良好

日勺信息基礎(chǔ)，為智能電網(wǎng)的分析、決策系統(tǒng)提供了信息及功能支撐。智能變電站

對智能電網(wǎng)的支撐作用重要體目前如下幾種方面：

1）可靠性：可靠性是變電站最重要的規(guī)定，具有自診斷和自治功能，做到

設(shè)備故障早防止和預警，自動將供電損失減少到最小程度。

2）信息化：提高可靠、精確、充足、實時、安全的信息。除老式“四遙”

日勺電氣量信息外還應包括設(shè)備信息、環(huán)境信息、圖像信息等等，并具有保證站內(nèi)

與站外的通信安全及站內(nèi)信息存儲及信息訪問安全的功能。

3）數(shù)字化：具有電氣量、非電氣量、安全防護系統(tǒng)和火災報警等系統(tǒng)的數(shù)

字化采集功能。

4）自動化：實現(xiàn)系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)自動生成、二次設(shè)備在線/自動校驗、變電站

狀態(tài)檢修等功能，提高變電站自動化水平。

5)互動化：實現(xiàn)變電站與控制中心之間、變電站與變電站之間、變電站與

顧客之間和變電站與其他應用需求之間的互聯(lián)、互通和互動c

6)資源整合：通過統(tǒng)一原則、統(tǒng)一建模來實現(xiàn)變電站內(nèi)外的信息交互和信

息共享。將保護信息子站、SCADA、五防、PMS、DMS、WAMS筆功能應用或業(yè)務(wù)支

持集于一身，優(yōu)化資源配置，減少反復揮霍現(xiàn)象。

1.2米沙子變工程概況

變電站詳細建設(shè)規(guī)模如下：

1)1臺主變壓器，電壓等級為220kV/66kV。

2)電氣主接線：220kV雙母線接線，66kV雙母線接線。

3)220kV出線：本期4回。

4)66出線：出線本期8回，電容器2回，所用變2回。

2、總體設(shè)計原則

本技術(shù)方案以國家電網(wǎng)企業(yè)《智能變電站技術(shù)導則》、《智能變電站設(shè)計規(guī)

范》、《繼電保護設(shè)備原則化設(shè)計規(guī)范》、《IEC61850工程應用模型》和《智能變

電站繼電保護技術(shù)規(guī)范》的原則、規(guī)定為設(shè)計根據(jù)。根據(jù)智能電網(wǎng)功能需求、結(jié)

合通用設(shè)計和“兩型一化”等基建原則化建設(shè)成果，以信息采集數(shù)字化、通信平

臺網(wǎng)絡(luò)化和信息共享原則化為基礎(chǔ)，實現(xiàn)信息化、自動化、互動化的智能變電站

綜合自動化系統(tǒng)。

1）繼承與發(fā)展相結(jié)合原則

首先將老式繼電保護技術(shù)以合適方式平移到智能變電站中，然后結(jié)合智能變

電站的特點，在保證可靠性、選擇性、敏捷性、速動性等前提下積極探索、優(yōu)化

和集成等新技術(shù)、新應用。

2）滿足保護“四性”規(guī)定原則

各保護系統(tǒng)H勺性能應滿足繼電保護的基本原則規(guī)定，即可靠性、選擇性、敏

捷性、速動性，對于波及到電網(wǎng)穩(wěn)定和主設(shè)備安全的重要性能指標，至少不應低

于既有原則約束。

3）逐漸推進原則

對于保護系統(tǒng)的管理應適應通過行業(yè)數(shù)年積淀總結(jié)出來的各類配置、整定、

檢修、度量考核的原則規(guī)范，并應結(jié)合智能變電站保護的特點和發(fā)展方向，逐漸

推進分布式保護系統(tǒng)新的模型系統(tǒng)和實現(xiàn)方式，及時總結(jié)經(jīng)驗教訓、沉淀管理模

型，通過評估后進行運行管理規(guī)程的修訂、重建和固化推廣C

4）一致性和互操作原則

站控層接入采用DL860（1EC61850）原則，實現(xiàn)站控層的J互聯(lián)互操作。不

一樣廠家間應通過一致性測試來到達互聯(lián)互操作。

5）保持合理冗余原則

有關(guān)過程層采集、傳播、執(zhí)行單元和數(shù)據(jù)互換系統(tǒng)，基于保護的配置和通道

實目前現(xiàn)階段應保證一定口勺冗余配置。對于采用老式一次設(shè)備和互感器的變電

站，可以通過按間隔配置分布式保護子機實現(xiàn)過程層功能，并以此為基礎(chǔ)按功能

分別配置母線、變壓器及線路等設(shè)備的保護主機，構(gòu)建分布式保護系統(tǒng)。

6）應用非老式互感器原則

各電子式互感器廠家應充其可靠性、性能穩(wěn)定性和可維護性進行研究，包括:

使用壽命、保護系統(tǒng)的配置和性能實現(xiàn)檢測、狀態(tài)檢修與精度校核、現(xiàn)場維護可

行性等；以保證能逐漸取代老式電磁式互感器推廣應用。

7）實時性和穩(wěn)定性并重原則

加強對實時網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的應用研究。與GOOSE和同步網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的互換機及

互換系統(tǒng)日勺定期實時性、安全可靠性研究尤為重要，其保證了系統(tǒng)故障時與否能

及時時切開故障，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

8）開放性原則

設(shè)備層，尤其是過程層，應實現(xiàn)開放性實現(xiàn)，不一樣廠家；包括采集、同步、

傳播協(xié)議和冗余配置模式、應用設(shè)計等在內(nèi)口勺一致性互操作試驗、模型約束和有

關(guān)原則制定。

3、技術(shù)方案

3.1系統(tǒng)配置方案專題

整體技術(shù)方案

整站建立在IEC61850通信技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上，按分層分布式來實現(xiàn)智能變電

站內(nèi)智能電氣設(shè)備間的信息共享和互操作性。從整體上分為三層：站控層、間隔

層、過程層。

?站控層與間隔層保護測控等設(shè)備采用IEC61850-8-1通信協(xié)議。

?間隔層與過程層合并單元采用IEC61850-9-2通信協(xié)議。

?間隔層與過程層智能終端采用GOOSE通信協(xié)議。

?站控層系統(tǒng)采用SNTP網(wǎng)絡(luò)對時，間隔層和過程層設(shè)備采用IEC61588網(wǎng)絡(luò)

對時。

站控層與過程層獨立組網(wǎng)，站控層采用雙星型100M電以太網(wǎng)，過程層采用

雙星型100M光以太網(wǎng)傳播GOOSE信息。

GOOSE信息傳播模式：保護裝置日勺跳合閘GOOSE信號采用光纖點對點方式直

接接入就地智能終端；測控裝置的開出信息、邏輯互鎖信息、斷路器機構(gòu)的位置

和告警信息以及保護間的閉鎖、啟動失靈信息通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)進行傳播。

SMV采樣值信息傳播模式：保護裝置與合并單元采用光纖點對點方式直接連

接，其他如測控、電度、錄波、網(wǎng)絡(luò)記錄分析所需時采樣值通過SMV網(wǎng)絡(luò)獲取。

SMV網(wǎng)絡(luò)與GOOSE網(wǎng)絡(luò)物理上獨立構(gòu)建。

變壓器、所用變非電量保護采用電纜直接跳閘。

220kV：采使用方法拉第磁光玻璃電子式電流互感器和電容分壓電子式電壓

互感器，其中線路間隔采用電流電壓一體化互感器，互感器采用雙重化日勺磁光玻

璃傳感元件、遠端采集模塊，雙數(shù)字量光纖輸出。各斷路落就地加裝雙套具有分

相跳合閘機構(gòu)的智能終端實現(xiàn)信息采集和控制輸出，智能終端采用GOOSE協(xié)議通

過光纖接入過程層互換機，同步具有保護點對點跳閘的光纖接口。

66kV：線路、電容器和所用變間隔采用羅氏線圈電子式電流互感器和電容分

壓電子式電壓互感器，互感器輸出模塊單套配置。66kV側(cè)主變間隔采使用方法

拉第磁光玻璃電子式電流互感器，互感器采用雙重化的磁光玻璃傳感元件、遠端

采集模塊，雙數(shù)字量光纖輸出。線路、電容器和所用變間隔斷路器就地加裝單套

套具有三相跳合閘機構(gòu)的智能終端實現(xiàn)信息采集和控制輸出，主變間隔加裝雙套

具有三相跳合閘機構(gòu)的智能終端實現(xiàn)信息采集和控制輸出。智能終端采用GOOSE

協(xié)議通過光纖接入過程層互換機，同步具有保護點對點跳閘的光纖接口。

全站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造如下圖所示:

獨子站,作員制■作員蜥各H度柚

NMR?

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220曬各?kV我備

Ml長春22()kV變系統(tǒng)構(gòu)造示意圖

主站系統(tǒng)配置方案

站控層采用高度集成一體化日勺系統(tǒng)。配置符合IEC61850原則H勺監(jiān)控、遠動,

故障信息子站等系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)集成工程師站、VQC、小電流接地選線、五防一

體化、程序化控制等功能，實現(xiàn)智能變電站信息平臺統(tǒng)一化加功能集成化。

站控層采用100M電以太網(wǎng)，并按照IEC61850通信規(guī)范進行系統(tǒng)建模和信

息傳播，互換機采用雙星型構(gòu)造級聯(lián)。

站內(nèi)設(shè)備統(tǒng)一采用IEC61850通訊規(guī)約，因此繼電保護信息子站系統(tǒng)與監(jiān)控

系統(tǒng)共網(wǎng)傳播，不再獨立配置傳播網(wǎng)絡(luò)。

間隔層設(shè)備配置方案

本節(jié)重要論述各小室的保護測控、計量設(shè)備的配置方案，智能變電站使保護

測控裝置的信息采集和輸出產(chǎn)生了質(zhì)的變化，為了保證智能變電站繼電保護裝置

滿足可靠性、選擇性、速動性、敏捷性的規(guī)定，本方案遵照如下基本原則：

1)SMV采樣值，保護通過點對點采集，其他設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)方式采集，通信協(xié)

議采用IEC61850-9-2；

2)保護跳閘信號通過點對點方式直接接入就地智能終端實現(xiàn)跳閘；

3)220kV保護遵照“雙重化設(shè)計”原則，保證每套保護裝置功能獨立完備、

安全可靠。雙重化配置的兩套保護，其信息輸入、輸出環(huán)節(jié)完全獨立。

4)220kV按保護、測控獨立配置原則，保護均按雙重化配置，測控單配置。

66kV配置單重化的保護測控一體化妝置。

.1主變間隔

1）主變按雙重化原則配置2臺220kV主變保護裝置，差動、后備保護功能

一體化；配置3臺測控裝置分別完畢主變高壓側(cè)、低壓側(cè)及本體的測量和控制功

能；主變高、低壓側(cè)配置2臺數(shù)字化電度表。上述設(shè)備組屏安裝于主變小室。

2）主變保護、測控裝置具有2個MMS以太網(wǎng)通訊接口與站控層系統(tǒng)通訊。

3）主變保護至少具有5個過程層光纖接口，其中1個光口用于接入過程層

網(wǎng)絡(luò)，接受開關(guān)位置、保護閉鎖、失靈啟動等GOOSE信息，同步完畢對機構(gòu)的測

控功能。兩套裝置分別接入獨立的I過程層網(wǎng)絡(luò)，互相之間保持獨立性。

4）保護跳閘采用光纖點對點直跳方式，裝置提供2個光口分別接入220kV

主變側(cè)智能終端、66kV主變側(cè)智能終端，保護跳母聯(lián)斷路器采用網(wǎng)絡(luò)方式。

5）裝置提供2個光纖接口，采用點對點方式接入高、低壓側(cè)合并單元保護

采樣值數(shù)據(jù)。

6）主變本體配置本體智能終端就地安裝于主變本體端子箱中，完畢主變非

電量保護功能以及主變檔位、溫度采集和遙調(diào)控制。本體非電量保護跳閘采用電

纜直跳各側(cè)斷路器方式。

7）主變各側(cè)測控裝置提供1個獨立光纖網(wǎng)絡(luò)接口用于接入過程層GOOSE網(wǎng)

絡(luò)進行測控開入開出GOOSE信息的傳播，測控裝置只接入其中一種過程層GOOSE

網(wǎng)絡(luò)；裝置提供1個獨立光纖網(wǎng)絡(luò)接口接入過程層SMV采樣值網(wǎng)絡(luò)，用于接受主

變各側(cè)合并單元9-2采樣值。

8）數(shù)字化電度表提供1個光纖網(wǎng)絡(luò)接口接入過程層SMV采樣值網(wǎng)絡(luò)，用于

接受主變各側(cè)合并單元9-2采樣值。

9）母線電壓并列功能由母線電壓合并單元完畢，母線電壓合并單元采用點

對點方式將并列后電壓接入主變間隔合并單元，通過間隔合并單元完畢電壓切

換，同步采用本間隔的電流，數(shù)據(jù)綜合處理后再分別接入保護測控、電度表和錄

波裝置。電壓合并單元并列和切換所需的刀閘位置通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)獲取。

主變保護主變測控

GOOSE

SMV

EVTI

^11—GO

EVT2

II母IBJ

主變高壓側(cè)主變低壓側(cè)

圖3-1-2主變間隔連接示意圖

.2220kV線路

1）每條220線路按雙重化原則配置2臺220kV光纖差動保護裝置，完畢220kV

線路的保護、測量和控制功能；配置1臺數(shù)字化電度表。

2）保護、測控裝置具有2個MMS以太網(wǎng)通訊接口與站控層系統(tǒng)通訊。

3）保護裝置至少具有3個過程層光纖接口，其中1個光□用于接入過程層

網(wǎng)絡(luò)，接受開關(guān)位置、保護閉鎖、失靈啟動等GOOSE信息，同步完畢對機構(gòu)的測

控功能。兩套保護裝置分別接入獨立的過程層網(wǎng)絡(luò)，互相之間保持獨立性。

4）保護跳合閘采用光纖點對點直連方式，裝置提供1個光口接入220kV斷

路器智能終端；提供1個光纖接口，采用點對點方式接入合并單元的保護采樣值。

5）線路測控裝置至少提供2個獨立光纖網(wǎng)絡(luò)接口，1個用于接入過程層GOOSE

網(wǎng)絡(luò)進行測控開入開出GOOSE信息的傳播，測控裝置只接入其中一種過程層網(wǎng)

絡(luò)；此外1個光□用于接入過程層SMV采樣值網(wǎng)絡(luò)，接受合并單元9-2采樣值。

6）數(shù)字化電度表提供1個光纖接口，接入過程層SMV采樣值網(wǎng)絡(luò)，接受合

并單元9-2采樣值。

7）光纖差動保護裝置支持與對側(cè)常規(guī)變電站的線路光纖差動保護配合。

8）220kV線路采用三相電流電壓組合式互感器，保護、測控所需的電流電壓

采樣值直接從本間隔獲取。

線路保護線路測控

口0II喝。III。匹

GOOSEH

SMV網(wǎng)

合

智

并

能

單

終

元

端

線路ri一~.—

I母n母

圖3-卜3220kV線路間隔連接示意圖

.366kV線路、電容、所變

1）66kV每個間隔配置1臺保護測控一體化妝置，完畢66kV保護、測量和控

制功能；每個間隔配置1臺數(shù)字化電度表。

2）66kV低周減載功能由各個間隔的裝置分散獨立完畢，不再設(shè)置專用裝置。

3）保護測控裝置具有2個MMS以太網(wǎng)通訊接口與站控層系統(tǒng)通訊。

4）裝置至少具有3個過程層光纖接口，其中1個光□用于接入過程層網(wǎng)絡(luò),

接受開關(guān)位置、保護閉鎖、失靈啟動等GOOSE信息，保護測控裝置分別接入單套

配置的過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)。

5）保護跳合閘采用光纖點對點直連方式，裝置提供1個光口接入66kV斷路

器智能終端。

6）裝置提供1個光纖接口，采用點對點方式接入合并單元的保護、測量采

樣值。

7）數(shù)字化電度表提供1個光纖接口，采用點對點方式接入合并單元的采樣

值。

8）母線電壓并列功能由母線電壓合并單元完畢，母線電壓合并單元采用點

對點方式將并列后電壓接入各間隔的合并單元，通過間隔合并單元完畢電壓切

換，同步采用本間隔的電流和抽取電壓，數(shù)據(jù)綜合處理后再分別接入保護測控、

電度表和錄波裝置。電壓合并單元并列和切換所需的刀閘位置通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)獲

取，同步接受1588網(wǎng)絡(luò)對時信息。

js

笄

圍

智

能

并

終

單

端

元

圖3-1-466kV線路間隔連接示意圖

.4220kV母線保護

1）220kV按雙重化原則配置2套母線保護裝置，

2）母線保護裝置具有2個MMS以太網(wǎng)通訊接口與站控層系統(tǒng)通訊。

3）母線保護提供1個獨立的光口接入過程層網(wǎng)絡(luò)，用于各個間隔閉鎖和失

靈啟動GOOSE信息的網(wǎng)絡(luò)傳播。兩套保護裝置分別接入獨立日勺過程層網(wǎng)絡(luò)，互相

之間保持獨立性。

4）母線保護采用主子單元模式，子單元采用點對點模式接入多種間隔智能

終端完畢跳閘，同步點對點接受多種間隔的合并單元采樣值數(shù)據(jù)，主單元完畢邏

輯判斷和動作執(zhí)行功能，與子單元采用光纖點對點直連。

.566kV母線保護

1）66kV母線保護按照單套配置。

2）母線保護裝置具有2個MMS以太網(wǎng)通訊接口與站控層系統(tǒng)通訊。

3）母線保護過程層實現(xiàn)方式與220kV母線保護相似。

過程層設(shè)備配置方案

本節(jié)重要論述過程層智能終端、合并單元的配置方案和布置方式，為了保證

數(shù)據(jù)傳播的可靠性、實時性和滿足保護雙重化配置的原則，本方案遵照如下原則:

1）合并單元采樣值通過點對點方式接入保護裝置，采用網(wǎng)絡(luò)方式為測控、

電度表、錄波、網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀等提供共享的采樣值數(shù)據(jù)，通信協(xié)議統(tǒng)一采用

IEC61850-9-2；

2）智能終端通過點對點方式直接接受各個間隔保護裝置的跳閘命令實現(xiàn)跳

閘；同步提供光纖網(wǎng)絡(luò)接口接入過程層網(wǎng)絡(luò)，為間隔層設(shè)備提供機構(gòu)的位置及告

警信息，并接受裝置的控制命令。

3）合并單元和智能終端按開關(guān)配置。對于雙采集線圈的電子式互感器配置

雙重化的合并單元；220kV和主變高下壓側(cè)配置雙重化口勺智能終端，66kV間隔單

套配置。

4）雙重化配置日勺過程層設(shè)備與雙重化的保護裝置以及過程層網(wǎng)絡(luò)進行對應

連接和數(shù)據(jù)傳播，保持冗余設(shè)備間的獨立性。

5）安裝方式，合并單元采用室內(nèi)集中組屏安裝，智能終端采用就地安裝。

.1220kV配置方案

1）為了實現(xiàn)雙重化日勺保護配置，220kV等級采用雙保護采集線圈的電子式互

感器，合并單元雙重化配置。主變中性點電流互感器數(shù)據(jù)接入主變高壓側(cè)合并單

元，不再獨立配置。

2）合并單元采用IEC61850-9-2點對點和網(wǎng)絡(luò)方式輸出數(shù)據(jù)。合并單元應

滿足線路保護（或主變保護）點對點接口、母線保護點對點接口、測量/計量/

錄波網(wǎng)絡(luò)接口3個接口規(guī)定。

3)220kV斷路相為分相操作機構(gòu)，并具有2個跳閘線圈，因此每個斷路器配

置雙重化的具有分相跳合閘功能的智能終端。如下圖所示：

斷

T出路器信息路

器智能終端A

1K)1~操

TO~作

2對智能終端B

斷辟器信息

誓控制接點刀

閘.光纖

刀閘位置接點.接

口

箱

圖3?1?6智能終端配置示意圖

4)智能終端同步具有網(wǎng)絡(luò)和點對點傳播GOOSE信息的光纖接口。斷路器智

能終端應滿足線路保護跳合阿(或主變跳閘)、母線保護跳間、測控開入開出網(wǎng)

絡(luò)接口等3個光纖接口。智能終端采用就地安裝方式。

3.1.4.266kV配置方案

1)主變66kV側(cè)采用雙保護采集線圈的電子式電流互感器，合并單元采用雙

重化配置，分別接受2個線圈的電流采樣值。合并單元以點對點方式分別接入主

變保護，同步提供1個獨立的網(wǎng)絡(luò)接口接入過程層SMV網(wǎng)，為測控、計量、錄波

裝置提供共享的采樣值。

2)66kV線路間隔的電子式互感器為單采集線圈，因此配置1套合并單元完

畢數(shù)據(jù)采集。合并單元滿足保護測控點對點接口和計量、錄波網(wǎng)絡(luò)接口2個光纖

接口。

3)66kV線路、電容、所變每個間隔斷路器配置1套三相操作機構(gòu)的智能終

端，主變由于保護雙重化配置，因此66kV側(cè)智能終端雙重化配置。每套智能終

端同步具有網(wǎng)絡(luò)和點對點傳播GOOSE信息的光纖接口。至少滿足線路跳閘、母線

保護跳閘、測控開入開出等3個光纖接口。

3.1.4.3主變、所變本體配置方案

主變和所變?nèi)丈妆倔w非電量保護對實時性和可靠性規(guī)定較高，因此跳閘采用電

纜直跳各側(cè)斷路器的方式，本體智能終端就地配置。主變本體智能終端在完畢非

電量保護功能的同步，可以采集主變檔位、溫度和遙調(diào)控制。本體智能終端單配

置，提供2個GOOSE網(wǎng)絡(luò)接口分別接入雙重化的過程層網(wǎng)絡(luò)c如下圖所示：

過程總線

硬接點跳閘命令：硬接點跳閘命令..........表示光纜

布電纜

本體智能終端

圖3?1?7非電量保護跳閘示意圖

互換機配置及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造

.1網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造選型

1）智能變電站按三層構(gòu)造二層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，兩層網(wǎng)絡(luò)為站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層

網(wǎng)絡(luò)，站控層采用雙網(wǎng)構(gòu)造，各小室采用光纖環(huán)網(wǎng)進行連接。全站采用統(tǒng)一原則

日勺IEC61850通訊規(guī)約，各系統(tǒng)間可實現(xiàn)完全的互操作，因此監(jiān)控、遠動、故障

信息子站等主站系統(tǒng)公用一種網(wǎng)絡(luò)進行信息交互，節(jié)省設(shè)備投資。

2）過程層網(wǎng)絡(luò)采用光纖連接，220kV采用冗余雙星型構(gòu)架,66kV采用單套星

型構(gòu)架。之因此選擇星型構(gòu)造組網(wǎng)是由于星型構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)簡樸、易于布線、擴展輕

易，任何一臺間隔互換機故障，都可以以便隔離，不影響其他間隔，公用互換機

故障，僅影響公用智能設(shè)備，不影響間隔智能設(shè)備。星型構(gòu)造傳播速度快，從任

一設(shè)備到另一設(shè)備至多通過三臺互換機，報文延時固定并且在構(gòu)造上沒有環(huán)形構(gòu)

造廣播風暴的風險。

.2過程層互換機配置

過程層配置獨立的GOOSE網(wǎng)和SMV采樣值網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)按電壓等級構(gòu)建，各

電壓等級的網(wǎng)絡(luò)互相之間保持獨立性。

互換機配置原則：220kV按每4個間隔雙重化配置，66kV按每4個間隔單

重化配置，主變兩側(cè)配置雙重化的獨立網(wǎng)絡(luò)。各間隔的互換機之間互相獨立，其

共享日勺信息通過配置主干互換機構(gòu)成星型網(wǎng)絡(luò)進行交互。站內(nèi)公用裝置（母線保

護、PT測控、錄波系統(tǒng)）接入主干網(wǎng)絡(luò)。

本工程按本期規(guī)模詳細配置如下：

>GOOSE網(wǎng)絡(luò)：

220kV本期4條線路、1個母聯(lián)，配置雙重化的4臺互換機。220kV主干配

置雙重化2臺互換機。

主變高、低壓側(cè)配置2臺雙重化互換機，主變互換機接入220kV主干網(wǎng)互換

機。

66kV本期8條線路、2臺電容、2臺所變、1個母聯(lián)，按單套配置4臺間隔

互換機，同步配置1臺主干網(wǎng)互換機。

>SMV網(wǎng)絡(luò):

與GOOSE網(wǎng)絡(luò)配置相似。

GPS對時系統(tǒng)方案

1）站控層系統(tǒng)采用SNTP網(wǎng)絡(luò)化對時協(xié)議。

2）間隔層保護測控裝置和過程層合并單元、智能終端統(tǒng)一采用IEC61588

網(wǎng)絡(luò)校時。合并單元和智能終端提供網(wǎng)絡(luò)接口接入過程層網(wǎng)絡(luò)，獲取對時信號。

3）1588對時主鐘采用雙套配置，每套均支持北斗和GPS對時系統(tǒng)，主鐘優(yōu)

先選用北斗作為同步源，失步后自動切換至GPS同步源，滿足時鐘精度規(guī)定。

數(shù)字化故障錄波系統(tǒng)

錄波用于記錄當電力系統(tǒng)中發(fā)生多種故障如短路、振蕩、頻率瓦解、電壓瓦

解時，多種參量如電流、電壓、頻率等及其導出量如有功功率、無功功率等電氣

量、以及有關(guān)非電量變化的全過程。

1）錄波系統(tǒng)的重要功能

?從過程層主干網(wǎng)采集GOOSE遙信和保護啟動信息。

?采樣值采用網(wǎng)絡(luò)化方式采樣。

?按設(shè)定采樣率持續(xù)記錄，循環(huán)存儲7天錄波數(shù)據(jù)。

?對多種擾動及時標識，并循環(huán)存儲不少于100次的故障數(shù)據(jù)。

?對擾動定值進行管理。

?記錄數(shù)據(jù)的分析與管理。

?在線實時監(jiān)測通道幅值、相角、諧波，設(shè)備正序、負序、零序、有功功

率、無功功率等。

?GOOSE鏈路狀況檢測。

?支持DL/T860.81-2023(IEC61850-8-1)通信協(xié)議。

?支持SNTP網(wǎng)絡(luò)對時。

2)錄波常用啟動元件

?交流電壓的越限、突變、諧波起動

?交流電流的越限、突變起動

?正序、負序、零序分量起動

?頻率越限、振蕩起動

?電流波動起動

?開關(guān)量起動

?手動起動

3)錄波系統(tǒng)配置方案

按本期規(guī)模配置220kV和主變錄波，按雙重化配置2套；66kV按單套配置1

套數(shù)字化錄波系統(tǒng)。

3.1.8網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀

網(wǎng)絡(luò)記錄分析系統(tǒng)記錄全站所有日勺MMS、GOOSE和SMV網(wǎng)絡(luò)報文，全站配置1

臺分析裝置，負責所有報文的分析和保留。按網(wǎng)絡(luò)分別配置記錄裝置，詳細配置

為：站控層MMSA、B網(wǎng)絡(luò)共配置1臺記錄裝置，過程層220kV按GOOSE網(wǎng)和SMV

網(wǎng)配置4臺記錄裝置，660kV按GOOSE網(wǎng)和SMV網(wǎng)配置2臺記錄裝置。

3.2電子式互感器專題

常規(guī)電磁型互感器絕緣構(gòu)造復雜、造價高、尺寸大、測量精度低，并且輕易

發(fā)生漏油漏氣等安全事故。為了徹底處理常規(guī)互感器的固有缺陷，本項目采用新

型電子式互感器，運用其具有無磁飽和、抗電磁干擾能力強、動態(tài)范圍大、測量

精度高、無二次開路危險、絕緣構(gòu)造簡樸等長處，提高智能變電站現(xiàn)場運行安全

可靠性。

電子式互感器的輸出形式是高精度的信號，不再是能量形式的輸出（傳感精

確化）；光纖是電子式互感器向理想信號傳播方式（傳播光纖化）；數(shù)字量是電子

式互感器的終極輸出形式（輸出數(shù)字化）。滿足以上特性稱為電子式互感器。目

前電子式電流互感器從原理上辨別有基于羅科夫斯基線圈的互感器（簡稱羅氏互

感器）和基于法拉第磁旋光效應的互感器（簡稱光學互感器）。電子式電壓互感

器有基于電阻或電容分壓原理（電子式）和基于Pockels效應（光學）的兩種。

羅氏線?

Rogowski

電流互感器

ECT低功率線，

LPCT

非光學原理

電

電容分壓

子電壓互感器

式EVT

互電眼分壓

感

器

磁光成,型

全光纖型

光學原理

普克爾效應型

圖3?2?1電子式互感器分類

1）羅氏線圈電流互感器

羅氏線圈電流互感器是目前應用H勺主流電子式互感器產(chǎn)品?；ジ衅鱾鞲胁考?/p>

包括串行感應分壓器、Rogowski線圈、分流器等，傳變后的電壓和電流模擬量由

采集器就地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。采集器與合并單元間的數(shù)字信號傳播及激光電源日勺

能量傳播所有通過光纖來進行。重要特點如下：

。無磁飽和、頻率響應范圍寬、精度高、暫態(tài)特性好，有助于新型保護原

理的實現(xiàn)及提高保護性能，測量精確度可達0.1級，保護可達5TPE級.

令采集器處在和被測量信號等電位的密閉屏蔽的構(gòu)造部件中，采集器與合

并單元通過光纖相連，數(shù)字信號通過光纜傳播，抗干擾能力強，數(shù)據(jù)可靠性

高.

令電子式互感器通過光纖連接互感器的高下壓部分，絕緣可靠，使得電流

互感器二次開路也許導致的安全等問題不復存在。

令不含油或SF6,運行過程中免維護。

2）磁光玻璃型電子式電流互感器

磁光玻璃型電子式互感器采使用方法拉第磁光效應原理，在一次電流導體產(chǎn)

生的磁場中，安裝閉環(huán)塊狀磁光玻璃作為傳感元件，低壓側(cè)光源發(fā)出的I光線經(jīng)光

纖傳播至高壓側(cè)的偏振器，偏振器將此光線變?yōu)榫€性偏振光。此偏振光在磁光玻

璃中行走一周而抵達解偏器，然后測得線偏振光偏振面旋轉(zhuǎn)口勺光信號量，并通過

光纖信號傳播至二次處理系統(tǒng)得到一次電流量。

相對其他類型互感器，光學互感器的最大優(yōu)勢在于其動態(tài)響應能力，由于從

原理上互感器反應電流的瞬時值，頻帶寬、動態(tài)范圍大、全波形性測量是其最本

質(zhì)的優(yōu)勢。相對于羅氏原理的電子式互感器光學電流互感器具有如下明顯優(yōu)勢：

?傳感部分采用磁光玻璃，材料成熟，光學元件少，系統(tǒng)構(gòu)造簡樸。

令傳感構(gòu)造的特點是光程長度短，最大程度減小了線性雙折射的影響，理

論上當光程小到一定程度時，線性雙折射的影響可以忽視。

令光學電流互感器的難點之一是光學元件與光學玻璃的封裝，封裝工藝決

定了互感器長期運行可靠性，許繼集團有限企業(yè)生產(chǎn)日勺傳感頭采用金屬化封

裝技術(shù)，光路無膠，通過可靠性試驗壽命達23年；難點之二是光程短導致時

傳感敏捷度低，采用信號處理的措施加以改善。長處是整個構(gòu)造簡樸，對元

件的規(guī)定低，無需進行溫度控制。

令光波相位檢測部分采用一束線偏振光中左旋圓偏振光與右旋圓偏振光互

相產(chǎn)生干涉的措施進行相位檢測，由于是一束光的兩個分量產(chǎn)生干涉，光程

差非常小，因此對光源的規(guī)定低，采用一般發(fā)光二級管即可，壽命長，構(gòu)造

構(gòu)成簡樸。

?信號處理部分日勺特點是簡樸，由于在設(shè)計過程中考慮了工作點的選擇,

在需要測量的范圍內(nèi)線性度好，動態(tài)范圍大，沒有考慮閉環(huán)測量技術(shù)，系統(tǒng)

簡樸可靠。

3）長春變電子式互感器配置方案

長春變從電子式互感器現(xiàn)場運行經(jīng)驗、與一次設(shè)備的集成安裝以及安全可靠

性等方面綜合考慮，220kV采用雙保護、單計量輸出的法拉第磁旋光玻璃電子式

電流電壓互感器，其中線路間隔采用三相電流電壓一體化電子式互感器。電流互

感器采用套管式安裝方式與罐式斷路器集成安裝，安裝于套管升高座內(nèi)。220kV

母線采用支柱式電子式電壓互感器；66kV線路、電容和所變間隔采用單保護、

計量輸出的羅氏線圈電子式電流互感器，電流互感器采用套管式安裝方式與罐式

斷路器集成安裝，安裝于套管升高座內(nèi)。66kV母線配置3相電容分壓的電子式

電壓互感，采用支柱式安裝。

對于雙重化配置規(guī)定的220kV電流互感器從因此玻璃傳感元件到遠端采集模

塊均按獨立雙套配置。

3.3智能一次設(shè)備專題

智能高壓一次設(shè)備技術(shù)導則中提出，對于智能一次設(shè)備應具有測量數(shù)字化和

狀態(tài)可視化的基本特性。在目前技術(shù)條件下，智能組件將由多種獨立功能單元的

模式實現(xiàn)（如合并單元、智能終端），本專題將論述通過外置的多種傳感器進行

一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，從而實現(xiàn)高壓設(shè)備的狀態(tài)可視化。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和診斷的關(guān)鍵是在線監(jiān)測技術(shù)，在線監(jiān)測技術(shù)是實現(xiàn)智能設(shè)備

狀態(tài)可視化的必要手段，是狀態(tài)維修的實現(xiàn)基礎(chǔ)，為其提供了實時持續(xù)的監(jiān)測數(shù)

據(jù)和分析根據(jù)。有效的在線監(jiān)測系統(tǒng)可以隨時掌握設(shè)備的技術(shù)狀況和劣化程度,

防止突發(fā)性事故和控制漸發(fā)故障的發(fā)生，從而提高高壓電氣設(shè)備日勺運用率，有助

于從周期性、防止性維修向狀態(tài)檢修的轉(zhuǎn)變，改善資產(chǎn)管理和設(shè)備壽命評估，加

強故障原因分析。

在線監(jiān)測、故障診斷、實行維修整個一系列過程構(gòu)成了電氣設(shè)備狀態(tài)檢修工

作的內(nèi)涵。因此，積極發(fā)展和應用變電站設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的最終目的就是為了

以狀態(tài)檢修取代目前日勺定期維修，為其提供了分析診斷的根據(jù)，是狀態(tài)維修方略

不可或缺日勺構(gòu)成部分。

3.3.1220kV、66kV智能斷路器狀態(tài)檢測

本項目重要實現(xiàn)220kV和66kV斷路器智能狀態(tài)檢測功能，由就地智能組件

和站控層綜合分析系統(tǒng)共同完畢。斷路器監(jiān)測重要由SF6氣體在線監(jiān)測和斷路器

本體狀態(tài)監(jiān)測構(gòu)成。

氣體密度及微水在線監(jiān)測系統(tǒng)對罐式斷路器SF6氣體進行壓力、溫度、微水

數(shù)據(jù)檢測，將壓力換算成20℃時的壓力P20作為密度指示供顯示，并進行超限

報警。從而實目前生產(chǎn)過程中對SF6氣體密度進行實時、遠程監(jiān)測以及歷史數(shù)據(jù)

分析，加強監(jiān)測手段，更好地保證設(shè)備安全、穩(wěn)定運行。

斷路器本體狀體檢測重要具有下述功能：

1）系統(tǒng)對斷路器（三相）參數(shù)進行實時采集，并對這些參數(shù)進行分析計算,

得出對應日勺成果或數(shù)據(jù)。

2）檢測裝置通過點對點方式獲取斷路器合并單元的采樣數(shù)據(jù)，并得出4、

4、4、“、?、〃、頻率、2-10次諧波。

3）就地采集裝置具有不少于23路4?20mA、3路0?5V模擬量輸入通道,

以便于通過對應傳感器或變送器對如下模擬量進行監(jiān)測:

?匯控柜、機構(gòu)箱溫濕度（4?20mA）（8路）

?合（分）閘線圈電流（4?20mA）（9路）

?液壓機構(gòu)電機電流（4?20mA）（3路）

?油壓（4?20mA）（3路）

?斷路器位移（0?5v）（3路）

4）檢測裝置具有不少于一路485總線和CAN總線接口，可以讀取使用對應

接口傳感器日勺數(shù)據(jù)，從而獲取氣室內(nèi)SF6氣體壓力、溫度、水分。

5）系統(tǒng)對斷路器機械特性、觸頭機械壽命、開斷電流、電壽命、絕緣氣體

狀況等進行分析計算。

茴滿中心主機

站控層通侑到絡(luò)（狀態(tài)監(jiān)測專用》

圖3?34智能斷路器狀態(tài)檢測系統(tǒng)示意圖

3.3.2變壓器狀態(tài)監(jiān)測

變壓器狀態(tài)監(jiān)測根據(jù)功能可以分為：變壓器油色譜狀態(tài)監(jiān)測、變壓器鐵芯狀

態(tài)監(jiān)測。

1）變壓器油色譜狀態(tài)監(jiān)測

變壓器油色譜狀態(tài)監(jiān)測通過變壓器上合適位置的采油口卸回油口，將變壓器

主油箱和在線檢測裝置的油路連接成一種封閉的油路整體，通過油路循環(huán)和氣體

溶解平衡，源源不停時從變壓油中析出所溶解的多種故障氣體組分，并在油氣平

衡時自動進行色譜分析，并能以數(shù)小時一次日勺頻度持續(xù)不停日勺分析。通過變壓器

油中故障氣體的含量變化確定變壓器運行狀況。監(jiān)測參數(shù)：C2H2,C21I4,CO,H2,

CH4和C2H6o

2）變壓器鐵芯狀態(tài)監(jiān)測

將電流傳感器安裝在變壓器接地鐵芯上，監(jiān)測變壓器鐵芯電流。根據(jù)鐵芯電

流的變化狀況確定變壓器鐵芯接地與否正常。監(jiān)測參數(shù)：變壓器鐵芯電流。

監(jiān)測中心主機

■_?、曼?

__?屏蔽雙跤線站M他依網(wǎng)絡(luò)（狀態(tài)宜泅專用）

V_?電縝I4A

開關(guān)監(jiān)測

過程層珊信網(wǎng)絡(luò)

圖3?3.2智能變壓器狀態(tài)檢測系統(tǒng)示意圖

3.4智能變電站高級應用專題

為了更好的體現(xiàn)出智能變電站技術(shù)先進性以及符合國網(wǎng)企業(yè)智能變電站的

建設(shè)方針，本著減少人工干預、提高系統(tǒng)集成度、實現(xiàn)變電站實時全景監(jiān)測、與

調(diào)度中心/電源/負荷及有關(guān)變電站協(xié)同互動等提供支撐的原則，在上述方案的基

礎(chǔ)上開展深層次的技術(shù)創(chuàng)新和高級應用研究。

3.4.1次序控制

智能變電站一次設(shè)備大量采用了GIS/PASS等智能組合電器，具有電動遙

捽操作，及較強的電氣聯(lián)閉鎖功能：運行模式大都采用無人/少人值班模式，為

提高操作安全性和效率，智能變電站完全具有了順控操作日勺條件。

次序控制也俗稱“一鍵式”操作，是指變電站內(nèi)智能設(shè)備根據(jù)變電站操作票

的執(zhí)行次序，替代人自動完畢操作票時執(zhí)行過程。次序控制對于提高操作效率，

縮短事故后恢復供電的時間，防止誤操作的發(fā)生，增強人員設(shè)備的安全系數(shù)，提

高電網(wǎng)安全運行水平具有重要意義。

1）研究內(nèi)容：

?跨間隔順控服務(wù)器秋1完：開發(fā)獨立的跨間隔服務(wù)智能設(shè)備；跨間隔服務(wù)

應用模塊嵌入遠動設(shè)備中；配置獨立的跨間隔服務(wù)器；

?站內(nèi)通信規(guī)約和遠動通信規(guī)約修訂內(nèi)容研究：以實現(xiàn)順控操作票及防誤

閉鎖規(guī)則時下裝、上傳，操作過程（順控操作下發(fā)、急停）以及操作成

果信息上傳；

?間隔層通過IEC61850協(xié)議（GOOSE）應用研究：實現(xiàn)保護與測控信

息互傳，實現(xiàn)間隔內(nèi)一次、二次操作的統(tǒng)一管理;

?面向變電站間隔設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓撲分析措施研究：使得操作票和順控操作

可以動態(tài)適應變化的網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造；

?順控操作過程中發(fā)生事故時處理方案研究；

?間隔內(nèi)順控操作包括二次操作的處理；

?跨間隔順控操作服務(wù)研究。

2）關(guān)鍵技術(shù)：

?間隔運行狀態(tài)的在線檢測技術(shù)；

?全站防誤閉鎖規(guī)則的一致性保證技術(shù)；

?智能開票技術(shù)；

?智能操作仿真技術(shù)；

?順控操作過程監(jiān)視及全息回放技術(shù)。

3）實現(xiàn)方案：

次序控制波及三個方面的概念：設(shè)備狀態(tài)的定義；操作流程日勺定義；設(shè)備狀

態(tài)的實時計算及操作票的執(zhí)行。

間隔內(nèi)順控操作：以間隔測控或保護測控一體化妝置為主體來完畢順控操作

任務(wù)。間隔內(nèi)順控操作可以不依賴上位機，由間隔層設(shè)備獨立完畢。間隔測控或

保護測控一體化妝置保留單間隔順控操作票。由站控層在開始順控操作任務(wù)時調(diào)

取執(zhí)行。

跨間隔順控操作（組合單間隔順控操作）：由站控層的跨間隔順控操作服務(wù)

器完畢組合順控操作票的分解，間隔層設(shè)備為單間隔順控操作執(zhí)行主體，共同完

畢跨間隔時順控操作。

順控操作實現(xiàn)方案分為兩種模式:

集中式方案：在站控層（或調(diào)度主站層）來完畢全站所有的順控操作功

能。全站的三級防誤閉鎖（站控層、間隔層、電氣層）可以完整實現(xiàn)。

混合式方案：在間隔內(nèi)的順控操作功能下放到間隔測控裝置中，而跨間隔的

順控操作由站控層的順控操作服務(wù)器負責分解。由于順控操作下放到間隔完畢，

因此，站級防誤閉鎖功能必須取消，僅實現(xiàn)兩級防誤閉鎖（間隔層、電氣層）。

3.4.2設(shè)備狀態(tài)可視化

伴隨中國電力工業(yè)的技術(shù)飛速發(fā)展及廠網(wǎng)分離的運行格局變化，有效的監(jiān)測

電力設(shè)備狀態(tài)，制定維修計劃，實現(xiàn)高質(zhì)量穩(wěn)定供電，減少設(shè)備全生命周期內(nèi)總

體成本成為電網(wǎng)企業(yè)關(guān)注H勺重點。變電站的一次設(shè)備和二次設(shè)備作為變電站的重

要實物資產(chǎn)，設(shè)備H勺運行工況關(guān)系到電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，因此，實現(xiàn)變電站設(shè)

備（一次、二次）日勺在線狀態(tài)可視化監(jiān)視很有現(xiàn)實意義，用以監(jiān)測、分析設(shè)備狀

態(tài)，協(xié)助由“定期檢測、定期維護”日勺周期性檢修時代，逐漸邁向根據(jù)設(shè)備的運

行狀態(tài)和健康狀況而執(zhí)行檢修的狀態(tài)檢修時代，減少智能變電站的全生命周期運

行成本。

1）研究內(nèi)容

?研究一次設(shè)備狀態(tài)檢修內(nèi)容。

?研究二次設(shè)備狀態(tài)檢修內(nèi)容。

?研究設(shè)備狀態(tài)信息的IEC61850建模。

?研究設(shè)備狀態(tài)信息的通信傳播方案。

2）關(guān)鍵技術(shù)

?跨平臺工業(yè)矢量圖形原則SVG應用技術(shù)。

?矢量圖形WEB公布技術(shù)。

?一次設(shè)備傳感檢測技術(shù)。

?RFID設(shè)備標識技術(shù)。

?不一樣原理、算法的設(shè)備故障診斷技術(shù)。

?與視頻系統(tǒng)聯(lián)動技術(shù)。

?SNMP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理協(xié)議應用技術(shù)。

3）實現(xiàn)方案

采集變電站重要設(shè)備狀態(tài)信息，一次設(shè)備包括變壓器、斷路器、電容器、避

雷器等，二次設(shè)備包括各繼電保護設(shè)備及安全自動裝置、穩(wěn)控裝置等，數(shù)字化、

智能化變電站尤其應加強網(wǎng)絡(luò)互換機等設(shè)備的在線監(jiān)視，將設(shè)備的自檢診斷信

息、運行工況信息等通過原則協(xié)議，送達變電站監(jiān)控系統(tǒng)進行可視化展示，并通

過遠傳裝置發(fā)送到上級調(diào)度/集控系統(tǒng)為電網(wǎng)實現(xiàn)基于狀態(tài)監(jiān)測H勺設(shè)備全壽命周

期綜合優(yōu)化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐。

設(shè)備自檢及診斷信息、運行工況信息可以采用工業(yè)級的通用SNMP協(xié)議作為

信息傳播協(xié)議。

當設(shè)備出現(xiàn)異常信息時候，智能告警決策系統(tǒng)以聲光電等多媒體報警形式提

醒運行人員制定問題排查方案和設(shè)備檢修預案。

產(chǎn)品方案如圖5-1所示。

3.4.3智能告警及分析決策

智能變電站通過數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)將所有信息匯總到監(jiān)控系統(tǒng)。一般一種變電

所就有數(shù)千條遙信量，再加上數(shù)字化設(shè)備上送的海量自診斷性質(zhì)H勺軟信號，需要

監(jiān)視的遙信量有上萬條之多。目前普遍存在的問題是，由監(jiān)控系統(tǒng)采集上來的變

電設(shè)備的遙信量、模擬量信息未作任何的分層或判斷處理，多種信號動作頻繁，

監(jiān)控值班員監(jiān)控任務(wù)較重，輕易遺漏重要告警信號，延誤處理導致事故。一旦發(fā)

生事故，動作的事件記錄諸多，影響事故時對時處理。

智能變電站需要智能告警及分析決策系統(tǒng)，重要根據(jù)告警信號的重要性對告

警進行分類處理和專家推理，使運行監(jiān)控人員可以迅速地抓住事故重點、及時有

效地采用處理方案，提高事故異常處理的精確性和迅速性，保障電網(wǎng)安全運行。

1）研究內(nèi)容

?研究變電站告警信息分類措施；

?研究變電站告警信息的處理方式；

?研究變電站告警信息與運行人員的互動內(nèi)容及方式;

?建立變電站告警信息及處理方案專家知識庫；

?研究變電站告警信息與監(jiān)控其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)、視頻等系統(tǒng)的聯(lián)動；

?研究基于IEC61850的告警信息規(guī)范化自描述措施c

2）關(guān)鍵技術(shù)

?數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在告警信息處理的應用；

?告警信息多維分析技術(shù)；

?告警信息推理及知識獲取、自學習、專家決策技術(shù)；

?短信、語音等多媒體告警技術(shù)。

運用專家系統(tǒng)來建立智能告警和故障處理知識庫，該知識庫可動態(tài)實現(xiàn)專家

知識的增長，智能告警處理是智能告警系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，怎樣在最短的時間內(nèi)找

到與告警信息最為即配的系統(tǒng)事件是智能告警處理的關(guān)鍵。智能算法是近幾十年

來出現(xiàn)日勺新型優(yōu)秀算法，適合作為智能告警處理的關(guān)鍵算法c

變電站智能告警專家系統(tǒng)不僅能對告警信息進行分類、篩選、屏蔽、迅速定

位、歷史查詢等功能，還能完畢變電站事件的推理功能。詳細方略如下：

＞告警信號處理專家系統(tǒng)提供事故、預告、越限、檢修、未復歸信息等多

種告警頁面窗口，對不一樣等級的告警信號進入不一樣的告警頁面，以

便監(jiān)控人員抓住重要告警。

＞通過告警時已確認和未確認狀態(tài)來辨別監(jiān)控人員與否處理過此告警。

＞根據(jù)信號的分類對級別高的語音優(yōu)先播報。

＞告警事件發(fā)生后，可以根據(jù)告警信息作出推理，給出異常事故發(fā)生原因

及處理措施，同步提高監(jiān)控人員業(yè)務(wù)水平。

＞每一種告警類型對應于一種或多種告警狀態(tài)。例如，一次遙信變位有正

常、封鎖（設(shè)備處在封鎖時遙信變位）、檢修（設(shè)備所處間隔處在檢修

時遙信變位）、可