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智能变电站整体解决方案
方案简介

智能变电站采用IEC 61850标准体系,构建三层两网的体系架构,使用先进、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本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实现自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。


智能变电站整体架构图


智能变电站系统结构图

技术优势

主要功能和特点

分类

类型

主要功能和特点

监控

测控

实时采集、处理、传输一次设备传感器数据;

实现开关量、交流量、直流量、温度信号等数据的采集;

接收外部操作命令对开关、变压器分接头等一次设备进行实时操作控制;

具备间隔五防联闭锁、同期检测等功能;

面向单元设备,灵活配置;

与站控层监控主机、通信网关机等设备通信采用IEC 61850-8-1

与过程层智能终端等设备进行通信采用IEC 61850 GOOSE

与过程层MU通信支持IEC 61850-9-2

数据

通信网关

实现变电站与调度、生产等主站系统之间的通信,为主站系统实现变电站监视控制、信息查询和远程浏览等功能提供数据、模型、图形和文件的传输服务。

* 远动直采直送

* 实现告警直传

* 支持远程浏览

* 支持源端维护

* 支持调度(调控)中心对保护信息的召唤和保护设备的控制

* 支持辅助设备的远程操作与控制

变电

运行监控

* 站内设备的运行与监视

* 操作与控制

* 防误闭锁

* 顺序控制

* 自动电压无功控制

* 智能操作票

* 拓扑带电着色

* 事故反演

* 数据辨识

* 智能告警

* 事件记录和处理

* 设备状态监测与参数查询

综合应用

* 一次设备在线监测综合展示

* 二次设备状态监测

* 辅助设备状态监视

* 故障综合分析

* 运行维护管理

数据服务器

实现智能变电站全景数据的集中存储

为各类应用提供统一的数据查询和访问服务

保护

线路

中高压全系列线路保护,统一的软硬件平台设计;

与变电站的监控、数据通信网关、保护故障信息子站等设备采用 IEC 61850-8-1通信;

与过程层智能终端等设备进行通信采用IEC 61850 GOOSE

与过程层MU通信支持IEC 61850-9-2

支持过程层组网和直采直跳的模式

断路器

中高压全系列断路器保护,统一的软硬件平台设计;

与变电站的监控、数据通信网关、保护故障信息子站等设备采用 IEC 61850-8-1通信;

与过程层智能终端等设备进行通信采用IEC 61850 GOOSE

与过程层MU通信支持IEC 61850-9-2

支持过程层组网和直采直跳的模式。

变压器

中高压全系列变压器保护,统一的软硬件平台设计,

与变电站的监控、数据通信网关、保护故障信息子站等设备采用 IEC 61850-8-1通信;

与过程层智能终端等设备进行通信采用IEC 61850 GOOSE

与过程层MU通信支持IEC 61850-9-2

支持过程层组网和直采直跳的模式。

母线

适用单母线、单母分段、双母线、双母双分段、双母单分段及一个半断路器等多种接线形式的母线保护;统一的软硬件平台设计;

与变电站的监控、数据通信网关、保护故障信息子站等设备采用 IEC 61850-8-1通信;

与过程层智能终端等设备进行通信采用IEC 61850 GOOSE

与过程层MU通信支持IEC 61850-9-2

支持过程层组网和直采直跳的模式。

低压保测一体

低压全系列线路、变压器、电容器保护及备用电源自动投切;

统一的软硬件平台设计,

与低压一次设备采用电缆连接

与变电站的监控、数据通信网关、保护故障信息子站等设备采用 IEC 61850-8-1通信。

数字化

采样

智能终端

与一次设备采用电缆连接,与保护、测控等二次设备采用光纤连接;

可以就地安装到一次设备附近,完成所在间隔断路器、隔离刀闸、接地刀闸的监视和控制的信息采集、控制功能以及变压器本体档位、温度采集和非电量保护功能;

通过IEC 61850 GOOSE服务和间隔层设备通信,实现一次设备采集和控制的智能化。

合并单元

作为电流、电压互感器和保护、测控装置的中间接口,完成同步采集电流和电压信号;

通过IEC 61850-9-2服务,输出数字信息给保护、测控和计量等装置。

网络通信

网络

变电站站内通信网络采用高速以太网组成,传输带宽大于或等于100Mbps

中心交换的连接可采用1000Mbps数据端口互联;

可通过划分虚拟局域网(VLAN)将网络分隔成不同的逻辑网段。

交换机

符合智能变电站的应用要求;

在数据链路层以MAC地址寻址来完成帧转发、帧过滤的工业级以太网交换机。

信息安防

防火墙

防火墙是位于变电站安全I区(实时控制区)和安全II区(非控制生产区)之间,实现两个区域的逻辑隔离、报文过滤和访问控制等功能。

单向安全隔离

电力专用横向单向安全隔离装置是变电站生产控制大区与管理信息大区之间的必备边界防护措施,隔离强大达到物理隔离的强度;

按照数据通信方向,分为正向型和反向型;

正向型安全隔离装置用于生产控制大区到管理信息大区的非网络方式的单向数据传输;

反向安全隔离装置用于从管理信息大区到生产控制大区单向数据传输,是管理信息大区到生产控制大区的唯一数据传输途径;

智能变电站监控系统通过正反向隔离装置向/Ⅳ区数据通信网关机传送数据,实现与其他Ⅲ/Ⅳ区主站的信息传输。

纵向加密认证

纵向加密认证采用认证、加密、访问控制等技术措施实现数据的远方安全传输以及纵向边界的安全防护。智能变电站监控系统与远方调度(调控)中心进行数据通信时通过纵向加密装置,构建纵向安全防护体系。

在线监测

断路器

通过必要的传感器采集、处理、传输开关运行状态、控制状态和可靠性状态等信息,对采集的数据进行处理,形成智能化的结果信息,为开关的智能控制、电网的优化运行、开关检修策略的优化提供信息支撑。

*  断路器动作特性监视

*  断路器机械故障分析

*  断路器触头机械寿命

*  断路器触头电寿命

*  机构储能监测

*  SF6气体密度、湿度、局部放电

变压器

通过必要的传感器采集、处理、传输变压器运行状态、控制状态和可靠性状态等信息,对采集的数据进行处理,形成智能化的结果信息,为电力变压器的智能控制、电网的优化运行、变压器检修策略的优化提供信息支撑。

*  局部放电监测

*  油色谱监测

*  变压器铁芯接地电流测量

*  变压器绕组温度测量

*  变压器冷却器控制

*  变压器有载调压开关控制

避雷器

通过必要的传感器采集、处理、传输避雷器运行状态、可靠性状态等信息,对采集的数据进行处理,形成智能化的结果信息,及早发现避雷器老化、受潮、密封等隐患。

*  避雷器全电流监测

*  避雷器阻性电流监测

*  避雷器动作次数监测

互感器

CT

*  电子式互感器

光学互感器

PT

*  电子式互感器

主要设备典型配置表

序号

   

 

型 号

数量

单位

一、站控层

1

监控

监控主机

国产服务器(Unix/Linux/Windows

2

操作员工作站

国产服务器

Unix/Linux/Windows

2

综合应用服务器

国产服务器

Unix/Linux/Windows

2

数据服务器

国产服务器

Unix/Linux/Windows

1

监控系统应用软件

PS6000+

2

通信网关

I区数据通信网关机

PSX 681/PSX 610G

2

Ⅱ区数据通信网关机

PSX 681/PSX 610G

1/2

/Ⅳ区数据通信网关机

PSX 681

1

3

打印机

打印机

1

4

时间同步

时间同步装置

1

5

信息安防

防火墙

国家检测认证设备

2

正向隔离装置

国家检测认证设备

2

反向隔离装置

国家检测认证设备

2

6

通信设备

站控层交换机

调制解调器

2

二、间隔层

7

测控

线路测控

PSR 660U系列

断路器测控

PSR 660U系列

变压器测控

PSR 660U系列

母线测控

PSR 660U系列

公用测控

PSR 660U系列

8

保护

高压线路保护

PSL 600U系列

断路器保护

PSL 630U系列

变压器保护

PST 1200U系列

母线保护

SGB 750系列

中压线路保护(含保测一体)

PSL 620U系列

中压变压器保护

PST 671U系列

低压侧保测一体化装置

PS 640U系列

9

故录

故障录波

DRL 600系列

10

通信设备

间隔层交换机

三、过程层

11

过程层设备

合并单元

PSMU 602系列

智能终端

PSIU 600系列

12

通信设备

过程层交换机



应用领域

国电南自为电力用户提供智能变电站的全面解决方案,涵盖变电站监控、保护、一次设备在线监测、光学/电子式互感器以及智能终端、合并单元,实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化。适用于35kV~1000kV各电压等级的智能变电站。

工程实例

江苏无锡220kV西泾变,第一个新建220kV智能变电站

东北500kV长春南变,第一个新建500kV智能变电站

江苏无锡110kV殷巷变,第一个室内标准配送式变电站

 江苏连云港110kV兴辰变,第一个室外标准配送式变电站

浙江金华500kV双龙变,华东地区首个超高压智能化系统改造工程

贵州凯里220kV富兴智能变,公司在贵州电网投运的第一座220kV新建智能变电站

上海220kV洞泾变,国内首座全户内220kV装配式变电站

山西500kV太原南变,国内第一座500kV标准配送式变电站


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