从传统变电站转向智能变电站

时间:2019-4-23 分享到:

电力公司专注于绿色电力、提高效率和采用智能电网技术,传统变电站正在升级到数字变电站。

变电站互连不同的电压水平,构成传输、分配和消耗之间的关键环节。位于变电站开关站的电力变压器、断路器和断路开关等主要设备可保护和管理电网电源。保护继电器和终端器件等辅助器件通常远离控制室面板内的开关站,保护、控制和监控主要器件。

测量传统变电站中的电气参数

诸如电压互感器(PT)和电流互感器(CT)的常规仪表变压器测量流经主器件的高压和电流。铜线将变压器的模拟输出连接到辅助器件,铜线的数量根据应用而增加。

图1所示为用于保护、控制和监控的独立CT和PT,由于铜线多而导致安装和维护复杂性,并导致更高成本的潜在故障增加。此外,使用多个变压器使得器件内的初级电流和电压数字值不同,从而限制了系统性能和可靠性。

从传统变电站转向智能变电站

数字化变电站使用一些光纤电缆取代了开关站和智能电子器件(IED)之间数百(有时数千)米的铜线。使用光纤电缆进行通信的数字化变电站使用传统或非常规仪表变压器(NCIT)和合并单元将与正在测量的过程参数相关的数据数字化。使用更少的铜使数字化变电站更简易、更紧凑、更高效。

数字化变电站

数字化变电站是二级系统的一部分,包括与主要过程相关的所有保护、控制、测量、状态监测、记录和监督系统。

从传统变电站转向智能变电站

图2.数字化变电站架构

数字化变电站架构

根据国际电工委员会(IEC)61850标准的定义,数字化变电站架构包括三个级别:过程级、托架级和站级,如图2所示。

每个级别执行特定功能,且应用程序一同工作,以执行数字子站功能。

过程级包括电力变压器、仪表变压器和开关器件。

过程级是主要器件和辅助(保护和控制)器件之间的接口。在传统的变电站中,接口采用铜缆布线硬连线;电流和电压以可接受的标准化辅助信号电平通到保护和控制面板,而控制电缆发送和接收状态信息。在数字化变电站中,所有数据 – 模拟和二进制 – 都靠近信号源进行数字化,并使用IEC 61850-9-2协议通过光纤电缆发送到IED。

托架级包括辅助器件或IED,如托架控制器、保护继电器、故障记录器和电表。IED不再具有模拟输入,因为数据采集发生在过程级。合并输入还可以减少或消除对二进制输入的需求,从而实现通常仅占传统一半占用空间的紧凑型器件。IED处理保护和控制算法和逻辑,制定跳闸/不跳闸决策,以及为较低(过程)和上部(站)级以太网提供基于IEC 61850的通信能力。通信网络冗余是一种典型要求,可确保最高的可用性和可靠性。两种IEC 62439标准 – 高可用性无缝冗余(HSR)和并行冗余协议(PRP) – 促进IED互操作性以及从不同供应商到变电站网络的集成。

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