数字化变电站设计方案

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35kV数字化变电站系统方案

1数字化变电站概述

数字化变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，数字化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口只是接口和通信模型发生了变化，而过程层却发生了较大的改变，由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。

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系统结构

IEC61850将数字化变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通信网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通信网、以及间隔层和过程层之间的过程层通信网。

站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站等均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。

站控层通信网采用双星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。网络采用IEC61850国际标准进行通信，非IEC61850规约的设备需经规约转换后接入。

过程层GOOSE网络采用双星型光纤以太网，与站控层分开组网。对于超高压变电站，推荐按电压等级分开组网。同一电压等级的GOOSE网络连接在一起，可以充分保证GOOSE的信息共享的特点。

电子式互感器模拟量数据传输采用点对点的符合IEC61850-9-1标准的光纤网络进行数据传输，确保模拟采样值传输的实时性和可靠性。

根据过程层的不同需求，我们提供了以下两种数字化变电站解决方案：

1）方案一：对于35kV及以上电压等级电流互感器采用全光纤电子式电流互感器、电压互感器采用电容分压型电子式电压互感器，开关设备采用常规开关设备配置智能控制单元实现智能化；10kV的二次设备安装在开关柜上，仍采用电缆传输模拟信号的方式实现与互感器和开关的信息交换。电流互感器采用常规电流互感器，电压互感器采用常规电压互感器，开关设备采用常规开关设备。如图2.1所示。

采用这种方案，过程层设备一部分采用了电子式CT/PT及智能化开关设备，可以体现从站控层、间隔层到过程层、一次设备的数字化过程，为全部的数字化提供运行经验。另外，这种方案费用较低，可以在一些变电站的改造中采用，也可以应用到新建站中。