智能化變電站的設計與實現(xiàn)

智能化變電站的設計與實現(xiàn)

0智能化電網(wǎng)技術隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我們需要大力發(fā)展能源，加快電網(wǎng)建設。隨著建設電網(wǎng)越來越大,對大電網(wǎng)提出了許多更高的技術要求,需要建設智能化和數(shù)字化電網(wǎng),實現(xiàn)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,滿足現(xiàn)代大電網(wǎng)運行控制技術的要求。智能化電網(wǎng)應包括智能化輸電線路、智能化變電站,智能化電網(wǎng)控制等先進技術。實現(xiàn)智能化電網(wǎng),要實現(xiàn)大技術理念,從規(guī)劃、設計、采購、建設各環(huán)節(jié)全過程實現(xiàn)智能化理念。1控制環(huán)節(jié)網(wǎng)絡化智能化變電站建設首先要求實現(xiàn)數(shù)字化變電站建設,實現(xiàn)采集單元數(shù)字化、控制網(wǎng)絡化、執(zhí)行環(huán)節(jié)網(wǎng)絡化。變電站一次設備整體規(guī)劃設計,采用智能化的一次設備,打造網(wǎng)絡化的二次系統(tǒng),建造真正意義上數(shù)字化變電站。變電站站有元件均應是智能設備,具有自診斷狀態(tài)監(jiān)控功能。1.1數(shù)字化變電站中智能設備的應用常規(guī)的變電站,數(shù)據(jù)采集采用傳統(tǒng)的電流和電壓互感器設備,然后各智能設備對交流模擬信號進行模數(shù)轉換后,實現(xiàn)數(shù)字化,各自進行功能分析和判斷,完成和實現(xiàn)電網(wǎng)保護、控制、測量、信號等功能。數(shù)字化變電站中,電流和電壓數(shù)據(jù)首先進行數(shù)字化,變電站形成光纜數(shù)字化數(shù)據(jù)網(wǎng),變電站各智能設備從數(shù)據(jù)化網(wǎng)中提取所需數(shù)據(jù),完成和實現(xiàn)電網(wǎng)保護、控制、測量、信號等功能。數(shù)字化數(shù)據(jù)網(wǎng)要求雙網(wǎng)系統(tǒng),真正意義上實現(xiàn)變電站內(nèi)各智能設備數(shù)據(jù)共享。1.2設立反光網(wǎng)電網(wǎng)的保護設備包括系統(tǒng)保護和元件保護,在變電站形成系統(tǒng)。每個保護設備相對獨立設置,布置在配電區(qū)線路出線間隔下方或附近,實現(xiàn)完全下方方案;各保護設備從變電站數(shù)據(jù)網(wǎng)中提取數(shù)字化的數(shù)據(jù),以光纜雙網(wǎng)口方式接入變電站公共光纜控制網(wǎng),完成保護電網(wǎng)和主設備的功能。保護系統(tǒng)控制變電站斷路器設備通過變電站公共光纜控制網(wǎng)完成和實現(xiàn)。1.3數(shù)據(jù)網(wǎng)中的切換變電站計算機控制系統(tǒng)是變電站的核心控制系統(tǒng),全站形成雙百兆光纜網(wǎng),各測控單元從變電站數(shù)據(jù)網(wǎng)中提取數(shù)據(jù),通過變電站雙光纜控制網(wǎng),完成變電站測量和控制,測控裝置布置在配電區(qū)線路出線間隔下方或附近,實現(xiàn)完全下方方案,可簡化變電站設計,提高運行可靠性。變電站控制、測量、信號等功能由監(jiān)控完成。保護與測控設備一體化設計和制造,優(yōu)化變電站設計和建設。1.4繼電保護信息繼電保護信息管理系統(tǒng)包括在調(diào)度端的應用和分析主系統(tǒng)和變電站側繼電保護信息管理子系統(tǒng)。目前建設的變電站,該系統(tǒng)的設置方案為在變電站內(nèi)除監(jiān)控系統(tǒng)外,再獨立設置一套系統(tǒng),保護信息的采集共享。繼電保護信息包括保護信息和故障信息。在數(shù)字化變電站中要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,該系統(tǒng)就不獨立設置。在變電站可設置一臺繼電保護信息管理設備,通過光纜控制網(wǎng)采集保護信息,通過數(shù)據(jù)網(wǎng)收集電網(wǎng)故障錄波信息。在變電站側也可完成和實現(xiàn)分析功能,主要功能是通過變電站繼電保護信息管理系統(tǒng)把有關信息發(fā)送至調(diào)度端。該系統(tǒng)對提高繼電保護維護和處理水平很有用,如能充分發(fā)揮該系統(tǒng)功能,可在事故分析、預防及雙端故障測距等方面發(fā)揮作用。運行部門應在充分利用該系統(tǒng)資源方面多做些工作,開發(fā)豐富的應用程序,為電網(wǎng)運行和分析作服務。1.5供電電源系統(tǒng)數(shù)字化變電站中數(shù)據(jù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)化和共享,電量采集和收集由變電站自動化系統(tǒng)統(tǒng)一完成,然后按要求送向調(diào)度端和用電部門。1.6五通道系統(tǒng)數(shù)字化變電站中變電站的設備五防功能由變電站自動化系統(tǒng)完成。1.7控樓控制室和變電站變電站安防系統(tǒng)包括視頻系統(tǒng)、周界報警系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)。未來變電站按無人設置,在變電站設置通過網(wǎng)路傳輸?shù)囊曨l系統(tǒng),具有數(shù)字化、網(wǎng)絡化功能。在主控樓控制室,配電區(qū)斷路器區(qū)、主變區(qū)、補償設備區(qū)等設置攝像頭,變電站設置相應的主機系統(tǒng)。變電站圍墻設置安全防護設備。變電站視頻系統(tǒng)把變電站有關信息通過網(wǎng)絡方式送往調(diào)度端和維修中心及集控中心。變電站圍墻設置報警系統(tǒng),目前通常設置高壓脈沖電網(wǎng)設備,以保護變電站安全。變電站設置火災報警系統(tǒng),及時發(fā)現(xiàn)火災隱患。在數(shù)字化變電站設計中,以上三個系統(tǒng)應進一步優(yōu)化設計,實現(xiàn)聯(lián)動,及時準確跟蹤事故點,同時遠傳到中心,從遠端實現(xiàn)及時掌控。1.8實現(xiàn)變電站和電網(wǎng)運行監(jiān)測功能數(shù)字化變電站中變電站動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測功能由變電站自動化系統(tǒng)完成,及時把有關數(shù)據(jù)送往調(diào)度端,實現(xiàn)和完成全網(wǎng)的動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測功能,對電網(wǎng)運行作出實時判斷和診斷。1.9當前站系統(tǒng)變電站設置對時網(wǎng)路,主機按主備設置。變電站所有智能設備都與該系統(tǒng)對時,實現(xiàn)全站同一個時鐘,最終實現(xiàn)全網(wǎng)同一個時鐘。1.10繼電器和采用模擬目前,傳統(tǒng)上的變壓器、高抗、斷路器、避雷器等一次設備非智能的設備,它們的二次回路是用繼電器構成的,所有的通信是通過接點實現(xiàn)的。在數(shù)字化變電站中,所有一次設備全部是智能化的,設備的通信通過網(wǎng)口來實現(xiàn),通過網(wǎng)口可以實現(xiàn)對設備相關狀態(tài)信息的讀取,通過網(wǎng)口可以實現(xiàn)對設備的監(jiān)控與控制。1.11主設備狀態(tài)監(jiān)控現(xiàn)在,變電站一些主設備(變壓器,斷路器等)生產(chǎn)部門設置了一些在線監(jiān)測設備,完成和實現(xiàn)主設備的在線監(jiān)測功能。數(shù)字化變電站中要求主設備智能化,要求變壓器、斷路器、避雷器等主設備按電網(wǎng)要求可以輸出本設備的狀態(tài)信息量,接入變電站自動化系統(tǒng),然后送往變電站維護中心,用于主設備狀態(tài)監(jiān)控和分析。在變電站的維護中心設置主設備在線狀態(tài)分析和診斷系統(tǒng),實時分析和監(jiān)控電網(wǎng)主設備,及時提出分析和和診斷報告,實現(xiàn)提前預先處理設備隱患,有利保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行。1.12應對措施及優(yōu)化方案現(xiàn)在變電站內(nèi)的設備很多,有保護,直流,五防,穩(wěn)定裝置等,接入形式及規(guī)約繁瑣和復雜;應積極研究、規(guī)范、優(yōu)化變電站內(nèi)保護設備接入監(jiān)控系統(tǒng)和變電站繼電保護信息管理系統(tǒng)(保護與故障信息遠傳系統(tǒng))的方案;應積極研究、規(guī)范、優(yōu)化故障錄波設備有效接入變電站保護與故障信息遠傳系統(tǒng),使整個系統(tǒng)達到完善的功能,接入合理和方便。應積極研究、規(guī)范、優(yōu)化變電站內(nèi)直流、五防等設備有效接入變電站自動化系統(tǒng)的方案,使整個系統(tǒng)形成完整的系統(tǒng),達到完善功能,接入合理和方便。在數(shù)字化變電站建設中,要求所有設備均是智能設備,以網(wǎng)絡方式接入變電站自動化系統(tǒng),實現(xiàn)“一個電網(wǎng)、一種技術、一個標準”,最終實現(xiàn)“一個世界、一種技術、一個標準”的目標。2實現(xiàn)了實時遠程監(jiān)控的元件建設線路實現(xiàn)智能化,線路工程中相應的元件實現(xiàn)智能化,絕緣子、鐵塔、導線等,使它們的狀態(tài)可以實現(xiàn)實時遠程監(jiān)控。建設靈活和可控的新型輸電線路。3智能電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控和控制運行狀態(tài)為了適應大電網(wǎng)運行要求,要努力實現(xiàn)大電網(wǎng)實時全面智能化控制,調(diào)度指令可達任意變電站層,大電網(wǎng)控制系統(tǒng)應具有豐富的專家系統(tǒng),具有人工智能功能,在線監(jiān)控和判斷運行狀態(tài),實現(xiàn)電網(wǎng)全過程全狀態(tài)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)的監(jiān)視和控制。4應用程序開發(fā)變電站級所有信息以網(wǎng)絡接入,調(diào)度端應能適應網(wǎng)絡方式接收。大量信息已送至調(diào)度端后,要實現(xiàn)全面共同共享信息,在充分使用信息資源的基礎上,應積極開發(fā)豐富的應用程序,進行電網(wǎng)運行狀態(tài)分析,運行設備評價統(tǒng)計等等。5在線監(jiān)視電網(wǎng)設備運行狀態(tài)電網(wǎng)及變電站有關信息可遠傳至調(diào)度端,也可轉傳或直送一些信息至維護端,在日常工作中就可在線監(jiān)視電網(wǎng)各有關設備,可監(jiān)視電網(wǎng)線路的導線、絕緣子、鐵塔,以及變電站中主變壓器設備、斷路器、電壓互感器、電流互感器、MOV、保護等設備的運行狀態(tài),在正常運行時,就可以預防事故。實現(xiàn)狀態(tài)檢修等功能。6主接口電源設備應具有可靠性智能化電網(wǎng)建設首先要從設計階段優(yōu)化電網(wǎng)設計,使電網(wǎng)可靠、安全、簡單;從500kV、220kV及110kV,一級一級全系統(tǒng)優(yōu)化,整體考慮;使整個系統(tǒng),從高壓至低壓,成為最安全,最可靠的系統(tǒng)。在受電端500kV系統(tǒng)要成為堅強的環(huán)網(wǎng),220kV變電站設計應考慮有來自不同方向的電源,110kV變電站設計也應考慮來自不同方向的電源,低壓網(wǎng)應有事故支持和支援能力。變電站的主接線要安全、可靠、簡單。設備要求安全