110kV五村数字化变电站技术方案

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110kV五村数字化变电站技术方案

（初 稿）

南 京 新 宁 光 电 自 动 化 有 限 公 司

2007年08月06日

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110kV 五村数字化变电站方案

一、数字化变电站系统概述

数字化变电站是变电站自动化技术的发展方向，是一个不断发展的过程，就目前技术发展现状而言，数字化变电站是由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，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。

目前实施的变电站自动化系统缺乏统一的系统规范，广泛应用的IEC60870-5-103规约只是变电站内传输规约，缺乏对变电站系统模型、二次功能模型的描述，没有将系统应用与通信技术进行分层处理，其应用受到通信技术的限制，缺乏一致性测试标准，因此103规约不适合作为数字化变电站的统一信息平台。

IEC61850是国际电工委员会TC57工作组制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准。

数字化变电站的发展就目前阶段而言已进入工程实践阶段，110kV数字化变电站的建设在现有的数字化变电站建设基础上纳入IEC 61850协议即在站控层实现IEC 61850协议。大量采用FT3传输协议来实现数字化变电站的传输数字化。

本方案具有的特点如下：

1、 利用IEC 61850协议点对点传输来完成开关量传输。

2、 合并器与间隔层设备间依旧采用IEC 61850-9-1协议进行传输。 3、 跨间隔传输采用高速串行FT3传输协议。

4、 10kV系统采用保护测控与合并器功能一体化架构（保护就地安装）。 二、本站方案架构

110kV系统在实施时采用OET711ACTZ光电电流互感器、OET711AVTZ光电电压互感器，对传统开关加装XA702智能终端来实现开关智能化。站控层网络采用单网通信。变压器间隔如下图所示：

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站控层设备间隔层网络监控计算机A远动服务器间 隔 层 交 换 机 间隔层设备后备保护装置 测控装置至跨间隔设备如故障录波至跨间隔设备如母线保护变电站某变压器间隔差动保护装置 本体保护装置后备保护装置 测控装置过程层网络过程层设备合并单元开关智能操作箱变压器智能终端低压智能终端电子式互感器光接口后备 电子式互感器光接口差动 电子式互感器低压侧电子式互感器 电子式互感器一次设备变压器本体及调压档位断路器线圈组 控制断路器断路器线圈组 断路器

三、10kV低压智能保护安装于中置式开关柜系统内

系统架构如下图所示：

DTSD 1056 电能表1 1#线路 以太网传输 X7101 X7101 2#线路 以太网传输 DTSD 1056 电能表2 XA702 XA702 I母PT II母PT 四、基于IEC 61850协议的X7000数字化变电站系统结构

IEC 61850协议是国际电工委员会TC57工作组制定的《变电站通信网络和

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系统》系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统的国际标准，其主要特点为：

--信息分层

--面向对象的数据对象统一建模 --数据的自描述

--抽象通信服务接口ACSI

IEC 61850协议将整站分为三层：站控层、间隔层和过程层。

站控层设备包括监控主机、远动工作站等。其主要功能为变电站提供运行、管理、工程配置的界面，并记录变电站内的相关信息。远动、调度等与站外传输的信息单独的系统配置可将站内信息转换为远动和集控设备所能接受的协议规范，实现监控中心远方控制。

站控层设备应建立在IEC 61850协议规范基础上，具有面向对象的统一数据建模。与站外接口的设备如远动装置等应能将站内IEC 61850协议转换成相对应规约格式。所有站控层设备均应采用百兆工业以太网，并按照IEC61850通信规范进行系统建模并进行信息传输。

间隔层设备主要包括保护装置、测控装置等一些二次设备。要求所有信息上传均能够按照IEC61850协议建模并具有支持智能一次设备的通信接口功能。

过程层设备包括光电电流电压互感器、智能开关一次设备或开关设备的智能单元。

辅助设备包括一些规约转换设备（将对不符合IEC 61850协议的设备进行规约转换）、同步信号源（过程层对时）、GPS对时（站控层对时）。 五、间隔层设备

间隔层设备包含有保护设备、测控设备、表计等。单间隔设备如线路保护设备、测控设备、计量设备。跨间隔设备包括变压器差动保护、备自投设备等。

单间隔设备具有与合并器的过程层光纤通信接口，并具有与跨间隔间采样数据、控制数据交换能力。跨间隔设备由于收大数据量的限制建议配置前置单元集中处理过程层数据交换。所有间隔层设备应能按照IEC 61850协议建模与站控层通信，并具有完善的自我描述功能。 间隔层设备配置原则

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--110kV主变间隔配置主后备保护独立配置，保护装置应具有与开关智能单元的过程层光纤通信接口。非电量保护采用就地跳闸的方式，通过电缆接到断路器各侧的智能终端实现。

--110kV母差保护独立配置，接入各个间隔合并器的光纤通信数据。保护装置应具有与开关智能单元的过程层光纤通信接口。

--110kV线路保护独立配置，接入本间隔合并器的光纤通信数据。保护装置应具有与开关智能单元的过程层光纤通信接口。

--10kV间隔

参见10kV配置说明。 --电度表

本站采用符合IEC61850通信标准的数字输入的电能表，数字式电能表应通过国家部门的认可和检测。

主变两侧及110kV电能表进线设在电能表屏上； 10kV线路、10kV电容器电能表装设在开关柜上； 电能表输出RS485接口。 六、过程层设备

过程层设备主要包括电子式电流电压互感器、智能一次设备等，现阶段智能化开关由传统开关+智能终端方式来实现开关设备智能化，电子式电流互感器采用罗氏线圈原理来实现电流互感器设备的数字化，电子式电压互感器采用电感感应分压原理来实现电压互感器设备的数字化。

过程层设备与间隔层设备相连应采用点对点或网络式总线通信方式，过程层设备具有自我检测、自我描述功能，支持IEC 61850过程层协议。传输介质采用光纤传输。

1、光电互感器及合并器配置原则

光电电流互感器按间隔配置，110kV每个开关间隔布置一只OET711ACTZ光

电电流互感器,其中线路间隔A相布置一只OET711ACVTZ光电电流电压互感器。 光电电压互感器按母线间隔配置，I母、II母各布置三只OET711AVTZ光电电压互感器。

110kV主变各侧间隔按照主后保护独立原则布置互感器线圈，线圈布置原则为2保护线圈+1计量线圈，应配置双采集器采集数据；合并器应双重化配置即

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