安新站设计方案1

安新220kV数字化变电站技术方案汇报提纲河北省电力勘测设计研究院2007年8月石家庄安新220kV数字化变电站技术方案1工程概况

1.1变电站建设规模终期规划建设3×180MVA主变，电压等级为220/110/35kV；220kV规划出线4回；110kV规划出线12回;35kV规划出线9回。无功补偿容量按每台主变压器安装4组8016kvar无功补偿电容器。本期建设2X180MVA主变，220kV出线2回至孙村、高阳；110kV出线4回，至三台、西地、安州、新安。35kV出线6回；本期2台主变各安装4×8016kvar电容器。安新220kV数字化变电站技术方案1.2变电站主要设计原则及特点①该变电站为户内GIS站。220kV配电装置采用户内GIS布置方式架空出线；110kV配电装置采用户内GIS布置方式架空、电缆混合出线；35kV采用户内高压开关柜；主变为户外布置。②变电站设计为数字化变电站。安新220kV数字化变电站技术方案⑦电气主接线220kV电气主接线：采用双母线接线设计,本期建成双母线。110kV电气主接线：采用双母线接线设计,本期建成双母线。35kV电气主接线：采用单母线三分段接线，每台主变各带一段母线。本期建设两段母线。⑧变电站按无人值班设计，采用分层分布式微机监控系统。安新220kV数字化变电站技术方案3数字化变电站实施方案3.1总的原则3.1.1整站采用IEC61850协议，主要网络双重化配置。站控层至间隔层之间采用RJ45以太网，间隔层至过程层可采用点对点或网络通信方式，通信介质采用光纤。网络方式上，采样数据独立，将GOOSE信息单独组网。3.1.2220kV保护、主变保护双重化配置，110kV、220kV及主变测控独立设置，并具备数字化接口。3.1.3故障信息子站网络与监控网络合一，故障信息子站应支持IEC61850通信协议。

安新220kV数字化变电站技术方案3.1.4220kV及110kV互感器均采用数字输出的电子式互感器，35kV互感器采用模拟输出的电子式互感器。380V采用常规互感器。3.1.5主变保护采用分散布置的保护装置，分散采集集中处理。电流电压采样、刀闸开关位置采集以及跳闸命令执行下放在每个间隔内。35kV母差采用集中母差，支持GOOSE网通信协议。3.1.6电能计量采用具有光纤以太网接口的数字式电度表。电能量采集器采用常规采集器，与监控系统通信应支持IEC61850通信协议。安新220kV数字化变电站技术方案

3.1.735kV部分合并器和保护设备布置于35kV开关柜上，可考虑将合并器与保护合一的方案。35kV系统通信网络采用GOOSE网方案。3.1.8380V采用常规互感器，测计量和控制采用常规设计，380V备自投由380V配电屏自带自投功能实现，以简化接线。3.1.9采用GIS保护智能控制柜取代传统的LCP柜，将保护下放布置。3.1.10五防系统由监控系统实现，也可采用智能五防系统支持IEC61850通信协议。3.1.11直流系统采用交直流一体化电源系统，或采用常规系统。安新220kV数字化变电站技术方案3.2电子互感器配置

220kV各间隔、主变三侧间隔电流互感器均按照保护双重化原则布置互感器线圈，线圈布置原则为2个保护线圈（Rogowski线圈）+1个计量线圈（LowPower铁芯线圈）。电流互感器准确级次：5TPE/5TPE/0.2S。110kV、35kV各间隔（除主变外）均按照保护单套原则布置互感器线圈，线圈布置原则为1个保护线圈（Rogowski线圈）+1个计量线圈（LowPower铁芯线圈）。电流互感器准确级次：5TPE/0.2S安新220kV数字化变电站技术方案电压互感器：对于母线型，各电压等级，每条母线均配置2个三相二次线圈，无开口三角线圈。准确级次：0.2/0.2。对于线路型，每回220kV线路均配置1个单相二次线圈，无开口三角线圈。准确级次：0.2。安新220kV数字化变电站技术方案安新220kV数字化变电站技术方案3.3网络方案该系统采用分层、分布式网络结构，由站控层、间隔层和过程层三部分组成。站控层包括监控主机/操作员工作站、远动主机、维护工程师站等，完成站内监控功能，为变电站提供运行、管理、工程配置的界面，并记录站内所有相关信息。间隔层主要包括保护装置、测控装置以及其他智能设备。间隔层设备可集中布置或直接下放至开关场，各间隔设备相对独立，仅通过通讯网互联，和站控层采用以太网通信。安新220kV数字化变电站技术方案过程层包括光电式电子互感器和智能开关设备等。过程层使用100M以太网，选用点到点或基于交换机的星型拓朴结构，传输介质选用光纤。目前数字化变电站站控层和间隔层通信方式比较成熟，均采用双以太网连接，采用IEC61850协议。间隔层和过程层之间通信方式有点对点和网络方式两种，结合设备配置情况，考虑四种网络方案。安新220kV数字化变电站技术方案

3.3.1方案一：针对GIS保护智能控制柜方式，考虑保护下放到GIS室。安新220kV数字化变电站技术方案本方案将220kV及110kV各间隔的保护、控制、测量、计量等功能下放到各间隔的保护及智能控制柜中，在物理位置上将各间隔的过程层设备和间隔层设备布置在一起，将保护、测控的开入开出回路电缆连接变为屏内配线或屏间电缆。采用数字化的智能控制装置，不设智能终端。保护下放后，将220kV及110kV电压等级的公用设备（如直流分电屏、母线保护屏、公用测控屏等），分别布置于各电压等级的GIS室，可以取消220kV及110kV保护小室，减小占地面积。安新220kV数字化变电站技术方案交流电流电压回路采用电子互感器，通过合并器接保护装置。保护和智能控制装置的开入、开出回路均采用硬接线方式，对保护装置改动小，能保留常规压板投退方式。220kV及110kV母线保护独立组屏，分别布置于220kV和110kVGIS室。安新220kV数字化变电站技术方案

主变单元和三侧开关及本体都有联系，推荐采用分布式主变保护，集中处理单元、高压侧采集子装置和非电量保护布置于主变高压侧保护智能控制柜上，将中低压侧采集子装置分别布置在中压侧智能控制柜和低压侧开关柜上，通过光纤和集中处理单元连接。在主变本体设非电量智能终端，实现本体信号的数字化。主变单元还可组成GOOSE网络，实现开关量信号和跳闸信号的数字化。或在主变中低压侧成对配置智能终端，实现主变中低压侧开关信号的数字化。推荐采用分布式主变差动保护。安新220kV数字化变电站技术方案安新220kV数字化变电站技术方案35kV母线保护、低周低压减载装置，采用GOOSE网络方式，实现开关量信号和跳闸信号的数字化，优化二次接线。GOOSE网的安全可靠直接关系到变电站的能否稳定运行，应提高GOOSE网的冗余度，优化网络配置，采用工业级光交换机，交换机建议少接口多台配置。--35kVGOOSE网络按单网配置。

安新220kV数字化变电站技术方案

安新220kV数字化变电站技术方案

主变过负荷联切装置可布置于110kVGIS室，采用电缆接线方式，跳110kV线路，建议不考虑联跳35kV线路。

本方案智能控制柜由二次厂家生产，一次和二次联合设计，优化二次接线，提高了开关智能化水平，还可以减小占地，相对节约投资，应用于室内GIS站技术成熟，

该方案作为安新数字化变电站的推荐方案一。安新220kV数字化变电站技术方案3.3.2方案二：交流采样采用光纤点对点方式，开入开出等采用传统接线；采用常规LCP柜，配置成对智能终端，以光缆代替保护室至配电装置的电缆安新220kV数字化变电站技术方案安新220kV数字化变电站技术方案

方案二中交流采样采用点对点传输方式，合并器接收电子互感器信号后，经过同步处理，分别送给保护、测控、计量设备。下端智能终端安装在LCP柜内，采集开关的位置、状态信息等，转换成数字信号用光纤上送到上端智能终端；下端智能终端还具有控制回路，接受到上端智能终端的控制命令后，开出硬接点控制一次设备。上端智能终端安装在测控屏或保护屏上，具有开关量输入输出回路，与保护、测控装置采用电缆连接。该方案属于数字化变电站发展初期的应用模式,虽然成熟，但缺乏技术上的先进性，数字化程度低，不推荐采用此方案。安新220kV数字化变电站技术方案3.3.3方案三：光纤点对点与过程总线相结合的方式。即交流采样采用光纤点对点，跳合闸等开关量信息采用GOOSE网络方式。安新220kV数字化变电站技术方案安新220kV数字化变电站技术方案

本方案在方案二的基础上，取消了间隔层智能终端。过程层智能终端、测控和保护装置通过交换机共享信息，采用IEC61850规范，组成基于GOOSE服务的以太网络，提供网络通讯条件下快速信息传输和交换的手段。实现开关量信号和跳合闸信号的数字化。交流采样信息仍采用IEC61850-9-1规定的点对点方式，不接入过程层总线网络，技术方案成熟。实现了间隔层和过程层之间开关量信息的数字化，数字化程度和自动化程度高，不仅在间隔层网络实现了不同设备之间的互联互操作，在过程层网络也实现了不同设备之间的互联互操作。

该方案作为安新数字化变电站的推荐方案二。安新220kV数字化变电站技术方案3.3.4方案四：完全过程总线方式。即交流采样和GOOSE统一组网安新220kV数字化变电站技术方案本方案将交流采样与GOOSE信息统一组网，实现了间隔层和过程层之间完全组网连接，从结构上更加合理，是数字化变电站发展的方向。但从目前的技术水平看，此方案存在以下风险：--交换机的负担增加，对其可靠性和数据处理能力要求更高；--对保护装置要求更高，由于网络方式下交流信号传输延时不固定，对于差动保护（线路差动、主变差动、母线差动保护），确定各侧交流采样时间的一致性造成困难，其延时误差的范围难以确定，和网络的负载有一定关系。因此，从可靠性角度看，