1、智能变电站综合自动化系统目录智能化变电站概述智能化变电站概述智能化变电站设备配置原则智能化变电站设备配置原则网络结构及交换机配置网络结构及交换机配置设计中相关的问题设计中相关的问题智能变电站综合自动化系统智能化变电站概述智能化变电站概述智能化变电站设备配置原则智能化变电站设备配置原则网络结构及交换机配置网络结构及交换机配置设计中相关的问题设计中相关的问题智能化变电站概述u数字化变电站定义数字化变电站定义 数字化变电站是由数字化变电站是由智能化一次设备智能化一次设备（电子式互感器、（电子式互感器、智能化开关等）和智能化开关等）和网络化二次设备网络化二次设备分层（过程层、间隔层分层（过程层、间隔层
2、、站控层）构建，建立在、站控层）构建，建立在IEC61850 IEC61850 通信规范基础上，能通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作信息共享和互操作的现代的现代化变电站化变电站。u智能化变电站定义智能化变电站定义 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等功能，监测等功能，并可根据需要支
3、持电网实时自动控制、智能并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能化变电站概述u智能化变电站和数字化变电站区别智能化变电站和数字化变电站区别 数字化变电站是智能化变电站发展的必经阶段和实数字化变电站是智能化变电站发展的必经阶段和实现现基础基础，通过对数字化变电站的技术改造，可以实现一次，通过对数字化变电站的技术改造，可以实现一次主设备状态监测、高级功能和辅助系统智能化等。另外，主设备状态监测、高级功能和辅助系统智能化等。另外，智能化变电站可根据需要实现电网实时自动控制、智能调智能化变电站可根据需要实
4、现电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，智能化程度更节、在线分析决策、协同互动等高级功能，智能化程度更高。高。智能化变电站概述u数字化变电站与传统综自站的区别数字化变电站与传统综自站的区别间隔层和站控层：间隔层和站控层：只是接口和通信模型发生了变化，间隔层装置对下接口多只是接口和通信模型发生了变化，间隔层装置对下接口多为光纤接口，接收过程层设备上送的数字量。站控层通信为光纤接口，接收过程层设备上送的数字量。站控层通信采用采用IEC61850 IEC61850 标准，实现信息共享和互操作。标准，实现信息共享和互操作。过程层改变较大：过程层改变较大：由传统的电流、电压互感器
5、、一次设备以及一次设备与二由传统的电流、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、光纤连接等，实现电流电压模拟量就地数字化一次设备、光纤连接等，实现电流电压模拟量就地数字化，一次设备状态量的就地采集和化，一次设备状态量的就地采集和GOOSEGOOSE网络传输。网络传输。7u常规变电站典型结构图常规变电站典型结构图智能化变电站概述8智能化变电站概述u数字化变电站典型结构图数字化变电站典型结构图9智能化变电站概述u智能化变电站典型结构图智能化变电站典型结构图智能化变电站概述u数字化变电站发展阶
6、段的典型模式数字化变电站发展阶段的典型模式 从实用化层面分析，目前的数字化变电站大致可分从实用化层面分析，目前的数字化变电站大致可分为以下为以下3 3种模式，如下表：种模式，如下表：智能化变电站概述u模式模式1 1：基于站控层：基于站控层IEC61850IEC61850 智能化变电站概述 由图可见，该系统与传统的变电站自动化系统基本由图可见，该系统与传统的变电站自动化系统基本类似。间隔层智能电子设备类似。间隔层智能电子设备IEDIED（保护及自动化装置）安（保护及自动化装置）安装方式与传统变电站相同，采用就地安装或是集中组屏。装方式与传统变电站相同，采用就地安装或是集中组屏。这种模式的推广是主
7、要是为了解决传统变电站中智能这种模式的推广是主要是为了解决传统变电站中智能设备的互联互通及信息互操作问题。由于采用了统一的设备的互联互通及信息互操作问题。由于采用了统一的IEC61850 IEC61850 标准，整个系统中的每一个节点的信息传输被标准，整个系统中的每一个节点的信息传输被标准化，从而使得整个系统的可维护、可扩充性能大为提标准化，从而使得整个系统的可维护、可扩充性能大为提高。高。u基于传统互感器及过程层信息交换基于传统互感器及过程层信息交换智能化变电站概述智能化变电站概述 区别于模式区别于模式1 1，该模式增加了过程层网络。，该模式增加了过程层网络。这种模式不仅在站控层信息交换采用
8、了这种模式不仅在站控层信息交换采用了IEC61850IEC61850，而，而且增加了过程层网络进行过程层信息交换。对于每一个间且增加了过程层网络进行过程层信息交换。对于每一个间隔，配置了过程层设备合并单元、智能终端，首先将设备隔，配置了过程层设备合并单元、智能终端，首先将设备的信息及操作数字化，与之相关的间隔层智能电子设备的信息及操作数字化，与之相关的间隔层智能电子设备IEDIED（保护及自动化装置）则通过光纤以太网与对应间隔（保护及自动化装置）则通过光纤以太网与对应间隔的合并单元、智能终端相连接。的合并单元、智能终端相连接。IEDIED与合并单元、智能终与合并单元、智能终端之间既可以点对点的
9、方式互联，也可以如图所示以太网端之间既可以点对点的方式互联，也可以如图所示以太网络总线方式相连。络总线方式相连。智能化变电站概述 这种模式这种模式IEDIED可以根据需要安装在变电站的任何地方可以根据需要安装在变电站的任何地方。由此可见，原来一次设备与。由此可见，原来一次设备与IEDIED之间的传统的大量铜芯之间的传统的大量铜芯电缆被少量的通信光缆代替了。同时由于建立了过程层网电缆被少量的通信光缆代替了。同时由于建立了过程层网络，过程层的高速采样数据可以被不同类型的装置共享，络，过程层的高速采样数据可以被不同类型的装置共享，从而大大简化了现场的一次接线。从而大大简化了现场的一次接线。智能化变电
10、站概述u模式模式3 3：基于站控层及过程层全信息交换：基于站控层及过程层全信息交换智能化变电站概述 区别于模式区别于模式2 2，该模式采用电子式互感器代替了传统，该模式采用电子式互感器代替了传统互感器。由于电子式互感器的性能优势，这种模式在高压互感器。由于电子式互感器的性能优势，这种模式在高压及超高压变电站采用较为广泛。采用的电子式互感器有及超高压变电站采用较为广泛。采用的电子式互感器有AISAIS、GISGIS等方式。目前也有项目采用光学互感器。等方式。目前也有项目采用光学互感器。智能变电站综合自动化系统智能化变电站概述智能化变电站概述智能化变电站设备配置原则智能化变电站设备配置原则网络结构
11、及交换机配置网络结构及交换机配置设计中相关的问题设计中相关的问题智能化变电站设备配置原则u 一次设备总体原则一次设备总体原则 一次设备宜采用一次设备宜采用“一次设备本体一次设备本体+传感器传感器+智能组件智能组件”形式；现阶段一次设备智能组件一般包括：智能终端、形式；现阶段一次设备智能组件一般包括：智能终端、合并单元、状态监测合并单元、状态监测IED IED 等。等。当合并单元、智能终端布置于同一控制柜内时，可将合当合并单元、智能终端布置于同一控制柜内时，可将合 并单元、智能终端硬件进行整合；并单元、智能终端硬件进行整合；一次设备应具备高可靠性，应支持顺序控制。一次设备应具备高可靠性，应支持顺
12、序控制。对于高压组合电器（对于高压组合电器（GIS/HGISGIS/HGIS），宜取消就地跨间隔横向），宜取消就地跨间隔横向电气联闭锁接线，减少断路器、电气联闭锁接线，减少断路器、刀闸辅助接点、刀闸辅助接点、辅助继辅助继电器数量。电器数量。当设备具备条件时，当设备具备条件时，断路器操作箱控制回路断路器操作箱控制回路可与本体分合闸控制回路一体化融合设计，取消冗余二次可与本体分合闸控制回路一体化融合设计，取消冗余二次回路，提高断路器控制机构工作可靠性。回路，提高断路器控制机构工作可靠性。智能化变电站设备配置原则u 智能终端配置原则智能终端配置原则 110kV 110kV 除主变外，智能终端宜单套配
13、置；除主变外，智能终端宜单套配置；110 110（6666）kVkV变电站主变保护若采用主、后备保变电站主变保护若采用主、后备保 护一体化装置时主变压器各侧智能终端宜冗余配护一体化装置时主变压器各侧智能终端宜冗余配 置，置，主变保护若采用主、后备保护分开配置时主变保护若采用主、后备保护分开配置时 主变压器各侧智能终端宜单套配置；主变压器各侧智能终端宜单套配置；主变压器主变压器 本体智能终端宜单套配置；本体智能终端宜单套配置；智能化变电站设备配置原则 66kV 66kV（35kV 35kV）及以下配电装置采用户内开关）及以下配电装置采用户内开关 柜布置时宜不配置智能终端，保护测控装置下放布置；采
14、柜布置时宜不配置智能终端，保护测控装置下放布置；采用户外敞开式布置时，一二次设备距离较远宜配置单套智用户外敞开式布置时，一二次设备距离较远宜配置单套智能终端。能终端。母线智能终端宜按段单套配置，若配电装置采用户内开关母线智能终端宜按段单套配置，若配电装置采用户内开关柜布置时母线宜不配置智能终端；柜布置时母线宜不配置智能终端；智能终端宜实现就地化安装，以保证一次设备的就地数字智能终端宜实现就地化安装，以保证一次设备的就地数字化。化。智能化变电站设备配置原则u 互感器配置原则互感器配置原则 电子式互感器相比传统互感器具有体积小、电子式互感器相比传统互感器具有体积小、抗饱和抗饱和能力强、能力强、线性
15、度好等优势，在高电压等级和传统互感器线性度好等优势，在高电压等级和传统互感器相比具有一定的经济性，但电子式互感器在高电压等级运相比具有一定的经济性，但电子式互感器在高电压等级运行经验尚需积累，相关体系文件、行经验尚需积累，相关体系文件、校验标准等需进一步校验标准等需进一步建立并完善。建立并完善。常规互感器在各电压等级变电站已具有成熟的运行经常规互感器在各电压等级变电站已具有成熟的运行经验，采用常规互感器，配以合并单元实现模拟量就地数字验，采用常规互感器，配以合并单元实现模拟量就地数字化转换，利用光纤上传，既提高了信号传输的抗干扰性也化转换，利用光纤上传，既提高了信号传输的抗干扰性也可减少互感器
16、二次绕组配置数量，减小互感器体积，提高可减少互感器二次绕组配置数量，减小互感器体积，提高其可靠性。其可靠性。智能化变电站设备配置原则 110kV 110kV 及以上电压等级可采用电子式互感器，也及以上电压等级可采用电子式互感器，也 可采用常规互感器；可采用常规互感器；66kV 66kV 及以下电压等级若采用户内开关柜保护测及以下电压等级若采用户内开关柜保护测 控下放布置时，宜采用常规互感器；若采用户控下放布置时，宜采用常规互感器；若采用户 外敞开配电装置保护测控集中布置时，可采用外敞开配电装置保护测控集中布置时，可采用 常规互感器，也可采用电子式互感器；常规互感器，也可采用电子式互感器；采用常
17、规互感器时，宜配置合并单元，合并单元采用常规互感器时，宜配置合并单元，合并单元 宜下放布置在智能控制柜内；宜下放布置在智能控制柜内；对于关口计量点，宜配置常规互感器；对于关口计量点，宜配置常规互感器；智能化变电站设备配置原则u 合并单元配置原则合并单元配置原则 合并单元的配置数量主要与继电保护的配置方案合并单元的配置数量主要与继电保护的配置方案 有关，对于继电保护有双重化配置要求的间隔，有关，对于继电保护有双重化配置要求的间隔，合并单元也应冗余配置，对应于互感器冗余的独合并单元也应冗余配置，对应于互感器冗余的独 立输出回路。立输出回路。同一间隔内的电流互感器和电压互感器合用一个同一间隔内的电流
18、互感器和电压互感器合用一个 合并单元，既节约合并单元配置又可简化二次设合并单元，既节约合并单元配置又可简化二次设 备间光缆联接。备间光缆联接。合并单元宜具备电压切换或电压并列功能，宜支合并单元宜具备电压切换或电压并列功能，宜支 持以持以 GOOSE GOOSE 方式开入断路器或刀闸位置状态；方式开入断路器或刀闸位置状态；智能化变电站设备配置原则u继电保护设备及安全自动装置继电保护设备及安全自动装置 继电保护及安全自动装置具体配置原则按照继电保护及安全自动装置具体配置原则按照 GB/T14285-2006GB/T14285-2006及及Q/GDW441-2010Q/GDW441-2010相关要求
19、执行相关要求执行。110 110（6666）kVkV变电站主要涉及以下设备变电站主要涉及以下设备:线路保护线路保护 变压器保护变压器保护 分段（母联）保护分段（母联）保护 35kV 35kV 及以下电压等级间隔保护及以下电压等级间隔保护 261.1.线路保护线路保护 保护、保护、测控功能宜一体化，按间隔单套配置。测控功能宜一体化，按间隔单套配置。保护采用安装在线路上的组合保护采用安装在线路上的组合 ECVT ECVT 获得电流电压。用于同获得电流电压。用于同期功能的母线期功能的母线 EVT EVT 宜通过母线电压合并单元直接接入保护测宜通过母线电压合并单元直接接入保护测控装置，电压合并单元应具
20、有母线控装置，电压合并单元应具有母线 PT PT 并列功能。并列功能。线路间隔内，实现智能终端与保护装置之间的点对点直接跳线路间隔内，实现智能终端与保护装置之间的点对点直接跳闸方式，合并单元采样值采用点对点传输。闸方式，合并单元采样值采用点对点传输。跨间隔信息采用跨间隔信息采用 GOOSE GOOSE 网络传输方式。网络传输方式。技术实施方案图如下所示技术实施方案图如下所示：智能化变电站设备配置原则27智能化变电站设备配置原则282.2.变压器保护变压器保护变压器保护宜双套进行配置，保护、测控功能宜一变压器保护宜双套进行配置，保护、测控功能宜一 体化，双套配置时应采用主、后备保护一体化配置。体
21、化，双套配置时应采用主、后备保护一体化配置。当保护采用双套配置时，各侧合并单元宜采用双套当保护采用双套配置时，各侧合并单元宜采用双套 配置、各侧智能终端宜采用双套配置。配置、各侧智能终端宜采用双套配置。非电量保护应就地安装，有关非电量保护时延均在非电量保护应就地安装，有关非电量保护时延均在 就地实现，直采直跳，现场配置智能终端上传非电就地实现，直采直跳，现场配置智能终端上传非电 量动作报文和调档及接地刀闸控制信息。量动作报文和调档及接地刀闸控制信息。智能化变电站设备配置原则29智能化变电站设备配置原则双套主、后一体化配置，技术实施方案图如下所示双套主、后一体化配置，技术实施方案图如下所示：30
22、3.3.分段保护分段保护 分段保护按单套配置，分段保护按单套配置，110kV 110kV 宜保护、测控一体化。宜保护、测控一体化。110kV 110kV 分段保护跳闸采用点对点直跳，其他保护（主变、分段保护跳闸采用点对点直跳，其他保护（主变、母差等）跳分段采用母差等）跳分段采用 GOOSE GOOSE 网络方式网络方式 。35kV 35kV 及以下等级的分段保护宜就地安装，保护、测控、及以下等级的分段保护宜就地安装，保护、测控、智能终端、合并单元一体化，装置应提供智能终端、合并单元一体化，装置应提供 GOOSE GOOSE 保护跳保护跳闸接口（主变跳分段），接入闸接口（主变跳分段），接入 11
23、0kV 110kV 过程层过程层 GOOSE GOOSE 网络。网络。智能化变电站设备配置原则31智能化变电站设备配置原则324.35kV 4.35kV 及以下各间隔保护及以下各间隔保护:35kV 35kV 及以下各间隔保护按单套配置，开关柜安装时宜集及以下各间隔保护按单套配置，开关柜安装时宜集成保护、测控、合并单元和智能终端功能。成保护、测控、合并单元和智能终端功能。母线间隔母线间隔 主变间隔主变间隔智能化变电站设备配置原则33智能化变电站设备配置原则智能化变电站设备配置原则u 对时系统配置对时系统配置 配置配置1 1套全站公用的时间同步系统，主时钟应双重化配置套全站公用的时间同步系统，主时
24、钟应双重化配置，支持北斗系统和，支持北斗系统和 GPS GPS 标准授时信号。标准授时信号。站控层设备宜采用站控层设备宜采用 SNTP SNTP 对时方式。对时方式。间隔层和过程层设备宜采用间隔层和过程层设备宜采用 IRIG-B IRIG-B 对时方式，条件具备对时方式，条件具备时也可采用时也可采用 IEC61588 IEC61588 网络对时。网络对时。IRIG-B IRIG-B 对时方式一般采用直流对时方式一般采用直流485485方式，总线形式，一般方式，总线形式，一般按屏柜铺设。跨小室长距离的情况下，可考虑增加对时扩按屏柜铺设。跨小室长距离的情况下，可考虑增加对时扩展装置。户外设备的对时
25、可采用光纤展装置。户外设备的对时可采用光纤B B码方式。码方式。对于网络对于网络SVSV采样的设备，需考虑采用光纤采样的设备，需考虑采用光纤B B码对时，实现码对时，实现采样同步。采样同步。智能变电站综合自动化系统智能化变电站概述智能化变电站概述智能化变电站设备配置原则智能化变电站设备配置原则网络结构及交换机配置网络结构及交换机配置设计中相关的问题设计中相关的问题网络结构及交换机配置u 网络结构网络结构 变电站自动化系统在功能逻辑上宜由站控层、变电站自动化系统在功能逻辑上宜由站控层、间隔层、间隔层、过程层组成。过程层组成。过程层网络宜按电压等级分别组网，主变压器应通过不同过程层网络宜按电压等级
26、分别组网，主变压器应通过不同的数据接口接入各电压等级过程层网络。的数据接口接入各电压等级过程层网络。双重化配置的两套保护，其信息输入、双重化配置的两套保护，其信息输入、输出环节应完全输出环节应完全独立；独立；对于单套配置的对于单套配置的110kV110kV保护装置等宜通过两个不同保护装置等宜通过两个不同的数据接口控制器接入两套不同的过程层网络，以确保在的数据接口控制器接入两套不同的过程层网络，以确保在一套网络故障时，仍可正常运行；对于测控装置可以获取一套网络故障时，仍可正常运行；对于测控装置可以获取两个网络过程层所有运行状态及告警信息。两个网络过程层所有运行状态及告警信息。网络结构及交换机配置
27、 站控层网络站控层网络 通过相关网络设备与站控层其他设备通信，与间隔层网络通过相关网络设备与站控层其他设备通信，与间隔层网络通信；可传输通信；可传输 MMS MMS 报文和报文和 GOOSE GOOSE 报文；报文；110kV110kV（66kV66kV）变电站站控层网络宜采用单星形以太网络。）变电站站控层网络宜采用单星形以太网络。间隔层网络间隔层网络 通过相关网络设备与本间隔其他设备通信、与其他间隔设通过相关网络设备与本间隔其他设备通信、与其他间隔设备通信、与站控层设备通信；可传输备通信、与站控层设备通信；可传输 MMS MMS 报文和报文和GOOSE GOOSE 报文；报文；110kV11
28、0kV （66kV66kV）变电站站控层网络宜采用单星形以太网络。）变电站站控层网络宜采用单星形以太网络。网络结构及交换机配置 过程层网络过程层网络 通过相关网络设备完成间隔层与过程层设备、通过相关网络设备完成间隔层与过程层设备、间隔层设间隔层设备之间以及过程层设备之间的数据通信；可传输备之间以及过程层设备之间的数据通信；可传输GOOSE GOOSE 报报文和文和 SV SV 报文；报文；110kV(66kV)110kV(66kV)电压等级采用单母线或双母线接线的变电站，电压等级采用单母线或双母线接线的变电站，GOOSE GOOSE 网络宜采用星形双网结构；网络宜采用星形双网结构；110kV
29、110kV 每个间隔除应直每个间隔除应直采的保护及安全自动装置外有采的保护及安全自动装置外有3 3个及以上装置需接收个及以上装置需接收 SV SV 报文时，宜配置报文时，宜配置 SV SV 网络，网络，SVSV网络宜采用星形单网结构；网络宜采用星形单网结构；采用桥式接线、采用桥式接线、线变组接线的线变组接线的 110kV(66kV)110kV(66kV)变电站，变电站，GOOSE GOOSE 报文及报文及 SV SV 报文可采用点对点方式传输；报文可采用点对点方式传输；35kV 35kV（10kV10kV）电压等级不宜配置独立的过程层网络，）电压等级不宜配置独立的过程层网络，GOOSE GOO
30、SE 报文通过站控层网络传输。报文通过站控层网络传输。网络结构及交换机配置u 网络结构的比较和选择网络结构的比较和选择 总线型总线型 总线型网络结构中各交换机通过级联构成网络总线，各间总线型网络结构中各交换机通过级联构成网络总线，各间隔设备平均分布在各交换机上，如下图：隔设备平均分布在各交换机上，如下图：网络结构及交换机配置 优点优点 网络简单，易于布线；扩展容易。网络简单，易于布线；扩展容易。缺点缺点 传输速度慢，从总线一侧到另一侧需要经过多级交换机，传输速度慢，从总线一侧到另一侧需要经过多级交换机，影响传输速度，网络效率和传输性能不高；维护、隔离比影响传输速度，网络效率和传输性能不高；维护
31、、隔离比较困难，任一光纤（网线）或交换机故障可能导致多个间较困难，任一光纤（网线）或交换机故障可能导致多个间隔智能设备与公用智能设备断开。隔智能设备与公用智能设备断开。网络结构及交换机配置 星型星型 星型结构交换机连接的各连接节点呈星状分布。在这种结星型结构交换机连接的各连接节点呈星状分布。在这种结构的网络中有中央节点（公共交换机），其他节点（接二构的网络中有中央节点（公共交换机），其他节点（接二次设备交换机）都与中央节点直接相连，这种结构以中央次设备交换机）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此它又之称为集中式网络。如下图：节点为中心，因此它又之称为集中式网络。如下图：网络结构
32、及交换机配置 优点优点 网络简单，易于布线网络简单，易于布线,扩展容易扩展容易,便于维护便于维护;间隔交换间隔交换机故障，都可以方便隔离，不影响其它间隔，可以方便的机故障，都可以方便隔离，不影响其它间隔，可以方便的实现局部设备检修维护；每个结点都由一条单独的通信线实现局部设备检修维护；每个结点都由一条单独的通信线路与中心结点连结，任意两点间通信路径最短，网络延时路与中心结点连结，任意两点间通信路径最短，网络延时很短；在星型网络结构中每个设备都使用独立的线缆连接很短；在星型网络结构中每个设备都使用独立的线缆连接到网络中，做到了通道分离，从结构上没有广播风暴的风到网络中，做到了通道分离，从结构上没
33、有广播风暴的风险。险。缺点缺点 公共交换机负担较大，检修时将影响公用智能电子设公共交换机负担较大，检修时将影响公用智能电子设备；交换机数量较多，成本一般相对较高。备；交换机数量较多，成本一般相对较高。网络结构及交换机配置 环型环型 环型拓扑结构由各交换机之间连接成闭环，如下图：环型拓扑结构由各交换机之间连接成闭环，如下图：网络结构及交换机配置 优点优点 网络冗余度好，网线或光纤故障时可以自动重新组态，网络冗余度好，网线或光纤故障时可以自动重新组态，不影响交换机及设备运行。交换机数量较少，成本一般相不影响交换机及设备运行。交换机数量较少，成本一般相对较低。对较低。缺点缺点 网络结构较复杂，网络协
34、议复杂，从结构上存在广播网络结构较复杂，网络协议复杂，从结构上存在广播风暴的风险；扩展困难，增加交换机设备时，需要将网络风暴的风险；扩展困难，增加交换机设备时，需要将网络打开重新组环；维护、隔离比较困难，任一交换机检修，打开重新组环；维护、隔离比较困难，任一交换机检修，网络变为总线结构，任何交换机故障将导致大面积故障。网络变为总线结构，任何交换机故障将导致大面积故障。网络结构及交换机配置u 交换机配置交换机配置 站控层、间隔层交换机站控层、间隔层交换机 站控层配置一组中心交换机。站控层配置一组中心交换机。间隔层交换机按间隔层交换机按 设备室或是电压等级独立配置。设备室或是电压等级独立配置。交换
35、机宜就近安装在各自设备室内。同一个设备室内交换机宜就近安装在各自设备室内。同一个设备室内部可采用双绞线以太网方式连接。对于不同设备室之部可采用双绞线以太网方式连接。对于不同设备室之间或是距离较远的连接应采用光纤以太网方式。间或是距离较远的连接应采用光纤以太网方式。一般可选用一般可选用2424电口交换机，配合使用光纤级联交换机。电口交换机，配合使用光纤级联交换机。过程层交换机过程层交换机 考虑按电压等级配置考虑按电压等级配置 同一个电压等级下，考虑按间隔对象配置同一个电压等级下，考虑按间隔对象配置 采用光纤方式连接采用光纤方式连接 每台交换机光纤接入数量不宜超过每台交换机光纤接入数量不宜超过16
36、16对。对。智能变电站综合自动化系统智能化变电站概述智能化变电站概述智能化变电站设备配置原则智能化变电站设备配置原则网络结构及交换机配置网络结构及交换机配置设计中相关的问题设计中相关的问题设计中的相关问题u 互感器的选择互感器的选择 现阶段互感器的可选择的种类很多：有源式、无源式、现阶段互感器的可选择的种类很多：有源式、无源式、GISGIS结构、独立式结构、低功率线圈等等。结构、独立式结构、低功率线圈等等。采用电子式互感器还是常规互感器采用电子式互感器还是常规互感器 1.1.从经济性上考虑电压等级越高，电子式互感器的优势越、从经济性上考虑电压等级越高，电子式互感器的优势越、明显，对于中低压侧开
37、关柜设备更宜采用常规互感器。明显，对于中低压侧开关柜设备更宜采用常规互感器。采用电子式互感器是为了解决互感器饱和等问题，对采用电子式互感器是为了解决互感器饱和等问题，对于低压常规互感器来说，一般不存在饱和问题；常规于低压常规互感器来说，一般不存在饱和问题；常规互感器完全可以满足系统的要求；互感器完全可以满足系统的要求；采用电子式互感器是为了解决互感器的二次采样电缆采用电子式互感器是为了解决互感器的二次采样电缆长距离传输问题，但是针对低压开关柜，保护测控装长距离传输问题，但是针对低压开关柜，保护测控装置一般多采用就地安装在开关柜中，互感器与二次设置一般多采用就地安装在开关柜中，互感器与二次设备间
38、不存在长距离电缆连接问题；备间不存在长距离电缆连接问题；设计中的相关问题 低压开关柜体积的大小主要取决于操作机构而不是互低压开关柜体积的大小主要取决于操作机构而不是互感器，因而电子式互感器体积小重量轻的优势对于低感器，因而电子式互感器体积小重量轻的优势对于低压开关柜没有体现出来；压开关柜没有体现出来；低压电子式互感器输出的是小模拟电压信号，没有常低压电子式互感器输出的是小模拟电压信号，没有常规互感器输出的规互感器输出的1A/5A1A/5A或或100V100V的抗干扰能力强；而且其的抗干扰能力强；而且其信号不容易直接分享，必须通过合并单元转化成数字信号不容易直接分享，必须通过合并单元转化成数字信
39、号后才可分享，这无疑增加了合并单元设备的投资。信号后才可分享，这无疑增加了合并单元设备的投资。相比而言常规互感器输出的模拟采样更易于供各保护相比而言常规互感器输出的模拟采样更易于供各保护测控装置分享。测控装置分享。设计中的相关问题 2.2.从工程实施的难易程度及推广意义上来说，对于一些结从工程实施的难易程度及推广意义上来说，对于一些结 构不标准的设备不宜采用电子式互感器。构不标准的设备不宜采用电子式互感器。如低压电容器设备的本体保护需要的零序电流、零序如低压电容器设备的本体保护需要的零序电流、零序电压、桥差电流、差电压，由于不同厂家电容器设备电压、桥差电流、差电压，由于不同厂家电容器设备的一次
40、结构不同，其本体互感器的安装位置方式也不的一次结构不同，其本体互感器的安装位置方式也不标准。这种情况下如果采用电子式互感器，势必要针标准。这种情况下如果采用电子式互感器，势必要针对不同的电容器设备制作相对应的电子式互感器；这对不同的电容器设备制作相对应的电子式互感器；这样一方面增加了投入，另一方面大量不标准的互感器样一方面增加了投入，另一方面大量不标准的互感器结构也会导致日后维护管理的困难，同时也不利于标结构也会导致日后维护管理的困难，同时也不利于标准结构电子式互感器的推广使用。准结构电子式互感器的推广使用。对于这些特殊的安装位置，采用一次设备配套的常规对于这些特殊的安装位置，采用一次设备配套
41、的常规互感器，更为经济实用。互感器，更为经济实用。设计中的相关问题 采用有源式互感器还是无源式互感器采用有源式互感器还是无源式互感器 无源式电子互感器，技术上具有很大的优势，特别是无源式电子互感器，技术上具有很大的优势，特别是针对针对AISAIS设备；但是从实用的角度来看，目前有源式电设备；但是从实用的角度来看，目前有源式电子互感器应用的较多，可靠性和可实施性也较高，投子互感器应用的较多，可靠性和可实施性也较高，投入费用相对较少。而无源式互感器的应用业绩较少，入费用相对较少。而无源式互感器的应用业绩较少，可靠性及可实施性相对较差，投入的费用也比较大。可靠性及可实施性相对较差，投入的费用也比较大
42、。所以现阶段电子式互感器还是以有源式互感器为主。所以现阶段电子式互感器还是以有源式互感器为主。对于对于GISGIS机构，远端模块的安装位置处于地电位，可以机构，远端模块的安装位置处于地电位，可以采用变电站内的采用变电站内的220V/110V220V/110V直流电源通过电缆接线直接直流电源通过电缆接线直接供电，宜采用供电，宜采用GISGIS式电子互感器。式电子互感器。对于对于AISAIS机构，供电方面采用一次取能与激光供电无缝机构，供电方面采用一次取能与激光供电无缝切换。对于于变压器中性点、间隙的独立式互感器等切换。对于于变压器中性点、间隙的独立式互感器等一次不宜取能的间隔，考虑采用无源式互感
43、器。一次不宜取能的间隔，考虑采用无源式互感器。设计中的相关问题u 二次回路设计问题二次回路设计问题 传统变电站的二次设备都是采用开入光耦、出口继电传统变电站的二次设备都是采用开入光耦、出口继电器接点，通过电缆接线来完成相互间的控制和配合，保护器接点，通过电缆接线来完成相互间的控制和配合，保护测控设备的开入开出回路都一一对应于具体的端子排接线测控设备的开入开出回路都一一对应于具体的端子排接线。工程设计时，通过绘制端子间的连线图纸，来示意设备。工程设计时，通过绘制端子间的连线图纸，来示意设备间的回路配合。现场调试维护时也是需要根据设计蓝图通间的回路配合。现场调试维护时也是需要根据设计蓝图通过相应端
44、子排去检验相关设备的开入开出回路是否完好正过相应端子排去检验相关设备的开入开出回路是否完好正确。智能化变电站，设备间信息交互的方式有了根本性的确。智能化变电站，设备间信息交互的方式有了根本性的变化，原有的端子概念不复存在，取而代之的是基于变化，原有的端子概念不复存在，取而代之的是基于GOOSE GOOSE 网络传输的数字信号，原有点对点的电缆连接被网网络传输的数字信号，原有点对点的电缆连接被网络化的光缆代替。络化的光缆代替。设计过程中需要重点关注：如何实现二次设备间逻辑设计过程中需要重点关注：如何实现二次设备间逻辑配合、外部光缆的连接。配合、外部光缆的连接。设计中的相关问题 二次设备间逻辑配合
45、二次设备间逻辑配合 装置装置GOOSEGOOSE虚端子、虚端子逻辑连线、虚端子、虚端子逻辑连线、GOOSEGOOSE配置表配置表 GOOSE GOOSE 虚端子示意图虚端子示意图设计中的相关问题 GOOSE GOOSE 逻辑连接示意图逻辑连接示意图GOOSE输出备自投保护装置GOSE输入OGOLD/GOINGGIO1.SPCSO5.stVal闭锁备自投进线2TWJ进线2KKJIN5IN4GOLD/GOINGGIO1.SPCSO4.stValIN3GOLD/GOINGGIO1.SPCSO3.stVal进线1KKJIN2GOLD/GOINGGIO1.SPCSO2.stVal进线1TWJIN1GOL
46、D/GOINGGIO1.SPCSO1.stVal备用跳进线1合进线1合进线2跳进线2INiGOLD/GOINGGIO1.SPCSOi.stValGOLD/BztPTRC1.Tr.generalGOLD/BztPTRC2.Tr.generalGOLD/BztPTRC4.Tr.generalGOLD/BztPTRC3.Tr.generalGOLD/BztPTRCj.Tr.general备用智能终端进线1母差跳闸开入O入输ESOGTWJ输出O出输ESOGKKJ输出OUT1OUT2OUT3OUT4OUTjIN1GOLD/GOINGGIO1.SPCSO1.stValIN2GOLD/GOINGGIO1.S
47、PCSO2.stVal备自投跳闸开入GOLD/GOINGGIO1.SPCSOi.stValINnGOLD/zdPTRC1.Tr.generalGOLD/zdPTRCk.Tr.generalOUTkOUT1备自投合闸开入LL1LL2LL3LLk设计中的相关问题 GOOSE GOOSE 配置表配置表逻辑连线逻辑连线起点起点终点终点编号编号名称名称装置名称装置名称虚端子虚端子数据属性数据属性装置名称装置名称虚端子虚端子数据属性数据属性LL1跳进线1备自投保护装置OUT1GOLD/BztPTRC1.Tr.general进线1智能终端IN1GOLD/GOINGGIO1.SPCSO1.stValLL2合进
48、线1备自投保护装置OUT2GOLD/BztPTRC1.Tr.general进线1智能终端IN1GOLD/GOINGGIO1.SPCSO2.stValLL3TWJ输出进线1智能终端OUT1GOLD/zdPTRC1.Tr.general备自投保护装置IN1GOLD/GOINGGIO1.SPCSO1.stVal。LLkKKJ输出进线1智能终端OUTkGOLD/zdPTRCk.Tr.general备自投保护装置INiGOLD/GOINGGIO1.SPCSOi.stVal设计中的相关问题 光缆清册光缆清册 保护通道；站控层、间隔层的级联；过程层网络；点对点保护通道；站控层、间隔层的级联；过程层网络；点对
49、点GOOSE/SV;GOOSE/SV;对时同步，对时扩展；对时同步，对时扩展；设计中的相关问题u 光缆的选型铺设问题光缆的选型铺设问题光缆的选型光缆的选型 站控层、间隔层、过程层采用多模光缆；站控层、间隔层、过程层采用多模光缆；室内光缆可采用软装尾缆联接（定长）；室内光缆可采用软装尾缆联接（定长）；小室之间光缆可采用非金属加强型或是铠装光缆；小室之间光缆可采用非金属加强型或是铠装光缆；双重化保护的电流、电压，以及双重化保护的电流、电压，以及 GOOSE GOOSE 跳闸控制回跳闸控制回 路等需要增强可靠性的两套系统，应采用各自独立的路等需要增强可靠性的两套系统，应采用各自独立的光缆；光缆；每根
50、光缆或尾缆应留有足够的备用芯，光缆芯数宜选每根光缆或尾缆应留有足够的备用芯，光缆芯数宜选 取取4 4芯、芯、8 8 芯、芯、12 12 芯、芯、24 24 芯；芯；设计中的相关问题光纤配线架的配置与安装光纤配线架的配置与安装 光纤配线架选择及安装位置的确定与全站光缆铺设光纤配线架选择及安装位置的确定与全站光缆铺设 方案相关。方案相关。各个小室集中配置光配各个小室集中配置光配 配置多层光配集中组屏，按小室分配，小室之间统一配置多层光配集中组屏，按小室分配，小室之间统一 铺设多芯光缆，小室内部采用尾缆铺设。铺设多芯光缆，小室内部采用尾缆铺设。按间隔配置光配按间隔配置光配 按一次间隔分别配置光配，如
