数字化变电站技术研究及实际工程应用

1、数字化变电站技术研究及实际工程应用摘要：随着电子科技的快速发展，智能化开关、IEC61850以及电子互感器技术的逐步完善，数字化变电站技术在各个领域中的应用也变得越来越广泛。本文将针对数字化变电站技术在各个领域的应用现状以及它在工程实例中的实际应用问题进行简单的分析探讨。关键词：数字化变电站；实际应用；工程实例中图分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：一、关于数字化变电站的概述传统的数字化变电站只有间隔层与控制层中的设备实现了数字化，因此它并没有实现整个变电站的数字化。传统变电站的自动化系统中的二次设备在某种程度上是相对的，因此各设备间的协调性相对较差，不能进行互相操作。近年来，智能化

2、开关、IEC61850以及电子互感器技术的快速发展，数字化变电站正在逐步的实现智能化。数字化变电站的有关功能是通过以下几个不同的层面来实现的。（一）站控层该层主要由远动通讯设备、操作员站、主机这三部分构成。站控层的主要功能就是为运行中的变电站提供人机联系的界面，让过程层与间隔层的管理控制得以实现，同时，它还具有与调度中心通信的功能。站控层是整个数字化变电站的管理以及监控中心。（二）间隔层间隔层的主要设备有：故障录波、保护装置、计量类的智能化电子设备、测控装置等。该层的主要功能就是对各个设备间的信号进行采集以及对其信息进行测量，同时它还可以对一次设备进行控制、保护、同期操作。该层还是过程层与站控

3、层的连接桥梁，同时它还可以对过程层与站控层的信息进行交换处理。（三）过程层该层主要由智能控制单元、电子互感器等设备组成，该层是二次设备与一次设备之间的连接口。该层的主要功能就是在电力系统运行的过程中，对控制命令执行的情况、设备运行的状态以及电气量的采集进行实时监控、管理。在数字化变电站中，过程层是其运行过程中的重点。二、数字化变电站技术的研究（一）电子互感器技术互感器的主要功能就是为二次设备中的保护装置、仪表以及测量工具提供电压信号、电流信号的关键设备。它的可靠性与精度和电力系统的稳定、经济、安全运行有着紧密的联系，它是数字化变电站中不可或缺的一次设备。1、电子互感器在是否需要供电方面的类型电

4、子互感器在是否需要供电方面可分为有源式和无源式两种。有源式互感器当中的传染模块在运行的过程中必须要有电源来对其进行供电，互感器对电压信号、电流信号进行采集的过程主要依赖于安装在一次设备上的传感模块。最后，利用光纤作为信号的传输通道，它采集到的信号输送到二次设备中进行处理，使其还原成被测量时的电压电流信号。无源式的互感器在运行过程中则不需要有电源来对其进行供电，它的传感模块是由光学元件组成的。在其运行的过程中，光纤不仅是无源式互感器的传感软件，而且还是它的信号传输通道。2、电子互感器在应用场合以及结构方面的分类电子互感器在应用场合以及结构方面可以分为以下几类：直流用电子互感器、低压用电子互感器、

5、GIS电子互感器、AIS(即的)电子互感器。3、电子互感器的原理（二）智能化开关的技术智能化开关不仅有传统开关技术的基本功能，而且它还具有电子操作、智能控制、数字化接口、在线监视等一系列智能化的功能。1、融合CIS开关技术后的智能汇控技术智能汇控技术的主要功能就是对室内的CIS开关进行智能化控制。它的工作原理就是将GIS开关的控制功能与二次测的控功能有机的结合在一起，形成一个智能化的开关功能。智能汇控技术具有以下几个方面的优点：1.1它的传输方式为光缆传输，因此，它的投资成本相对较小，传输信号的可靠性较高。1.2该技术的研发，使得变电站的自动化系统实现了测控、保护一体化的目标。1.3优化了二次

6、设备的回路以及结构。1.4提高了自动化系统的交互性。2、智能终端技术智能汇控只能在室内的CIS变电站中使用，因此它的使用具有一定的局限性。而智能终端的应用就比较广泛，它不仅可以在室内运作，而且在恶劣的户外环境中同样可以运作。三、数字化变电站技术在实际工程中的应用户外AIS变电站和室内GIS变电站是最常见的数字化变电站，在此，本文将对某220kV的变电站(室内GIS模式)的数字化应用的具体情况进行简单的介绍。（一）室内GIS模式变电站的概况该变电站的电压等级有220KV、110KV、35KV。其中，110KV和220KV的电压部分为全封闭式的组合电器，即室内GIS模式，它的接线采用的是双母线；3

7、5KV的电压部分采用的是室内开关柜，它的接线采用的是单母线。（二）该变电站的系统方案该变电站的网络系统是在IEC61850通信技术的基础上建立的，它的控制保护系统是一个整体，为了实现变电站内各设备间的互相操作和信息共享，它的分布方式为分层式分布。整个变电站的网络构架有三层：过程层、间隔层、站控层。1、过程层该层主要是由过程层的网络设备、智能开关、电子互感器、合并单元等设备组成。2、间隔层该层主要是由计量电度表、智能汇控装置、供电保护控制装置和其它的智能化设备。3、站控层该层主要是由网络设备、操作员工作站、远动主机、监控主机等设备构成，它的主要工作就是对变电站的内部运行进行监控，并为电力系统的运

8、行、工程配置以及管理提供活动界面。（三）电子互感器的设计方案该变电站中的GIS模式的电子互感器主要是由以下三个部分组成：远端模块、一次设备传感器以及一次设备传感器。在该变电站中35KV的互感器最好选用电阻分压式的电压互感器，或者选用具有LPCT式的电流互感器。在110KV和220KV电压部分的中性点处的电流互感器，最好设置为的。（四）对于主变间隔间的智能化方案由于主变间隔之间存在着三个不同的电压等级，因此，必须把控制它们的一次设备分别安装在不同的控制室内。智能汇控以及智能终端只能对变电站的一次设备进行智能化控制，对于其它三个控制室内的开关不能进行主变保护。为了避免给以上三个控制室铺设长距离的电缆，最好的办法就是采用主从机的方式来对该变电站的设备进行智能化控制。参考文献1王凯