毕业设计报告
文题目： 某220KV智变电站设计
系部名称：电子信息学院 专业班级： 电气
学生姓名： 学 号：
指导教师： 教师职称： 副教授
2012年 X月 X日
摘
次毕业设计某220kv智变电站设计象该变电站两台变压器站接线分220kv110kv35kv三电压等级
设计第章绪阐述变电站电力系统中位设计变电站原目变电站基情况第二章数字化变电站简介介绍数字化变电站相关技术知识第三章变电站电气接线设计变压器选择分通220kv110kv35kv侧电气接线拟定选择稳定接线方式第四章电气设备选择电气设备选择包括母线断路器隔离开关电流电压互感器选择第五章数字化变电站二次系统方案数字化变电站二次系统设计基方案进行拟定第六章站通信网络模型描述数字化变电站二次系统通信网络设计第七章 间隔层程层设备时方式选择数字化变电站二次系统时方式方案选择第八章网络结构数字化变电站出网络方案拟定综合分析较方案选择稳定方案
通220kv智变电站设计电气工程动化专业干课程较全面系系统掌握增强理联系实际力提高工程意识锻炼独立分析解决电力工程设计问题力
关键词：智变电站 电气接线 电气设备 配电装置 间隔层
Abstract
The graduation design with a 220 kv substations as the main design intelligent objects The substation have two main transformer stood the main connection is divided into 220 kv 110 kv and 35 kv voltage grade three
The first chapter of the design for the introduction mainly expounds the substation in power system in the position The design principles and objectives of the transformer substation and the basic situation of the transformer substation Chapter 2 is the introduction of digital substation mainly introduces digitized substation of related techniques and knowledge chapter 3 substations is the main electrical wiring design and the choice of main transformer By 220 kv respectively 110 kv and 35 kv side of the recommended the main electrical wiring choosing the most stable and reliable ways of The fourth chapter are the electrical equipment choice electrical equipment choice including bus bar circuit breakers isolating switch current and voltage transformer choice Chapter 5 of digital substation is second system solutions mainly to the digitized substation secondary system the basic scheme design are worked out The sixth chapter is stand inside communication network model Is mainly to the digitized substation secondary system communication network design Chapter 7 is spacer layer and process equipment way prevailed selection digitized substation secondary system of the way the choice prevailed Chapter 8 is the network structure Is the digital substation and a network of the recommended scheme the comprehensive analysis and compare various solutions choose reliable and stable solution
Through the 220 kv substation of intelligent design make I to electrical engineering and its automation specialized backbone course has a more comprehensive department the system master enhance the ability of integrating theory with practice improve the engineering consciousness exercise independent analysis and solve my power engineering design problem ability
keyword：smart substation main electrical wiring electrical equipment power distribution equipment bay level
目录
第章 引言 1
11 变电站动化系统国电力系统发展 1
12 数字化变电站国外研究状况 1
13 课题研究目意义 3
14 课题设计原始数 4
第二章 数字化变电站二次系统简介 5
21 数字化变电站结构 5
22 数字化变电站特点 6
23数字化变电站优势 7
24 数字化变电站技术 9
241 电子式互感器配置 9
242 智化开关 10
25 IEC61850概述 11
251 IEC61850标准体系简介 12
252 IEC 61850标准特点 13
26合单元` 14
27 智终端 16
28数字化变电站通信网络 16
281间隔层站控层通信总线 16
282程层通信总线 17
29 GOOSE服务介绍 18
第三章 电气接线变压器选择 19
31电气接线设计 19
311接线设计原求 19
32 电气接线 19
321 220kv电气接线 19
322 110kv电气接线 20
323 35kv电气接线 21
33变压器选择 21
331变压器选择原 22
332 变压器台数选择 22
333变压器容量选择 22
335 绕组数量连接形式选择 23
336 变压器选择结果 24
第四章 电气设备选择 24
41 断路器型式选择 25
411 220KV侧断路器选择 27
412 110KV侧断路器选择 27
413 35KV侧断路器选择 28
42 隔离开关选择 29
421隔离开关种类型式选择 29
422 220KV侧隔离开关选择 30
43 电流互感器选择 31
431 220KV侧电流互感器选择 31
432 110KV侧电流互感器选择 31
44 电压互感器选择 32
441电压互感器型式选择 32
442 220kv侧电压互感器选择 33
443 110KV侧电压互感器选择 33
444 35kv侧电压互感器选择 34
第五章 站通信网络模型描述 34
第六章 间隔层程层设备时方式选择 35
第七章 数字化变电站二次系统方案 38
71总设计原 38
72 合单元布置方案 39
73智终端布置方案 40
74控制保护系统方案 41
第八章 网络结构 43
81 组网方案 44
82 间隔层程层间通信方式 45
83 二次设备配置接线方案 49
84 程层网络双重化配置 52
85 GOOSE网配置方案 53
总结 58
致谢 58
参考文献 59
第章 引言
坚持信息化推动生产动化理现代化建设数字化电网信息化企业积极推广应紧凑型线路塔回数字化变电站等先进适技术加快变电站技术改造步伐全面实现110千伏220千伏变电站值班电网技术装备现代化水步入国先进行列
11 变电站动化系统国电力系统发展
1954年国前苏联引进远方终端装置RTU东北电网安装16套遥测装置1965年北京实现第遥控变电站1959年全国已29变电站实现遥控值班外2水电厂7火电厂安装遥测遥控遥信装置国开始系列远动产品研制工作华北华东东北三电网推广应
20世纪60年代中期着电子技术迅速发展许国家开始基计算机数采集监控系统 SCADA研制20世纪70年代基微处理器技术微机型远动装置问世微机型远动装置相晶体布线逻辑型远动设备具明显优势种技术着微电子技术发展迅速应
20世纪80年代中期开始四网引进工程极推动国微机型RTU技术发展幅提高国变电站动化技术水
20世纪80年代中期国开始微机型继电保护装置研究工作早通鉴定微机型继电保护装置WXB01型研制WXB11型线路保护性提高产品实化水断提高
20世纪90年代数字式保护广泛应变电站动化技术取快速进展90年代初研制出变电站动化系统变电站控制室设置计算机系统作变电站动化控制中心
20世纪90年代中期着计算机技术网络通信技术飞速发展出现分布式变电站动化系统
12 数字化变电站国外研究状况
国智变电站发展研究现状：
国变电站综合动化研究工作开始80年代中期1987年清华学电机工程系研制成功套符合国情变电站综合动化系统山东威海35kV岛变电站投入运行3台微型计算机实现全站微机继电保护监测控制功．着1988年华北电力学院研制第1代微机保护（01型）投入运行第2代微机保护（WXB—11）1990年4月投入运行年12月通部级鉴定样远动装置采微机技术更复杂继电保护全面采微机技术成现实着微机保护微机远动微机障录波微机监控装置电网中全面推广应日益感专业技术保相独立造成行重复硬件投资互连复杂甚影响运行性
1990年清华学研制鞍山公园变电站综合动化系统时首先提出监控系统RTU合二设计思想1992年5月．电力部组织召开全国微机继电保护性研讨会指出：微机保护RTU微机监控．微机录波器信息传送时钟抗干扰接等问题应统规划制定统标准微机保护联网势必行南京电力动化研究院研制第1套适综合动化系统成套微机保护系统ISA－11993年通部级鉴定电网逐步开始量采变电站综合动化系统1994年中国电机工程学会继电保护动化专委会珠海召开变电站综合动化分专业委员会成立会标志着变电站综合动化深入研究应进入新阶段
90年代中期变电站综合动化已成热门话题研究单位产品雨春笋般蓬勃发展典型变电站综合动化系统保护控制PLCRTU计算机融体做数信息统减少控制电缆敷设优化二次系统设计PLC独特功解决诸变压器分接头动调整电容器组动投切变压器冷风扇动控制低周减载负荷控制等动控制问题微机保护控制测量单元组合起通信控制器负责理整二次设备信息送监控计算机理计算机监控计算机负责变电站功远动功
变电站综合动化系统研究开发会引起科技工作者企业注意根原广市场需求
国外变电站综合动化发展概况：
国外70年代末80年代初开始进行保护控制综合动化系统新技术开发试验研究工作美国西屋电气公司美国电力科学研究院（EPRI）联合研制SPCS变电站保护控制综合动化系统日关西电力公司三菱电气公司研制SDCS－III保护控制综合动化系统SDCS－III系统1977－1979年进行现场试验试运行80年代初已交付商业应目前日日立三菱东芝公司德国西门子公司（SIEMENS）AEG公司瑞士ABB公司美国通电气公司（GE）西屋电气公司（Wesinghouse）法国阿尔斯通公司（AL－STHOM）瑞士Landis&Gyr公司等国际著名型电气公司均开发生产变电站综合动化系统（称保护控制体化装置）取较成熟运行验
西门子公司1985年德国汉诺威正式投运第套变电站动化系统LSA6781993年已300套类型系统德国土欧洲国家电压等级变电站投入运行1995年该公司中国陆续十工程项目基110kV城市变电站ABB公司变电站综合动化系统SCS100芬兰生产中低压变电站SCS200瑞典生产高压变电站国外变电站综合动化系统制造厂商颇彼间开始十分注意系统技术规范标准制定协调避免政造成良果便门新技术够迅速发展广泛应
德国电力行业协会（VDEW）电子制造商协会（EVEI）制定关数字式变电站控制系统推荐草案1987年公布成IEC TC 57起草保护控制间接口标准参考容非常丰富美国电力科学研究院EPRI委托西屋电气公司研究起草变电站控制保护项目系统规范1983年8月发表（EL1813）1989年进行修改增补国际电工委员会第57次技术委员会（IEC TC 57）配合变电站综合动化方面进展成立变电站控制保护接口工作组负责起草该接口通信标准该工作组12国家（集中北美欧洲亚洲中国非洲南非）2000位成员参加1994年3月1995年4月举行四次讨会1995年2月IEC秘书处提交保护通信伙伴标准IEC87Q5103控制保护间通信提供国际标准
13 课题研究目意义
前节减排绿色源持续发展成国关注焦点类源发展面第挑战生源逐步代化石源建造源创新体系信息技术彻底改造现源利体系限度开发电网体系源效率期通数字化信息网络系统源资源开发输送存储转换(发电)输电配电供电售电服务蓄源终端户种电气设备设施连接起通智化控制实现精确供应供互助供互补供源利效率源供应安全提高全新水污染温室气体排放降低环境接受程度户成投资效益达种合理状态智电网思想
达变电站动化求变电站外形成通信网络实现信息享变电站动化系统传输规约传输网络标准化实现快速通信保证制定够满足功性求通信标准够支持技术发展企业IEC608705103规约者定义关变电站动化通信私协议设备生产厂家通信协议IEC608705103协议采方法实现实现兼容设备间通信互操作性够种动化系统部准确快速收集处理传送发电厂变电站终户接口种实时信息国际标准化组织正加紧相关规约标准制定特值关注2002正式通IEC61850变电站通信网络系统国际标准草案电力系统缝通信体系基础国外电力公司研究机构积极调整产品研发方力图新国际标准接轨适应未发展方
数字化变电站动化系统结构物理分两类智化次设备网络化二次设备逻辑结构分三层次根IEC61850信协议草案定义三层次分称程层间隔层站控层层次部层次间采高速网络通信
数字化变电站技术特征数字化变电站采低功耗紧凑型数字化新型电流电压互感器代常规TATV高电压电流直接变换低电信号数字信号利高速太网构成变电站数采集传输系统实现基IEC61850标准统信息建模采智断路器控制等技术变电站动化技术常规变电站动化技术基础实现巨跨越数字化变电站技术表现：数采集数字化系统分层分布化系统结构紧凑化系统建模标准化信息交互网络化信息应集成化设备检修状态化设备操作智化
14 课题设计原始数
1 环境条件
户环境温度周围空气相湿度
温度：10℃～+55℃允许变化率10℃／d
相湿度：5％～95％冷凝
海拔高度：超1000米
震力：面水加速度：04g
面垂直加速度：018g
2电气接线
1）变规模电压等级
变终期规模3×180MVA期规模2×180MVA载调压变压器变考虑采220±8×12511553675kV容量变180MVA180MVA60MVA
2）出线规模
220kV规划出线4回分魏县漳堡备备1回期出线2 回魏县漳堡
110kV规划出线12回分杨桥I(备)杨桥II里店备城关(备)边马(备)龙王庙孙店备备备备期出线4回分杨桥II里店龙王庙孙店1回
35kV规划出线9回期出线6回
3 ）功补偿
台变低压侧安装4x8016Mvar功补偿电容器
3电气参数
220kV设备短路电流开断水低40kA考虑
110kV设备短路电流开断水315kA考虑
35kV设备短路电流开断水25kA考虑
4配电装置型式
站处III级污秽区220kV110kV配电装置采常规户外敞开支持式母线分相中型布置方案35kV配电装置采户开关柜方案（手车柜）电容器采户外散装成套装置
第二章 数字化变电站二次系统简介
21 数字化变电站结构
逻辑数字式变电站分程层二间隔层三变电站层三层关系图21示
（1）程层
程层次设备二次设备结合面程层功分三类：实时运行电气量检测运行设备状态检测操作控制命令执行
（2）间隔层
间隔层功：汇总间隔程层实时数信息实施次设备保护控制功实施间隔操作闭锁功实施操作期控制功数采集统计运算控制命令发出具优先级控制执行数承启通信传输功时高速完成程层变电站层网络通信功网络接口具备双控全双工方式提供高信息通道冗余度保证网络通信性
（3）变电站层
变电站层功：通两级高速网路汇总全站实时数信息断刷新实时数库时登录历史数库关数信息送电网调度控制中心接受电网调度控制中心关控制命令转间隔层程层执行具线编程全站操作闭锁控制功具站监控机联系功具间隔层程层设备线维护线组态线修改参数功等功
图21 数字化变电站逻辑图
22 数字化变电站特点
(1)次设备智化
采数字输出电子式互感器智开关(配智终端传统开关)等智次设备次设备二次设备间光纤传输数字编码信息方式交换采样值状态量控制命令等信息
(2)二次设备网络化
二次设备间通信网络交换模拟量开关量控制命令等信息取消控制电缆
(3)运行理系统动化
应包括动障分析系统设备健康状态监测系统程序化控制系统等动化系统提升动化水减少运行维护难度工作量
（4）数字化变电站实现条件
现代计算机技术现代通信网络技术改变变电站目前监视控制保护计量装置系统分隔状态提供优化组合系统集成技术基础
干年数字化变电站赖技术基础已取长足进步实现数字化变电站已具备条件：
智次设备已逐步采
电子式互感器已进入实阶段
光纤通信太网技术已普遍采
电力行业面象统建模技术逐步采
IEC数字化变电站制定缝通信体系IEC61850基完成
国外已开始数字化变电站试点工作国数字化变电站实现积累定验
外变电站站信息数字化标准化 IEC 61850站标准确立调度端完全访问变电站信息传统实时数外调度端直接导入变电站模型接线图获线监测设备台帐等运行理信息
23数字化变电站优势
(1)变电站种功享统信息台避免设备重复
数字化变电站信息采统信息模型统通信标准接入变电站通信网络变电站保护测控计量监控远动VQC等系统均通信网络接收电流电压状态等信息发出控制命令需功建设信息采集传输执行系统
传统变电站种功采通信标准信息模型相二次设备次设备间电缆传输模拟信号电信号种功需建设信息采集传输执行系统增加变电站复杂性成
(2)便变电站新增功扩展规模
变电站设备间信息交换均通通信网络完成变电站扩充功扩展规模时需通信网络接入新增设备需改造更换原设备保护户投资减少变电站全生命周期成
数字化变电站种功采集计算执行分布设备实现变电站新增功时果原采集执行设备满足已新增功需求原设备运行新增功软件需硬件投资
(3)通信网络取代复杂控制电缆
数字化变电站次设备二次设备间二次设备间均采计算机通信技术条信道传输通道信息时采网络通信技术通信线数量约等设备数量数字化变电站二次接线幅度简化
(4)提升测量精度
数字化变电站采输出数字信号电子式互感器数字化电流电压信号传输二次设备二次设备处理程中均会产生附加误差提升保护系统测量系统计量系统系统精度
例采02级TATV传统变电站电缆电表带附加误差计量系统总误差±07％水数字变电站计量系统误差仅TATV产生达±04％水
(5)提高信号传输性
数字化变电站信号传输均计算机通信技术实现通信系统传输效信息时传输信息校验码通道检信息方面杜绝误传信号方面通信系统障时技术告警
数字信号光纤传输根解决抗干扰问题
传统变电站次设备二次设备间直接通电缆传输没校验信息信号信号出错电缆断线短路时难发现传输模拟信号难光纤技术易受干扰
(6)应电子式互感器解决传统互感器固问题
数字化变电站采电子式互感器没传统互感器固TA断线导致高压危险TA饱影响差动饱CVT暂态程影响距离保护铁磁谐振绝缘油爆炸六氟化硫泄漏等问题
(7)避免电缆带电磁兼容传输电压两点接等问题
数字化变电站二次设备次设备间绝缘光纤连接电磁干扰传输电压没影响二次设备途径没二次回路两点接性
传统变电站二次设备次设备间然采电缆进行连接电缆感应电磁干扰次设备传输电压引起二次设备运行异常二次电缆较长情况电容耦合干扰造成继电保护误动作电力行业关规定中求继电保护二次回路点接二次回路接点状态法实时检测二次回路两点接情况期时发生继电保护产生良影响甚造成设备误动作
(8)解决设备间互操作问题
数字化变电站智设备均统标准建立信息模型通信接口设备间实现缝连接
数字化变电站唯通信标准IEC 61850IEC 61850信息解释机制设备厂家扩展信息时保证互操作性
传统变电站生产厂家二次设备间互操作性问题然没解决原二次设备缺乏统信息模型规范通信标准实现厂家设备互连必须设置量规约转换器增加系统复杂度设计调试维护难度降低通信系统性
(9)进步提高动化理水
数字化变电站采智次设备功均遥控实现通信系统传输信息更完整通信性实时性幅度提高变电站实现更更复杂动化功提高动化水次设备二次设备通信网络具备完善检功根设备健康状况实现状态检修
传统变电站通信系统传输信息完整性实时性性限许动化技术停留试验室里难工程应
24 数字化变电站技术
241 电子式互感器配置
流产品基Rogowski线圈电子式电流互感器基法拉第磁光效应光学电流互感器利Pockels效应光电电压传感器
源电子式互感器：Faraday磁光效应电流互感器Pockels电光效应电压互感器种互感器基关光学传感技术次侧光学电流电压传感器需工作电源独立安装互感器理想解决方案目前正进行实化研究
源电子式互感器：利电磁感应等原理感应测信号Rogowski线圈电子式电流互感器电阻电容电感分压电压互感器种互感器传感头部分具需电源电子电路GIS者罐式断路器更方便户外配电装置采激光供办法较解决电源问题目前源电子式互感器工程中已获较应
电子式互感器特点：
(1)高低压完全隔离安全性高存磁饱铁磁谐振等问题
(2)频率响应宽动态范围精度高时满足测量继电保护需没漏油潜易燃易爆等危险
(3)体积重量轻节约占面积污染噪声具优越环保性
(4)适应电力系统数字化智化网络化需
电子式互感器配置：
20kV间隔变三侧间隔电流互感器均保护双重化原布置互感器线圈线圈布置原2保护线圈（Rogowski线圈）+1计量线圈（LowPower铁芯线圈）电流互感器准确级次：5TPE5TPE02S
110kV35kV间隔（变外）均保护单套原布置互感器线圈线圈布置原1保护线圈（Rogowski线圈）+1计量线圈（LowPower铁芯线圈）电流互感器准确级次： 5TPE02S
电压互感器：
母线型电压等级条母线均配置2三相二次线圈开口三角线圈准确级次：0202
线路型回220kV线路均配置1单相二次线圈开口三角线圈准确级次：02
242 智化开关
智化开关指具配电子设备数字通讯接口传感器执行器具分合闸基功监测诊断方面具附加功开关设备
开关设备(包括断路器刀闸)智化程层数字化重组成部分
智化开关发展方：
(1)智控制功：保护测控体化二次功体化具备传统二次功（保护功测量功）外具次设备体控制功包括控制联锁储电机机构电机保护序控制受控分合闸等
(2)线监测功：
断路器灭弧室局放介损监测
机构动作特性监测断路器触头刀闸行程速度
控制回路断线监视
弹簧储时间
开关工作时间开关动作次数切断电流累积
开关柜温度触头接触部位温度监测
分合闸线圈电流电压等
线监测目：实现状态检修实施线监测必须考虑性稳定性济性
(3)数字化接口：实现开关信息数字量传输
(4)机构电子化操动：传统断路器类障（拒分拒合）中机械障率级传动齿轮增加障概率增加机构体积
电子化操动机构变机械储电容储变机械传动变频器通电机直接驱动机械运动部件减少性提高电子电路寿命稳定性性成关键
目前国高压开关设备厂家开关设备智化水受专业限制满足现数字化变电站求二次厂家整合合作国开关智化必然趋势
目前实现方式：开关变信号数字化设置间隔级智终端
25 IEC61850概述
IEC61850标准提供变电站动化系统功建模数建模通信协议通信系统项目理致性检测等系列标准IEC61850规范数命名数定义设备行设备描述特征通配置语言智电气设备间信息享互操作成IEC61850标准建设变电站通信网络系统建设数字化变电站效途径
IEC61850标准发布符合标准设备推出建设数字化变电站提供坚实基础
251 IEC61850标准体系简介
IEC61850标准体系分10部分：
(1)系统方面
Part 1 介绍概述
Part 2 术语
Part 3 总体求
Part 4 系统项目理
Part 5 功通信求设备模型
(2)系统配置
Part 6 变电站中智电子设备通信配置描述语言
(3)抽象通信服务
变电站线路(馈线)设备基通信结构
Part 71 原理模型
Part 72 抽象通信服务接口(ACSI)
(4)数模型
变电站线路(馈线)设备基通信结构
Part 73 公数类
Part 74 兼容逻辑节点数类
(5)特殊通信服务映射(SCSM)
Part 81 映射制造商报文MMS
Part 91 通单路点点串行通信连接模拟采样值
Part 92 IEEE 8023模拟采样值
(6)测试
Part 10 致性测试
252 IEC 61850标准特点
(1)信息分层
变电站动化系统完成控制监视保护三功提出变电站功分层概念逻辑概念物理概念变电站功分3层变电站层间隔层程层
图22 分层结构示意图
程层完成开关量IO模拟采样控制命令发送等次设备相关功间隔层功利间隔数间隔次设备产生作线路保护设备间隔控制设备变电站层功分两类程相关功指利间隔全站信息间隔全站次设备发生作功母线保护全站范围逻辑闭锁功二接口相关功指远方控制中心工程师站机界面通信
(2)面象数象统建模
IEC 61850标准采面象建模技术定义基客户机服务器结构数模型IED包含服务器服务器包含逻辑设备逻辑设备包含逻辑节点逻辑节点包含数象数象数属性构成公数类命名实例IEC 61850建模数公实际设备设备组件模型定义公数格式标识符行控制例变电站馈线设备(诸断路器电压调节器继电保护等)
(3)数描述
采面点数描述方法（103规约）IEC 61850标准信息均采面象描述面象数描述数源数进行描述传输接受方数带说明需数进行工程物理量应标度转换等工作数身带说明受预先定义限制进行传输简化数理维护工作实际应中需客户端配置服务器网络址访问服务器模型通通信方式获测点名需手动配置
(4)抽象通信服务接口ACSI
ACSI定义独立采网络应层协议公通信服务通信服务分基ClientServer定义诸控制获取数值服务基PeertoPeer模型定义诸GOOSE服务模拟测量值采样服务
IEC 61850标准总结变电站信息传输需通信服务类模型服务进行抽象定义客户通抽象通信服务接口ACSI特定通信服务映射SCSM映射应层具体采协议站MMS服务模型定义通信象象进行访问定义种样请求响应服务程组成服务程描述某具体服务请求服务器响应应采取什动作什时候什方式响应
根IEC61850规范定义变电站采分层分布式结构整变电站分站控层间隔层程层站控层包括台监控系统远动机五防系统保护信息系统等间隔层包括种保护装置测控装置智设备程层IEC61850标准中提出新概念包括智IO单元电子式互感器智次设备智传感器等功实现种电气量采集实现智次设备直接控制层间采IEC61850规范传输信息
26合单元`
合单元相应规约接收ABC三相电子式互感器输出信号三相电流电压进行步IEC600448IEC 6185091IEC 6185092标准协议输出计量保护测控装置
双重化保护配置间隔合器应双重化配置
合单元应具基功
接收路电子式互感器采集器采样光信号汇总IEC61850规约光信号形式外提供采集数
光量形式电子式互感器采集器提供工作电源
接收站级继电保护装置步光信号实现采集器间采样步功
线路例台合单元完成条线路全部模拟量采集采集数扩展保护测量装置(图23示)
图23 合单元示意图
合单元安装位置：
合器宜安装控室保护屏电压等级安装位置求
110kV电压等级绝缘求高互感器采集器需通激光供合器激光器件环境求较高合器必须安装控室
35kV电压等级绝缘求低互感器采集器通电缆供合器含激光器件合器安装开关柜需时甚安装端子箱
27 智终端
智终端装置传统次设备接入程层总线设备输入开关位置低气压刀闸位置等状态量输出跳合闸命令含操作回路智终端装置理解成微机型操作箱
智终端装置应具符合IEC61850标准程层总线接口通程层总线间隔层设备交换信息应具步脉输入接口实现全站步采样满足保护测量设备采样步性求
智终端配置般分两端根开关配置端智终端代理开关设备端智终端代理保护测控设备两端光纤连接
端智终端装置安装次设备端子箱开关柜应适应恶劣温度振动电磁干扰环境
端智终端装置安装控室保护屏兼测控功传统测控装置取消端智终端集成保护装置部作保护装置插件接受端智终端光纤数字信息数字信息享二次设备
保护双重化配置断路器双跳闸线圈时智终端双CPU架构设计完成套独立操作回路
智终端装置设计应考虑供电性端子箱智终端装置宜采直流供电
28数字化变电站通信网络
281间隔层站控层通信总线
站控层设备间站控层间隔层间信息交换间隔层站控层通信网络满足断增加信息传输量时提高通信实时性性应选择1000100M适应交换太网
站控层设备较规模变电站宜设计独立站控层网络供站控层设备间信息交换
间隔层站控层通信总线应符合IEC61850标准
282程层通信总线
间隔层设备间间隔层设备程层设备间信息交换均通程层通信总线完成需传统控制电缆
程层通信总线必须满足保护等功求实时性需采具服务质量(QoS)保证100M太网交换支持报文优先级组播功
保证性交换机应直流电源达保护设备等电磁兼容性通信介质采光纤间隔层设备交换机距离较时通信介质采屏蔽5类线
保证间隔独立性提高性便检修间隔设间隔交换机间隔交换机UPLINK(级联)总交换机间隔设备接入间隔交换机间隔信息交换仅通间隔交换交换机需间隔信息设备变压器保护母差保护备投等接入总交换交换机图24：
图24 信息交换示意图
IEC61850标准支持程层通信求互感器二次设备传输采样值采IEC6185091IEC6185092次设备二次设备间交换1类性求(延时4ms)开关量采IEC61850GOOSE服务信息交换采IEC618508满足实时性求IEC6185091IEC6185092GOOSE服务均工作数链路层未TCPIP协议
29 GOOSE服务介绍
GOOSEGeneric Object Oriented Substation Event（通面象变电站事件）缩写发生状态变化时智电子装置助变化报告高速传送二进制象通面象变电站事件报告该报告般包含：状态输入起动输出元件继电器等实际虚拟双点命令状态
第次报告该报告般间隔248……60000ms序重发（第重发延时固定长短）GOOSE报告允许高速传输跳闸信号具高传输成功概率GOOSE报文发送接收分publishersubscriber执行
(1) GOOSE报文发送时间间隔
publisherGOOSE报文发送固定时间间隔发送没事件发生时GOOSE报文发送间隔相较长固定时间间隔进行发生事件时数发生变化发送时间间隔会设置阶段发送时间间隔会逐渐增直事件状态稳定GOOSE报文发送变固定长时间间隔该程图25示
图25 GOOSE传输示意图
(2)报文接收方通讯中断检测
重发GOOSE报文会报文中附带timeAllowedToLive参数该参数告知接收方等重发GOOSE报文长时间果该时间接收方没收重发报文认发生通讯中断
(3)报文滤机制
GOOSE报文发送方会组播方式发送报文报文特定数相关报文头中包含目标址接收方网络底层会收网络GOOSE报文中包括接收方需信息需信息需报文进行滤减轻CPU负担滤务般网络控制器完成
接收方采取订阅形式获取需GOOSE报文接收方配置GOOSE报文目标址列表网络控制器进行设置网络控制器收GOOSE报文报文中目标址目标址列表中址作果该目标址包含址列表中认该GOOSE报文接收方订阅CPU网络控制器读取GOOSE报文时报文传送CPU
第三章 电气接线
31电气接线设计
311接线设计原求
变电站电气接线指变电站变压器输电线路样电力系统相连接完成输配电务变电站接线电力系统接线组成中重组成部分接线确定电力系统安全稳定灵活济运行变电站电气设备选择配电装置布置继电保护控制方法拟定会产生直接影响
电气接线设计发电厂变电电气设计体电力系统电厂动参数建变电基原始资料电厂运行性济性求密切关系电气设备选择布置继电保护控制方式较影响接线设计必须结合电力系统发电厂变电具体情况全面分析关影响素正确处理间关系技术济较合理选择方案
32 电气接线
321 220kv电气接线
变电站220kV侧规划出线4回变压器3台终出线2回采双母线接线双母线单分段接线
方案（）采双母线接线
优点：(1)供电检修方便
(2)组母线障时障母线回路倒换组母线迅速恢复供电
(3)调度灵活便扩建
缺点
(1)设备（特隔离开关）
(2)配电装置复杂济性差
(3)运行中隔离开关作操作电器容易发生误操作实现动化便尤母线系统障时须短时切较电源线路重型电厂变电站允许
方案（二）采双母线单分段接线
优点：线路（变压器）断路器检修时继续供电
缺点：旁路倒换操作较复杂增加误操作机会保护动化系统复杂投资费较
综合素考虑选择方案较合理
图31 双母线接线图
322 110kv电气接线
变电站110kV规划出线12回期出线4回采双母线接线设旁路母线
双母线接线优点：
(1) 供电检修方便
(2)组母线障时障母线回路倒换组母线迅速恢复供电
(3)调度灵活便扩建
缺点(1)设备（特隔离开关）
(2)配电装置复杂济性差
(3)运行中隔离开关作操作电器容易发生误操作实现动化便尤母线系统障时须短时切较电源线路重型电厂变电站允许
图32双母线接线示意图
323 35kv电气接线
变电站35kV规划出线9回期出线6回采单母线三分段接线
优点：（1）母线发生障时仅障母线停止供电非障母线继续工作缩母线障影响范围
（2）双回线路供电重户双回路接母线段保证重户供电
缺点：
段母线障检修时必须断开该段全部电源引出线样减少系统供电量该回路供电户停电
33变压器选择
发电厂变电站中电力系统户输送功率变压器称变压器两种电压等级间交换功率变压器称联络变压器供（厂）变压器称站（）变压器变压器章变电站变压器选择
331变压器选择原
1变容量般变电建成5～10年规划负荷进行选择适考虑远期10～20年负荷发展
2根变电带负荷性质电网结构确定变容量重负荷变电应考虑台变停运时余变压器容量计负荷力允许时间保证户Ⅰ级Ⅱ级负荷般变电台变停运时变压器容量应保证全部负荷70～80
3保证供电性变电般装设两台变条件应考虑设三台变性[11]
332 变压器台数选择
1城市郊区次变电中低压侧已构成环网情况变电装设两台变压器宜
2区性孤立次变电型工业专变电设计时应考虑装设三台变压器性
3规划装设两台变压器变电便负荷发展时更换变压器容量
333变压器容量选择
（1）变压器容量般变电建成5～10年规划负荷选择适考虑远期10～20年负荷发展城郊变电变压器容量应城市规划相结合
（2）根变电带负荷性质电网结构确定变压器容量重负荷变电应考虑台变压器停运时余变压器容量计负荷力允许时间应保证户级二级负荷般性变电台变压器停运时余变压器容量应保证全部负荷70～80[12]
334选择变压器原：
（1）受运输条件限制时330KV发电厂变电站均应选三相变压器
（2）发电厂系统连接电压500KV时已技术济较确定选三相变压器两台50容量三相变压
器单相变压器组单机容量300MW直接升500KV宜选三相变压器
（3）500KV变电需考虑运输条件外尚应根供负荷系统情况分析台（组）变压器障停电检修时系统影响尤建初期变压器组时台单相变压器障会整组变压器退出造成全网停电总容量相台三相变压器会造成停电济证确定选单相变压器三相变压器
发电厂变电站根性灵活性济性等确定否需备相
335 绕组数量连接形式选择
具三种电压等级变电侧功率均达变压器额定容量15低压侧负荷需装设功补偿设备时变压器般选三绕组变压器[5]
变压器绕组连接方式必须系统电压相位致否列运行电力系统采绕组连接方式丫△高中低三侧绕组结合根具体工作确定国110KV电压变压器绕组采丫连接35KV采丫连接
中性点通消弧线圈接35KV电压变压器绕组采△连接35KV采丫连接方式220110系统线电压相位角0样变压变22011035KV高中压耦连接时否现35KV系统网出现谓三两绕组全星接线变压器全国投运类变压器约40～50台
336 变压器选择结果
查电力工程电气设备手册：电气次部分选定变压器容量180MVA
升压变压器两电压等级里选择三绕组变压器查型变压器技术数选定变型号：SSPSZ718000220
技术参数：
额定容量：180000（KVA）
额定电压：高压—220±8×125 中压—115 低压—375（KV）
连接组标号：YNyn0d11
空载损耗：165(KW)
阻抗电压（）：高中：181中低：72高低：215
空载电流（）：038
次性选择三台SSPSZ7180000220型变压器中两台变台备
第四章 导体电气设备选择
正确选择电气设备电气接线配电装置达安全济运行重条件进行电器选择时应根工程实际情况保证安全前提积极稳妥采新技术注意节省投资选择合适电气设备
电气设备选择般原：
应满足正常运行检修断路电压情况求考虑远景发展需
应环境条件校验
应力求技术先进济合理
选择导体时应量减少品种
扩建工程应量新老电气设备型号致选新产品均应具实验数正式鉴定合格
41 断路器型式选择
断路器采灭弧介质灭弧方式般分：油式断路器少油式断路器压缩空气高压断路器SF6断路器真空断路器等特点表示：
高压断路器分类特点
通种类型断路器进行较考虑未二十世纪规划设变电站220KV110KV35KV侧均应选SF6断路器
411 220KV侧断路器选择
流断路器持续工作电流
根工程设计参数：
220kV设备短路电流开断水低40kA考虑
根额定电流额定电压查电力工程电气设备手册：电气次部分选断路器型号LW122202000LW12220落罐式六氟化硫断路器沈阳高压开关厂引进日日立公司技术制造种性优良质量产品采具优良灭弧性绝缘强度高SF6作灭弧绝缘介质采双喷轴步吹气方式参数见表
LW122202000SF6断路器技术参数表
额定工作电压（KV）
220
高工作电压（KV）
252
额定电流（A）
2000
额定频率（Hz）
50
额定开断电流（KA）
40
额定闭合电流（峰值）（KA）
100
4S热稳定电流（KA）
40
额定动稳定电流（峰值）（KA）
100
额定开断时间（s）
液002
额定闭合时间（s）
液011
重合闸电流间歇时间（s)
03
进行参数校验：252KV>220KV 2000A>49601A
结果参数校验断路器完全符合220KV进出线侧求
412 110KV侧断路器选择
通断路器持续电流
根工程设计参数：
110kV设备短路电流开断水低315kA考虑
根额定电流额定电压查电力工程电气设备手册：电气次部分选断路器型号LW111101600LW11110型瓷瓶式六氟化硫断路器沈阳高压开关厂引进日日立公司技术制造种性优良质量产品断路器结构单极单断口灭弧室结构简单单压式灭弧原理采双喷轴步吹气方式该断路器配气动操作机构动作压力低耗气量动作慢分参数见表
LW111101600六氟化硫断路器技术参数表
额定电压（KV）
110
高工作电压（KV）
126
额定电流（A）
1600
额定断路开断电流（KA）
315
动稳定电流（峰值）（KA）
80
热稳定电流（3S效值）（KA）
315
额定关合电流（峰值）（KA）
315
雷电击耐受电压（KV）
550
断口
500+103
SF6气体压力（Mpa）
05
工频分钟耐受电压（KV）
230
断口
230+73
进行参数校验：126KV>110KV 1600A>99202A
结果参数校验断路器完全符合110KV进出线侧求
413 35KV侧断路器选择
根工程设计参数：
35kV设备短路电流开断水低25kA考虑
根额定电流额定电压查电力工程电气设备手册：电气次部分选断路器型号LW8351600LW835型断路器选SF6气体作绝缘灭弧介质失火危险确保十年检修绝缘耐压高安全裕度该产品污秽高海拔区
42 隔离开关选择
421隔离开关种类型式选择
隔离开关种类较安装点分屋式绝缘支柱数目分单柱式双柱式三柱式配电装置占面积影响选型时应配电装置特点求技术济条件确定隔离开关选型参考表：
隔离开关选型参考表
422 220KV侧隔离开关选择
查电力工程电气设备手册：电气次部分220kv侧选GW62202000隔离开关该隔离开关单相式三相交流50HZ户外输电设备俗称剪刀式隔离开关分闸形成垂直方绝缘断口具断口清晰见便监视效缩变电站占面积等优点特作母线隔离开关供采双母线带旁路场时缩占面积尤显著气技术参数表：
GW62202000隔离开关技术参数
额定电压（kv）
220
额定电流（A）
2000
动稳定电流峰值（kA）
100
3S额定短路耐受电流（KA）
40
操作机构型号
CJ2G
生产厂家
沈阳高压开关厂
423 110kv侧隔离开关选择
110kv侧进线隔离开关选择
查电力工程电气设备手册：电气次部分选定隔离开关型号GW5110D1250隔离开关双柱式水开启式结构隔离开关接开关间装机械连锁装置降低误操作性参数表：
GW5110D1250隔离开关技术参数表
额定电压（kv）
35
额定电流（A）
1250
动稳定电流峰值（kA）
50
4S额定短路耐受电流（KA）
20
操作机构型号
闸刀
CS17
生产厂家
沈阳高压开关厂
接闸刀
CS17
110kv侧出线隔离开关选择
选定隔离开关型号GW5110D600参数表：
GW5110D600隔离开关技术参数表
额定电压（kv）
35
额定电流（A）
600
动稳定电流峰值（kA）
50
4S额定短路耐受电流（KA）
18
操作机构型号
闸刀
CS17
生产厂家
沈阳高压开关厂
接闸刀
CS17
43 电流互感器选择
431 220KV侧电流互感器选择
35kv配电装置般采油浸瓷箱式绝缘结构独立式电流互感器常L(C)系列树脂浇注绝缘LZ系列适35kv屋配电装置条件时回路中变压器套穿墙套应优先采套电流互感器节约投资减少占
设变电站220kv侧选LB2201200该电流互感器次导线全铝结构供快速继电保护电流互感器具高测量准确度适应电力系统种快速继电保护方式暂态误差求保证系统动重合闸参数表：
LB2201200型电流互感器参数表
额定电压
220kv
额定电流
12005
额定频率
5060Hz
额定短时热弧电流倍数
2625
级次组合
05BBB
额定动稳定电流倍数
67
参数校验：1200A>49601A
432 110KV侧电流互感器选择
110kv进线段电流互感器LCWB1102000匝油浸式磁绝缘电流互感器具结构严密绝缘强度高介质损耗率放电量低性高运行维护简便等优点参数表：
LCB1102000电流互感器参数表
额定电压
110kv
额定电流
20005
级次组合
PPP02
额定短时热弧电流
31545KA
准确级次
二次负荷
额定动稳定电流
80115KA
5P
50KA
02
K1K2 30VA
K1K3 50VA
110kv侧出线侧电流互感器选LCWB6110型电流互感器参数表：
LCWB6110600电流互感器参数表
额定电压
110KV
额定电流
2X3005
级次组合
BBB05
额定短时热弧电流
31563KA
准确级数
二次负荷
额定动稳定电流
80115KA
05
12欧
35kv屋配电装置电流互感器根安装条件产品情况采磁绝缘结构树脂浇注绝缘结构选母线式电流互感器时应注意窗口允许穿母线尺寸
44 电压互感器选择
441电压互感器型式选择
35110kv配电装置般采油浸式绝缘结构电磁式电压互感器
接110kv线路侧电压互感器线路装载波通讯时应量耦合电容结合统选电容式电压互感器
兼作泄电压互感器应选电磁式电压互感器
442 220kv侧电压互感器选择
220kv侧电压互感器选定TYD220173200075该系列电压互感器电容分压器电磁装置阻尼器组成户外型产品适交流50Hz中性点直接接系统作电压电测量继电保护兼作电力线载波耦合电容器技术参数表：
TYD220173200075技术参数表
额定电压（kv）
初级绕组
2201732
二次负荷（VA）
02级
100
次级绕组
01*1732
05级
200
剩余电压绕组
01
10级
400
分压电容量C29（uf）
00075
质量（Kg）
902
443 110KV侧电压互感器选择
110kv侧电压互感器选定TYD11017320015述220kv侧TYD220173200075电压互感器属系列性致参数：
TYD11017320015技术参数表
额定电压（kv）
初级绕组
1101732
二次负荷（VA）
02级
100
次级绕组
01*1732
05级
200
剩余电压绕组
01
10级
400
分压电容量C29（uf）
0015
质量（Kg）
746
444 35kv侧电压互感器选择
35kv侧电压互感器选定JDJJ35型电压互感器该型电压互感器单相三绕组油浸式户外型产品适交流50Hz35Kv中性点直接接电力系统中供电压电功率测量继电保护信号装置承受相接引起电压损伤必须三台成套具体参数：
TYD11017320015技术参数表
额定电压（KV）
初级绕组
351732
二次负荷
05级
150
次级绕组
01*1732
1级
250
剩余电压绕组
011732
3级
600
容量（VA）
1200
连接组标号
质量（Kg）
油质量
746
生产厂家
IIOIO
总重量
248
宁波市互感器厂
第五章 站通信网络模型描述
通信技术变电站动化系统信息传输基础采技术必须满足变电站通信网络传输时间求目前常网络通信技术Lon Works网络CAN网络Profibus网络太网络4种网络技术特点产生基础适场合相
Lon Works网络局部操作网络开发监控网络系统完整技术台具现场总线技术切特点通信介质双绞线光纤电力线等传媒介质具传输速率高125Mbits远传输距离27kmLon Works技术具开放性互操作性高性中心检测等突出优点Lon Works技术留户应度较厂家利Lon Works技术开发产品定实现互操作目前Lon Works应间隔层变电站层间通信流监控系统厂家基已采
CAN网络种串行数通信协议种总线通信介质双绞线轴电缆光纤通信速率达1Mbits距离达10kmCAN协议特点废传统站址编码代通信数块进行编码网络节电数理受限制CAN总线具较强纠错力支持差分收发适合高干扰环境具较远传输距离CAN协议许领域分布式测控吸引力
Profibus网络种工厂动化车间级监控现场设备层数通信控制现场总线技术实现现场设备层车间级监控分散式数字控制现场通信网络实现工厂综合动化现场设备智化提供行解决方案Profibus网络技术广泛应制造业动化流程工业动化楼宇交通等领域电力行业工程中局部少量采该技术
太网络Xeros公司开发种基带局域网技术轴电缆作网络媒体采载波路访问突检测机制数传输速率达10Mbits太网更指种采CSMACD技术局域网
太网高度灵活相简单易实现特点成重种局域网技术作网络技术流太网技术享式太网交换式太网交换式太网享式太网传输效率高许应层协议TCPIP更成通层协议台变电站层间隔层通信网络方面太网已逐步成变电站网络通信系统流技术
第六章 间隔层程层设备时方式选择
现阶段选择网络时钟步方式种：
A简单网络时间步协议（SNTP）
B插值步
CIRIGB外时钟源步
DIEEE 1588时
种步时方案优缺点较详见表5－1
表51 步时方案优缺点较
步方式
具体实施
优点
缺点
SNTP
直接利双绞线太网传输网络般应站控层计算机类设备
简单需专门敷设步网
精度达毫秒级满足站控层计算机类设备时求满足采样值步求
插值步
光纤点点般应IEC600448
简单
支持信息享IEC600448标准已废
IRIGB外时钟步
须专门铺设星形光纤步网应IEC600448IEC6185091IEC6185092
实际工程应验丰富
网络复杂工程施工量
IEEE1588
直接利采样传输网络应IEC6185092
支持双时钟源备冗余步精度高误差<1us需专门铺设光纤步网结构简单易施工
网络交换机需支持IEEE1588标准交换机合单元求高
站控层间隔层程层设备报文传输实时性求应根需选择时方式全站设置套公时钟步时系统该系统采北斗星GPS双时钟源时装置输出时信息满足站监控保护子站录波障测距智设备需种时间步信号通方案工程步时系统推荐采IEEE1588网络时方式
目前太网常网络结构星型结构环型结构总线式结构
（1）总线型
总线型拓扑结构优点电缆长度短布线容易便扩充缺点总线中处发生障导致整网络瘫痪障诊断困难
图61 总线型结构
（2）星型网络
星型结构中间隔交换机直接接入站控层网交换机（站控层站连接）减少总线接线时中间连接交换机流量时存间隔交换机障会影响间隔交换机信息传输采星型网络IED间通短网络路径进行信息交互时考虑解决环形网结构中会产生网络广播风暴问题增加设备投资缺点 网络结构简单交换机兼容性
星型结构缺点中心交换机必须具极高性果旦损坏整系统便趋瘫痪时设备通信量集中通信点负荷重时容易影响传输速度
图62 星型结构
（3）环型网络结构
环型网结构全站交换机光纤组成网络环星型网相增加硬件传输回路冗余性性考虑环网情况广播风暴抑制提高网络愈时间（般50ms~500ms等）组成光纤愈环网交换机星型交换机相成相较高环网协议较复杂交换机厂家兼容性较差改扩建设备采购受限制
图63 环型网络结构
表62 网络结构素较
网络结构
性
网络延迟
造价
总线型
低
较
低
星型
较低
中
环型
较高
较
高
考虑素根国220KV变电站动化系统年运行情况（绝数采星型网络结构）星型网络具相成熟运行验交换机兼容性成厂家推星型网络原工程站控层网络采双星型网程层网络推荐采双星型网＋单星型网模式
第七章 数字化变电站二次系统方案
71总设计原
(1)整站采IEC 61850协议网络双重化配置站控层间隔层间采RJ45太网间隔层程层采点点网络通信方式通信介质采光纤网络方式采样数独立GOOSE信息单独组网
(2) 220kV保护变保护双重化配置110kV220kV变测控独立设置具备数字化接口
(3)障信息子站网络监控网络合障信息子站应支持IEC 61850通信协议
(4) 220kV110kV互感器均采数字输出电子式互感器35kV互感器采模拟输出电子式互感器380V采常规互感器
(5)电计量采具光纤太网接口数字式电度表
(6)35kV部分合器保护设备布置35kV开关柜
(7)380V采常规互感器测计量控制采常规设计380V备投380V配电屏带投功实现简化接线
72 合单元布置方案
合单元作电子式互感器外接口远端模块间隔级设备均光纤联系理安装位置较灵活目前实际运行情况合单元安放保护室保护起组屏更原二：合单元间隔级设备光纤联系更利节省成外合单元程层设备结构类似二次设备安放保护室优良温度电磁兼容环境合单元更利尤北方寒冷区更方便维护运行
(1)合器配置方案安装位置
变侧电流互感器合器双重化配置
220kV线路变侧电流互感器合器双重化配置220kV变高中压侧（含中性点间隙CT）合器安装保护屏两套合器分安装两面保护屏变低压侧合器安装开关柜220kV线路TV接入间隔合器
220kV母联开关电流互感器合器双重化配置220kV组母线TV配置台合器合器实现PT列功安装220kV母线设备合器屏
110kV线路电流互感器合器单台配置布置110kV线路保护屏
110kV母联开关电流互感器合器单台配置110kV组母线TV配置台合器合器实现PT列功安装110kV母线设备合器屏
变间隔外35kV间隔电流互感器合器单台配置35kV合器安装开关柜35kV段母线TV配置台合器布置相应PT开关柜合器实现PT列功
220kV110kV线路变间隔PT切换功右间隔合器实现
73智终端布置方案
智终端布置嵌入式安装GISHGIS机构布置GISHGIS附智汇控柜机构嵌智终端技术实现复杂单目前情况言构建智终端目简化二次设备间长距离量常规电缆实现数字化传输GIS言间隔机构间电缆限距离短智终端实现数字化传输意义限智终端嵌入安装GISHGIS机构 操作开关震动智终端影响避免工程建议数字化传输延伸机构级布置次开关设备附智汇控柜
智终端布置方案：
220kV线路母联变三侧配置2台智终端分安装间隔端子箱双重化保护双跳闸线圈配合（变中低压侧单跳圈配置单操作回路）
110kV线路母联配置1台智终端分安装间隔端子箱
35kV间隔变低压侧配置1台智终端安装开关柜智终端低压侧合器集成设计
台变配置台体智终端安装变端子箱体智终端设置两种方案集中非电量保护功仅变体信号转换数字信号送非电量保护实现调压功方案二集中非电量保护测控功智终端通通信接口采光缆接间隔层网络通电缆接变三侧智终端直接跳变三侧开关常规户外配电装置站推荐采方案二装置集成度高增加长电缆接线
TV间隔：220kV110kV段母线TV配置1台智终端布置间隔PT端子箱35kV段母线TV配置1台智终端合器集成设计安装PT开关柜
智终端功：
通程总线接口间隔层设备提供电气信息接受间隔层设备跳合闸等控制命令
断路器智终端输入开关位置低气压刀闸位置等状态量输出跳合闸命令含操作回路
体智终端输入非电量中性点刀闸位置档位等信号输出档位控制中性点刀闸控制风扇控制等接点
74控制保护系统方案
数字化变电站保护配置方案
方案常规保护配置方案：
1常规保护配置方案采常规互感器时保护配置样象进行配置变保护线路保护母线保护开关保护等
2原保护装置交流量输入插件更换数采集光纤通信接口IO接口插件换GOOSE光纤通信接口CPU插件模拟量处理更换通信接口处理
3原操作插件转移智操作箱保留部分开入作压板投退开出压板投退取消转移智操作箱
图71 常规保护配置示意图
方案二系统保护配置方案：
1系统保护配置方案采双重化配置原套系统保护装置完成全站设备继电保护功时完成测控功
2套系统保护包括变线路母线保护测控等保护原两套完全样互备独立投退
图72 系统保护配置示意图
表71 常规保护系统保护较
较容
常规保护配置
系统保护配置
保护象
单原件
元件
保护需动模试验试运行
否
保护逻辑否改变
否
运行验否丰富
否
信息享综合利
否
网络结构复杂
否
设备数量
少
集中式控制保护体化配置方案保护测控110KV35KV10KV电压等级变等集中配置方案鉴早期集中式保护测控装置设计理念遵循IEC 61850标准基程总线强软硬件台目前变电站台间隔层IED集中台IED完成例采2台（中1台作冗余）集中式IED实现原需10台IED实现功图示现IED方案中抽象成逻辑保护测控单元简称逻辑设备（LD）LD保持功相独立性通统通信接口设备进行交互符合IEC 61850思想发展趋势
图73新型集中式IED架构应
新型集中式IED原分散二次装置进行合理功集中简化整二次系统结构提高性率种集中仅仅保护测控体化跨间隔功集中条110KV线路保护测控功集中台方案中实现集中视IED功复杂度定具定灵活性基计算机技术发展IEC 61850标准等颁布克服早期集中式性抗干扰力扩展性济性维护工作量等方面足
方案特点紧凑化模块化简化网络结构该方案减少控制保护屏数量约会减少90％节省量土建成集中系统性带稳定素目前南瑞继保公司鞍山220KV王铁变营口220KV石桥变工程中已采已投入运行
第八章 网络结构
数字化变电站物理设备间应实时高效交换信息太网通信技术满足种求佳选择太网技术流通信技术具极佳济性快速发展中变电站动化系统提供广阔发展空间
81 组网方案
（1）间隔层站控层通信总线
站控层设备间站控层间隔层间信息交换间隔层站控层通信网络满足断增加信息传输量时提高通信实时性性应选择1000100M适应交换太网站控层设备较规模变电站宜设计独立站控层网络供站控层设备间信息交换间隔层站控层通信总线应符合IEC61850标准
（2）程层通信总线组网方案
限制网络节点数量程通信网络通常需划分网段型数字化变电站中元件数量必须网络进行分段网段间通路连接起分段采物理直接划分通虚拟局域网(VLAN)技术
程层总线组网方案两重原：
原：量需量交换数设备安装网段
原二：量需快速交换数设备安装网段
IEC61850标准中程层通信网络提供四种解决办法：
①间隔拥通信网络 ②通信网络跨越间隔
③设备通信网络④面继保功区划分网络
程层网络组网方案示意图
图81程层网络组网示意图
82 间隔层程层间通信方式
方案：交流采样采光纤点点方式开入开出等采传统接线配置成智终端光缆代保护室配置装置电缆
方案中交流采样采点点传输方式合器接收电子互感器信号步处理分送保护测控计量设备
端智终端安装配电装置附端子箱采集开关位置状态信息等转换成数字信号光纤送端智终端端智终端具控制回路接受端智终端控制命令开出硬接点控制次设备
端智终端安装测控屏保护屏具开关量输入输出回路保护测控装置采电缆连接
属数字化变电站发展初期应模式定运行验应电子互感器实现交流采样数字化次开关设备通智终端实现电信号－数字信号－电信号转换取消配电装置保护室长电缆方案然成熟缺乏技术先进性数字化程度低推荐采方案
方案二：光纤点点程总线相结合方式交流采样采光纤点点跳合闸等开关量信息采GOOSE网络方式（推荐方案）
方案方案基础取消间隔层智终端程层智终端测控保护装置通交换机享信息采IEC61850规范组成基GOOSE服务太网络提供网络通讯条件快速信息传输交换手段实现开关量信号跳合闸信号数字化
交流采样信息采IEC6185091规定点点方式接入程层总线网络技术方案成熟
实现间隔层程层间开关量信息数字化数字化程度动化程度高仅间隔层网络实现设备间互联互操作程层网络实现设备间互联互操作
GOOSE服务作数字化变电站实现种重手段原理机制完全行数字化变电站进步发展方目前国暂运行业绩国部分变电站开始尝试性实验例浙江外陈220kV变电站采南瑞继保南四方等国保护厂家部分国外保护设备厂家（ABBGE等）组建GOOSE网络进行互联互通实验目前厂家间已完成报文相互识步进行工程化联调计划2007年底投运
技术性先进性考虑推荐采方案
方案三：完全程总线方式交流采样GOOSE信息统组网
方案交流采样GOOSE信息统组网实现间隔层程层间完全组网连接结构更加合理数字化变电站发展方
目前技术水方案存风险：
交换机负担增加性数处理力求更高
保护装置求更高网络方式交流信号传输延时固定差动保护（线路差动变差动母线差动保护）确定侧交流采样时间致性造成困难延时误差范围难确定网络负载定关系
方案选
方案目前数字化变电站成熟做法国已变电站投运正实施（云南曲靖110kV变电站蒙古杜尔伯特220kV变电站均已投运）方案仅实现交流采样数字化开关量出口部分未常规方式数字化程度低技术发展方站采方案然降低实施难度风险数字化程度已实施石家庄付村110kV变电站高（付村站出口开关量采集采光纤点点）技术缺乏创新推荐方案
数字化变电站技术直处飞速发展程中天成熟技术明天意味着落目前唐山供电公司实施郭家屯（峪）220kV数字化变电站准备采方案三（采样GOOSE网统组网）技术较超前站果技术没突破工程投运必处落状态失科技项目价值
方案二具高技术先进性充分考虑性（采样GOOSE网分开）实施难度风险较方案三低
综述推荐方案二作220kV变电站实施方案
83 二次设备配置接线方案
站推荐采方案二设备配置接线方案针方案二设计
(1) 合器配置方案安装位置
220kV线路变侧电流互感器合器双重化配置220kV变高中压侧（含中性点间隙CT）合器安装保护屏两套合器分安装两面保护屏变低压侧合器安装开关柜220kV线路TV接入间隔合器
220kV母联开关电流互感器合器双重化配置220kV组母线TV配置台合器合器实现PT列功安装220kV母线设备合器屏
110kV线路电流互感器合器单台配置布置110kV线路保护屏
110kV母联开关电流互感器合器单台配置110kV组母线TV配置台合器合器实现PT列功安装110kV母线设备合器屏
变间隔外35kV间隔电流互感器合器单台配置35kV合器安装开关柜35kV段母线TV配置台合器布置相应PT开关柜合器实现PT列功
220kV110kV线路变间隔PT切换功右间隔合器实现
(2) 智终端配置方案安装位置
220kV线路母联变三侧配置2台智终端分安装间隔端子箱双重化保护双跳闸线圈配合（变中低压侧单跳圈配置单操作回路）
110kV线路母联配置1台智终端分安装间隔端子箱
35kV间隔变低压侧配置1台智终端安装开关柜智终端低压侧合器集成设计
台变配置台体智终端安装变端子箱体智终端设置两种方案集中非电量保护功仅变体信号转换数字信号送非电量保护实现调压功方案二集中非电量保护测控功智终端通通信接口采光缆接间隔层网络通电缆接变三侧智终端直接跳变三侧开关常规户外配电装置站推荐采方案二装置集成度高增加长电缆接线
TV间隔：220kV110kV段母线TV配置1台智终端布置间隔PT端子箱35kV段母线TV配置1台智终端合器集成设计安装PT开关柜
智终端功：
通程总线接口间隔层设备提供电气信息接受间隔层设备跳合闸等控制命令
断路器智终端输入开关位置低气压刀闸位置等状态量输出跳合闸命令含操作回路
体智终端输入非电量中性点刀闸位置档位等信号输出档位控制中性点刀闸控制风扇控制等接点
(3) 间隔层设备配置
保护设备配置
保护装置应满足数字化变电站求通信接口应采IEC61850协议交流采样应电子互感器配合支持GOOSE网络信息交换方式
220kV线路保护母线保护变保护双重化配置
220kV母联110kV系统保护单套配置
电子式互感器二次设备间互联理遵循相规约厂家间互感器二次设备互联互通实际应时应注意问题例合单元二次设备间报文监视常规互感器二次设备采电缆连接出现问题够重现问题出现二次回路便查找电子式互感器二次设备采数字通道交换数通道收发处理厂家采原理例采FPGA（现场编程门阵列）实现采单片机实现增加出现误码误帧率外通道问题具偶发重复特点（类似光纤差保护通道问题）增加出现问题时划分范围责困难厂家保护合器采样频率完全相需方修改保证两侧采样频率致
35kV母线保护终期套配置采光电互感器1套母线保护理接入单元数达60
录波器障信息子站
障录波器应具采样数网接口合器接收数字化交流采样信号进行模拟量录波宜具GOOSE网络接口GOOSE网接收数字化开关量信号进行开关量录波
目前国部分录波厂家设备支持数字化交流采样信号录波需配置数集中器间隔采样数汇集通根光缆送录波装置目前投运数字化变电站录波装置均采种接线方式
开关量录波目前采常规电缆接线方式增加量电缆数字化变电站思路相违背推荐采网络方式记录开关量信息方式
通网络记录开关量信息技术行目前部分录波设备厂家正做方面工作希采种方式作开关量录波手段简化录波装置接线
录波量配置现常规录波装置相般80路模拟量250路开关量录波器配置220kV变配置2台录波110kV配置1台录波考虑
障信息子站建议子站单独组网保护装置采IEC61850协议实现装置间互联互通厂家保护设备需规约转换需信息子站支持IEC61850协议直接间隔层网络享保护信息通子站直接访问保护装置实现信息子站理功
录波装置宜单独组网直接接信息子站
交换机
障录波2
信息子站
障录波1
障录波N
测控装置配置
220kV110kV间隔配置测控装置间隔配置1台实现功常规综合动化站相台变配置台测控装置测控装置安装相应间隔保护柜
220kV110kV电压等级设台公测控装置实现母线电压测量PT刀闸遥控功
35kV系统采保护测控体设备35kV台PT设1台PT测控装置布置PT柜
全站设1台公测控装置测量380V电压电流测量公设备（直流UPSGPS等）开关量信号设1台通信设备测控装置
电度表配置
380V电度表外全部采具IEC61850数字接口电度表220kV110kV变电度表集中组屏35kV电度表安装开关柜
数字式电度表精度高常规电度表存二次电缆压降问题二没电表身误差电子互感器精度满足02S级电表精度保证02S级
数字式电度表通RS485接口标准规约电表处理器通信处理器没特殊求
数字式电表应通国家省相关计量部门认检测
84 程层网络双重化配置
具体组网方案两种：
方案GOOSE网SMV采样值网时网IEEE 1588网组建双重化配置智终端合单元交换机分接入程层AB网
方案二GOOSE网SMV采样值网分网组建时网IEEE1588分GOOSE网SMV网通信
两方案满足求方案网络结构简单清晰需交换机数量相较少简化硬件配置智变电站发展趋势方案二网络结构相复杂需交换机数量相较网络接线复杂增加运行维护工作量工程程层网络结构推荐采方案
图84 程层网络双重化配置图（方案）
图85程层网络双重化配置图（方案二）
85 GOOSE网配置方案
站开关量信息通GOOSE网络传输实现二次设备互联互操作GOOSE网安全直接关系变电站否稳定运行
目前影响GOOSE网稳定运行素交换机性应提高GOOSE网冗余度优化网络配置采工业级光交换机交换机建议采少接口台配置原
站推荐电压等级设置GOOSE子网变三侧开关联系变单独组网设置220kV110kV35kV变GOOSE子网
220kV GOOSE网络双网配置满足双重化保护求两网络应相互独立
220kV GOOSE网配置：采星型拓朴结构220kV线路母联间隔配置两台交换机配置两台220kV公交换机分接母线保护录波等设备变GOOSE网相连
220kV间隔交换机分布置间隔保护屏公交换机布置220kV公测控柜220kV录波应记录两网络信息提供2GOOSE接口两台配置220kV终期需交换机10台
110kV GOOSE网络单网配置
110kV GOOSE网配置：采星型拓朴结构110kV线路母联间隔配置1台交换机配置台110kV公交换机接母线保护录波等设备变GOOSE网相连
110kV间隔交换机分布置间隔保护屏公交换机布置110kV公测控柜110kV终期需交换机14台
35kV GOOSE网络单网配置
35kV GOOSE网配置：根间隔数量考虑段母线配置2台交换机6台组成光纤环网35kV母线保护变负荷联切装置35kV低周低压减载装置均通GOOSE网跳闸
变 GOOSE网络双网配置
变 GOOSE网配置：采星型拓朴结构台变配置两台交换机全站配置两台变公交换机三电压等级GOOSE网络连接实现相互跳闸闭锁
220kV110kV变GOOSE网络方式均考虑间隔配置交换机间隔间相独立仅通公交换机连接性较高35kV保护布置开关柜仅需配置公交换机
总结
半年努力毕业设计终完成毕业设计四年学知识综合考察仅求全面掌握学知识够综合运结合学关知识完成通次毕业设计掌握110kv数字化变电站设计程学知识进行次实践电气专业知识巩固加深逐步提高解决问题力次设计中存足疏漏工作学校中扬长避短发扬严谨科学态度学知识断升华
设计程中老师学指导帮助设计利进行次毕业设计历工作奠定基础
致谢
通次毕业设计加深学电气工程专业知识掌握学工作良基础特认识问题分析问题解决问题力较提高次毕业设计整学学阶段次综合测试
毕业设计程中衷心感谢XX老师百忙中设计予细致指导建议严谨求实教学作风诲倦耐心留难磨灭印象时感谢中原工学院带老师知识严谨求实态度丝苟工作作风受益匪浅表示衷心感谢工作中断追求新知识继续努力辜负老师悉心培养
参考文献：
[1] 高翔数字化变电站应技术中国电力出版社20081
[2] 高 翔继电保护状态检修应技术北京：中国电力出版社2008
[3] 张保会尹项根电力系统继电保护中国电力出版社20055
[4] 孟祥萍高嬿电力系统分析高等教育出版社20045
[5] 许岷杨宛辉孙丰奇发电厂电气系统机械工业出版社20093
[6] 孟祥忠王博电力系统动化中国林业出版社 20068
[7] IEC61850Communication Networks and System in Substation[S]
[8] 丁杰黄晓峰徐石明倪益民黄国方数字化变电站技术特征架构研究江苏电机工程第26卷增刊 2931
[9] 陈文升 唐宏德 数字化变电站关键技术研究 华东电力 第37卷第1期 125127
[10]国家电网公司220kV变电站典型设计技术导国家电网公司2010
[11]国家电网公司企业标准智变电站继电保护技术规范国家电网公司2010
[12]110(66)千伏～220千伏智变电站设计规范 国家电网公司2010
[13]基IEC61850标准数字化变电站技术方案许继电气股份限公司2006
[14]黄益庄变电站综合动化技术[M]中国电力出版社2001
[15]刘笙电气工程基础[M]科学出版社2002
[16] 水利电力部西北电力设计院电气工程设计手册电气次部分[M]中国电力出版社1989
[17] 电力工业部西北电力设计院电气工程设计手册电气次部分[M]中国电力出版社1998
[18] 丁德劭样新技术标准电气次接线图[M]中国水利水电出版社2001
[19]弋东方电气设计手册电气次部分[M]中国电力出版社2002
[20] 刘吉黄瑞梅高电压技术[M]中国水利水电出版社2004
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毕业设计报告
文题目： 某220KV智变电站设计
系部名称：电子信息学院 专业班级： 电气
学生姓名： 学 号：
指导教师： 教师职称： 副教授
2012年 X月 X日
摘
次毕业设计某220kv智变电站设计象该变电站两台变压器站接线分220kv110kv35kv三电压等级
设计第章绪阐述变电站电力系统中位设计变电站原目变电站基情况第二章数字化变电站简介介绍数字化变电站相关技术知识第三章变电站电气接线设计变压器选择分通220kv110kv35kv侧电气接线拟定选择稳定接线方式第四章电气设备选择电气设备选择包括母线断路器隔离开关电流电压互感器选择第五章数字化变电站二次系统方案数字化变电站二次系统设计基方案进行拟定第六章站通信网络模型描述数字化变电站二次系统通信网络设计第七章 间隔层程层设备时方式选择数字化变电站二次系统时方式方案选择第八章网络结构数字化变电站出网络方案拟定综合分析较方案选择稳定方案
通220kv智变电站设计电气工程动化专业干课程较全面系系统掌握增强理联系实际力提高工程意识锻炼独立分析解决电力工程设计问题力
关键词：智变电站 电气接线 电气设备 配电装置 间隔层
Abstract
The graduation design with a 220 kv substations as the main design intelligent objects The substation have two main transformer stood the main connection is divided into 220 kv 110 kv and 35 kv voltage grade three
The first chapter of the design for the introduction mainly expounds the substation in power system in the position The design principles and objectives of the transformer substation and the basic situation of the transformer substation Chapter 2 is the introduction of digital substation mainly introduces digitized substation of related techniques and knowledge chapter 3 substations is the main electrical wiring design and the choice of main transformer By 220 kv respectively 110 kv and 35 kv side of the recommended the main electrical wiring choosing the most stable and reliable ways of The fourth chapter are the electrical equipment choice electrical equipment choice including bus bar circuit breakers isolating switch current and voltage transformer choice Chapter 5 of digital substation is second system solutions mainly to the digitized substation secondary system the basic scheme design are worked out The sixth chapter is stand inside communication network model Is mainly to the digitized substation secondary system communication network design Chapter 7 is spacer layer and process equipment way prevailed selection digitized substation secondary system of the way the choice prevailed Chapter 8 is the network structure Is the digital substation and a network of the recommended scheme the comprehensive analysis and compare various solutions choose reliable and stable solution
Through the 220 kv substation of intelligent design make I to electrical engineering and its automation specialized backbone course has a more comprehensive department the system master enhance the ability of integrating theory with practice improve the engineering consciousness exercise independent analysis and solve my power engineering design problem ability
keyword：smart substation main electrical wiring electrical equipment power distribution equipment bay level
目录
第章 引言 1
11 变电站动化系统国电力系统发展 1
12 数字化变电站国外研究状况 1
13 课题研究目意义 3
14 课题设计原始数 4
第二章 数字化变电站二次系统简介 5
21 数字化变电站结构 5
22 数字化变电站特点 6
23数字化变电站优势 7
24 数字化变电站技术 9
241 电子式互感器配置 9
242 智化开关 10
25 IEC61850概述 11
251 IEC61850标准体系简介 12
252 IEC 61850标准特点 13
26合单元` 14
27 智终端 16
28数字化变电站通信网络 16
281间隔层站控层通信总线 16
282程层通信总线 17
29 GOOSE服务介绍 18
第三章 电气接线变压器选择 19
31电气接线设计 19
311接线设计原求 19
32 电气接线 19
321 220kv电气接线 19
322 110kv电气接线 20
323 35kv电气接线 21
33变压器选择 21
331变压器选择原 22
332 变压器台数选择 22
333变压器容量选择 22
335 绕组数量连接形式选择 23
336 变压器选择结果 24
第四章 电气设备选择 24
41 断路器型式选择 25
411 220KV侧断路器选择 27
412 110KV侧断路器选择 27
413 35KV侧断路器选择 28
42 隔离开关选择 29
421隔离开关种类型式选择 29
422 220KV侧隔离开关选择 30
43 电流互感器选择 31
431 220KV侧电流互感器选择 31
432 110KV侧电流互感器选择 31
44 电压互感器选择 32
441电压互感器型式选择 32
442 220kv侧电压互感器选择 33
443 110KV侧电压互感器选择 33
444 35kv侧电压互感器选择 34
第五章 站通信网络模型描述 34
第六章 间隔层程层设备时方式选择 35
第七章 数字化变电站二次系统方案 38
71总设计原 38
72 合单元布置方案 39
73智终端布置方案 40
74控制保护系统方案 41
第八章 网络结构 43
81 组网方案 44
82 间隔层程层间通信方式 45
83 二次设备配置接线方案 49
84 程层网络双重化配置 52
85 GOOSE网配置方案 53
总结 58
致谢 58
参考文献 59
第章 引言
坚持信息化推动生产动化理现代化建设数字化电网信息化企业积极推广应紧凑型线路塔回数字化变电站等先进适技术加快变电站技术改造步伐全面实现110千伏220千伏变电站值班电网技术装备现代化水步入国先进行列
11 变电站动化系统国电力系统发展
1954年国前苏联引进远方终端装置RTU东北电网安装16套遥测装置1965年北京实现第遥控变电站1959年全国已29变电站实现遥控值班外2水电厂7火电厂安装遥测遥控遥信装置国开始系列远动产品研制工作华北华东东北三电网推广应
20世纪60年代中期着电子技术迅速发展许国家开始基计算机数采集监控系统 SCADA研制20世纪70年代基微处理器技术微机型远动装置问世微机型远动装置相晶体布线逻辑型远动设备具明显优势种技术着微电子技术发展迅速应
20世纪80年代中期开始四网引进工程极推动国微机型RTU技术发展幅提高国变电站动化技术水
20世纪80年代中期国开始微机型继电保护装置研究工作早通鉴定微机型继电保护装置WXB01型研制WXB11型线路保护性提高产品实化水断提高
20世纪90年代数字式保护广泛应变电站动化技术取快速进展90年代初研制出变电站动化系统变电站控制室设置计算机系统作变电站动化控制中心
20世纪90年代中期着计算机技术网络通信技术飞速发展出现分布式变电站动化系统
12 数字化变电站国外研究状况
国智变电站发展研究现状：
国变电站综合动化研究工作开始80年代中期1987年清华学电机工程系研制成功套符合国情变电站综合动化系统山东威海35kV岛变电站投入运行3台微型计算机实现全站微机继电保护监测控制功．着1988年华北电力学院研制第1代微机保护（01型）投入运行第2代微机保护（WXB—11）1990年4月投入运行年12月通部级鉴定样远动装置采微机技术更复杂继电保护全面采微机技术成现实着微机保护微机远动微机障录波微机监控装置电网中全面推广应日益感专业技术保相独立造成行重复硬件投资互连复杂甚影响运行性
1990年清华学研制鞍山公园变电站综合动化系统时首先提出监控系统RTU合二设计思想1992年5月．电力部组织召开全国微机继电保护性研讨会指出：微机保护RTU微机监控．微机录波器信息传送时钟抗干扰接等问题应统规划制定统标准微机保护联网势必行南京电力动化研究院研制第1套适综合动化系统成套微机保护系统ISA－11993年通部级鉴定电网逐步开始量采变电站综合动化系统1994年中国电机工程学会继电保护动化专委会珠海召开变电站综合动化分专业委员会成立会标志着变电站综合动化深入研究应进入新阶段
90年代中期变电站综合动化已成热门话题研究单位产品雨春笋般蓬勃发展典型变电站综合动化系统保护控制PLCRTU计算机融体做数信息统减少控制电缆敷设优化二次系统设计PLC独特功解决诸变压器分接头动调整电容器组动投切变压器冷风扇动控制低周减载负荷控制等动控制问题微机保护控制测量单元组合起通信控制器负责理整二次设备信息送监控计算机理计算机监控计算机负责变电站功远动功
变电站综合动化系统研究开发会引起科技工作者企业注意根原广市场需求
国外变电站综合动化发展概况：
国外70年代末80年代初开始进行保护控制综合动化系统新技术开发试验研究工作美国西屋电气公司美国电力科学研究院（EPRI）联合研制SPCS变电站保护控制综合动化系统日关西电力公司三菱电气公司研制SDCS－III保护控制综合动化系统SDCS－III系统1977－1979年进行现场试验试运行80年代初已交付商业应目前日日立三菱东芝公司德国西门子公司（SIEMENS）AEG公司瑞士ABB公司美国通电气公司（GE）西屋电气公司（Wesinghouse）法国阿尔斯通公司（AL－STHOM）瑞士Landis&Gyr公司等国际著名型电气公司均开发生产变电站综合动化系统（称保护控制体化装置）取较成熟运行验
西门子公司1985年德国汉诺威正式投运第套变电站动化系统LSA6781993年已300套类型系统德国土欧洲国家电压等级变电站投入运行1995年该公司中国陆续十工程项目基110kV城市变电站ABB公司变电站综合动化系统SCS100芬兰生产中低压变电站SCS200瑞典生产高压变电站国外变电站综合动化系统制造厂商颇彼间开始十分注意系统技术规范标准制定协调避免政造成良果便门新技术够迅速发展广泛应
德国电力行业协会（VDEW）电子制造商协会（EVEI）制定关数字式变电站控制系统推荐草案1987年公布成IEC TC 57起草保护控制间接口标准参考容非常丰富美国电力科学研究院EPRI委托西屋电气公司研究起草变电站控制保护项目系统规范1983年8月发表（EL1813）1989年进行修改增补国际电工委员会第57次技术委员会（IEC TC 57）配合变电站综合动化方面进展成立变电站控制保护接口工作组负责起草该接口通信标准该工作组12国家（集中北美欧洲亚洲中国非洲南非）2000位成员参加1994年3月1995年4月举行四次讨会1995年2月IEC秘书处提交保护通信伙伴标准IEC87Q5103控制保护间通信提供国际标准
13 课题研究目意义
前节减排绿色源持续发展成国关注焦点类源发展面第挑战生源逐步代化石源建造源创新体系信息技术彻底改造现源利体系限度开发电网体系源效率期通数字化信息网络系统源资源开发输送存储转换(发电)输电配电供电售电服务蓄源终端户种电气设备设施连接起通智化控制实现精确供应供互助供互补供源利效率源供应安全提高全新水污染温室气体排放降低环境接受程度户成投资效益达种合理状态智电网思想
达变电站动化求变电站外形成通信网络实现信息享变电站动化系统传输规约传输网络标准化实现快速通信保证制定够满足功性求通信标准够支持技术发展企业IEC608705103规约者定义关变电站动化通信私协议设备生产厂家通信协议IEC608705103协议采方法实现实现兼容设备间通信互操作性够种动化系统部准确快速收集处理传送发电厂变电站终户接口种实时信息国际标准化组织正加紧相关规约标准制定特值关注2002正式通IEC61850变电站通信网络系统国际标准草案电力系统缝通信体系基础国外电力公司研究机构积极调整产品研发方力图新国际标准接轨适应未发展方
数字化变电站动化系统结构物理分两类智化次设备网络化二次设备逻辑结构分三层次根IEC61850信协议草案定义三层次分称程层间隔层站控层层次部层次间采高速网络通信
数字化变电站技术特征数字化变电站采低功耗紧凑型数字化新型电流电压互感器代常规TATV高电压电流直接变换低电信号数字信号利高速太网构成变电站数采集传输系统实现基IEC61850标准统信息建模采智断路器控制等技术变电站动化技术常规变电站动化技术基础实现巨跨越数字化变电站技术表现：数采集数字化系统分层分布化系统结构紧凑化系统建模标准化信息交互网络化信息应集成化设备检修状态化设备操作智化
14 课题设计原始数
1 环境条件
户环境温度周围空气相湿度
温度：10℃～+55℃允许变化率10℃／d
相湿度：5％～95％冷凝
海拔高度：超1000米
震力：面水加速度：04g
面垂直加速度：018g
2电气接线
1）变规模电压等级
变终期规模3×180MVA期规模2×180MVA载调压变压器变考虑采220±8×12511553675kV容量变180MVA180MVA60MVA
2）出线规模
220kV规划出线4回分魏县漳堡备备1回期出线2 回魏县漳堡
110kV规划出线12回分杨桥I(备)杨桥II里店备城关(备)边马(备)龙王庙孙店备备备备期出线4回分杨桥II里店龙王庙孙店1回
35kV规划出线9回期出线6回
3 ）功补偿
台变低压侧安装4x8016Mvar功补偿电容器
3电气参数
220kV设备短路电流开断水低40kA考虑
110kV设备短路电流开断水315kA考虑
35kV设备短路电流开断水25kA考虑
4配电装置型式
站处III级污秽区220kV110kV配电装置采常规户外敞开支持式母线分相中型布置方案35kV配电装置采户开关柜方案（手车柜）电容器采户外散装成套装置
第二章 数字化变电站二次系统简介
21 数字化变电站结构
逻辑数字式变电站分程层二间隔层三变电站层三层关系图21示
（1）程层
程层次设备二次设备结合面程层功分三类：实时运行电气量检测运行设备状态检测操作控制命令执行
（2）间隔层
间隔层功：汇总间隔程层实时数信息实施次设备保护控制功实施间隔操作闭锁功实施操作期控制功数采集统计运算控制命令发出具优先级控制执行数承启通信传输功时高速完成程层变电站层网络通信功网络接口具备双控全双工方式提供高信息通道冗余度保证网络通信性
（3）变电站层
变电站层功：通两级高速网路汇总全站实时数信息断刷新实时数库时登录历史数库关数信息送电网调度控制中心接受电网调度控制中心关控制命令转间隔层程层执行具线编程全站操作闭锁控制功具站监控机联系功具间隔层程层设备线维护线组态线修改参数功等功
图21 数字化变电站逻辑图
22 数字化变电站特点
(1)次设备智化
采数字输出电子式互感器智开关(配智终端传统开关)等智次设备次设备二次设备间光纤传输数字编码信息方式交换采样值状态量控制命令等信息
(2)二次设备网络化
二次设备间通信网络交换模拟量开关量控制命令等信息取消控制电缆
(3)运行理系统动化
应包括动障分析系统设备健康状态监测系统程序化控制系统等动化系统提升动化水减少运行维护难度工作量
（4）数字化变电站实现条件
现代计算机技术现代通信网络技术改变变电站目前监视控制保护计量装置系统分隔状态提供优化组合系统集成技术基础
干年数字化变电站赖技术基础已取长足进步实现数字化变电站已具备条件：
智次设备已逐步采
电子式互感器已进入实阶段
光纤通信太网技术已普遍采
电力行业面象统建模技术逐步采
IEC数字化变电站制定缝通信体系IEC61850基完成
国外已开始数字化变电站试点工作国数字化变电站实现积累定验
外变电站站信息数字化标准化 IEC 61850站标准确立调度端完全访问变电站信息传统实时数外调度端直接导入变电站模型接线图获线监测设备台帐等运行理信息
23数字化变电站优势
(1)变电站种功享统信息台避免设备重复
数字化变电站信息采统信息模型统通信标准接入变电站通信网络变电站保护测控计量监控远动VQC等系统均通信网络接收电流电压状态等信息发出控制命令需功建设信息采集传输执行系统
传统变电站种功采通信标准信息模型相二次设备次设备间电缆传输模拟信号电信号种功需建设信息采集传输执行系统增加变电站复杂性成
(2)便变电站新增功扩展规模
变电站设备间信息交换均通通信网络完成变电站扩充功扩展规模时需通信网络接入新增设备需改造更换原设备保护户投资减少变电站全生命周期成
数字化变电站种功采集计算执行分布设备实现变电站新增功时果原采集执行设备满足已新增功需求原设备运行新增功软件需硬件投资
(3)通信网络取代复杂控制电缆
数字化变电站次设备二次设备间二次设备间均采计算机通信技术条信道传输通道信息时采网络通信技术通信线数量约等设备数量数字化变电站二次接线幅度简化
(4)提升测量精度
数字化变电站采输出数字信号电子式互感器数字化电流电压信号传输二次设备二次设备处理程中均会产生附加误差提升保护系统测量系统计量系统系统精度
例采02级TATV传统变电站电缆电表带附加误差计量系统总误差±07％水数字变电站计量系统误差仅TATV产生达±04％水
(5)提高信号传输性
数字化变电站信号传输均计算机通信技术实现通信系统传输效信息时传输信息校验码通道检信息方面杜绝误传信号方面通信系统障时技术告警
数字信号光纤传输根解决抗干扰问题
传统变电站次设备二次设备间直接通电缆传输没校验信息信号信号出错电缆断线短路时难发现传输模拟信号难光纤技术易受干扰
(6)应电子式互感器解决传统互感器固问题
数字化变电站采电子式互感器没传统互感器固TA断线导致高压危险TA饱影响差动饱CVT暂态程影响距离保护铁磁谐振绝缘油爆炸六氟化硫泄漏等问题
(7)避免电缆带电磁兼容传输电压两点接等问题
数字化变电站二次设备次设备间绝缘光纤连接电磁干扰传输电压没影响二次设备途径没二次回路两点接性
传统变电站二次设备次设备间然采电缆进行连接电缆感应电磁干扰次设备传输电压引起二次设备运行异常二次电缆较长情况电容耦合干扰造成继电保护误动作电力行业关规定中求继电保护二次回路点接二次回路接点状态法实时检测二次回路两点接情况期时发生继电保护产生良影响甚造成设备误动作
(8)解决设备间互操作问题
数字化变电站智设备均统标准建立信息模型通信接口设备间实现缝连接
数字化变电站唯通信标准IEC 61850IEC 61850信息解释机制设备厂家扩展信息时保证互操作性
传统变电站生产厂家二次设备间互操作性问题然没解决原二次设备缺乏统信息模型规范通信标准实现厂家设备互连必须设置量规约转换器增加系统复杂度设计调试维护难度降低通信系统性
(9)进步提高动化理水
数字化变电站采智次设备功均遥控实现通信系统传输信息更完整通信性实时性幅度提高变电站实现更更复杂动化功提高动化水次设备二次设备通信网络具备完善检功根设备健康状况实现状态检修
传统变电站通信系统传输信息完整性实时性性限许动化技术停留试验室里难工程应
24 数字化变电站技术
241 电子式互感器配置
流产品基Rogowski线圈电子式电流互感器基法拉第磁光效应光学电流互感器利Pockels效应光电电压传感器
源电子式互感器：Faraday磁光效应电流互感器Pockels电光效应电压互感器种互感器基关光学传感技术次侧光学电流电压传感器需工作电源独立安装互感器理想解决方案目前正进行实化研究
源电子式互感器：利电磁感应等原理感应测信号Rogowski线圈电子式电流互感器电阻电容电感分压电压互感器种互感器传感头部分具需电源电子电路GIS者罐式断路器更方便户外配电装置采激光供办法较解决电源问题目前源电子式互感器工程中已获较应
电子式互感器特点：
(1)高低压完全隔离安全性高存磁饱铁磁谐振等问题
(2)频率响应宽动态范围精度高时满足测量继电保护需没漏油潜易燃易爆等危险
(3)体积重量轻节约占面积污染噪声具优越环保性
(4)适应电力系统数字化智化网络化需
电子式互感器配置：
20kV间隔变三侧间隔电流互感器均保护双重化原布置互感器线圈线圈布置原2保护线圈（Rogowski线圈）+1计量线圈（LowPower铁芯线圈）电流互感器准确级次：5TPE5TPE02S
110kV35kV间隔（变外）均保护单套原布置互感器线圈线圈布置原1保护线圈（Rogowski线圈）+1计量线圈（LowPower铁芯线圈）电流互感器准确级次： 5TPE02S
电压互感器：
母线型电压等级条母线均配置2三相二次线圈开口三角线圈准确级次：0202
线路型回220kV线路均配置1单相二次线圈开口三角线圈准确级次：02
242 智化开关
智化开关指具配电子设备数字通讯接口传感器执行器具分合闸基功监测诊断方面具附加功开关设备
开关设备(包括断路器刀闸)智化程层数字化重组成部分
智化开关发展方：
(1)智控制功：保护测控体化二次功体化具备传统二次功（保护功测量功）外具次设备体控制功包括控制联锁储电机机构电机保护序控制受控分合闸等
(2)线监测功：
断路器灭弧室局放介损监测
机构动作特性监测断路器触头刀闸行程速度
控制回路断线监视
弹簧储时间
开关工作时间开关动作次数切断电流累积
开关柜温度触头接触部位温度监测
分合闸线圈电流电压等
线监测目：实现状态检修实施线监测必须考虑性稳定性济性
(3)数字化接口：实现开关信息数字量传输
(4)机构电子化操动：传统断路器类障（拒分拒合）中机械障率级传动齿轮增加障概率增加机构体积
电子化操动机构变机械储电容储变机械传动变频器通电机直接驱动机械运动部件减少性提高电子电路寿命稳定性性成关键
目前国高压开关设备厂家开关设备智化水受专业限制满足现数字化变电站求二次厂家整合合作国开关智化必然趋势
目前实现方式：开关变信号数字化设置间隔级智终端
25 IEC61850概述
IEC61850标准提供变电站动化系统功建模数建模通信协议通信系统项目理致性检测等系列标准IEC61850规范数命名数定义设备行设备描述特征通配置语言智电气设备间信息享互操作成IEC61850标准建设变电站通信网络系统建设数字化变电站效途径
IEC61850标准发布符合标准设备推出建设数字化变电站提供坚实基础
251 IEC61850标准体系简介
IEC61850标准体系分10部分：
(1)系统方面
Part 1 介绍概述
Part 2 术语
Part 3 总体求
Part 4 系统项目理
Part 5 功通信求设备模型
(2)系统配置
Part 6 变电站中智电子设备通信配置描述语言
(3)抽象通信服务
变电站线路(馈线)设备基通信结构
Part 71 原理模型
Part 72 抽象通信服务接口(ACSI)
(4)数模型
变电站线路(馈线)设备基通信结构
Part 73 公数类
Part 74 兼容逻辑节点数类
(5)特殊通信服务映射(SCSM)
Part 81 映射制造商报文MMS
Part 91 通单路点点串行通信连接模拟采样值
Part 92 IEEE 8023模拟采样值
(6)测试
Part 10 致性测试
252 IEC 61850标准特点
(1)信息分层
变电站动化系统完成控制监视保护三功提出变电站功分层概念逻辑概念物理概念变电站功分3层变电站层间隔层程层
图22 分层结构示意图
程层完成开关量IO模拟采样控制命令发送等次设备相关功间隔层功利间隔数间隔次设备产生作线路保护设备间隔控制设备变电站层功分两类程相关功指利间隔全站信息间隔全站次设备发生作功母线保护全站范围逻辑闭锁功二接口相关功指远方控制中心工程师站机界面通信
(2)面象数象统建模
IEC 61850标准采面象建模技术定义基客户机服务器结构数模型IED包含服务器服务器包含逻辑设备逻辑设备包含逻辑节点逻辑节点包含数象数象数属性构成公数类命名实例IEC 61850建模数公实际设备设备组件模型定义公数格式标识符行控制例变电站馈线设备(诸断路器电压调节器继电保护等)
(3)数描述
采面点数描述方法（103规约）IEC 61850标准信息均采面象描述面象数描述数源数进行描述传输接受方数带说明需数进行工程物理量应标度转换等工作数身带说明受预先定义限制进行传输简化数理维护工作实际应中需客户端配置服务器网络址访问服务器模型通通信方式获测点名需手动配置
(4)抽象通信服务接口ACSI
ACSI定义独立采网络应层协议公通信服务通信服务分基ClientServer定义诸控制获取数值服务基PeertoPeer模型定义诸GOOSE服务模拟测量值采样服务
IEC 61850标准总结变电站信息传输需通信服务类模型服务进行抽象定义客户通抽象通信服务接口ACSI特定通信服务映射SCSM映射应层具体采协议站MMS服务模型定义通信象象进行访问定义种样请求响应服务程组成服务程描述某具体服务请求服务器响应应采取什动作什时候什方式响应
根IEC61850规范定义变电站采分层分布式结构整变电站分站控层间隔层程层站控层包括台监控系统远动机五防系统保护信息系统等间隔层包括种保护装置测控装置智设备程层IEC61850标准中提出新概念包括智IO单元电子式互感器智次设备智传感器等功实现种电气量采集实现智次设备直接控制层间采IEC61850规范传输信息
26合单元`
合单元相应规约接收ABC三相电子式互感器输出信号三相电流电压进行步IEC600448IEC 6185091IEC 6185092标准协议输出计量保护测控装置
双重化保护配置间隔合器应双重化配置
合单元应具基功
接收路电子式互感器采集器采样光信号汇总IEC61850规约光信号形式外提供采集数
光量形式电子式互感器采集器提供工作电源
接收站级继电保护装置步光信号实现采集器间采样步功
线路例台合单元完成条线路全部模拟量采集采集数扩展保护测量装置(图23示)
图23 合单元示意图
合单元安装位置：
合器宜安装控室保护屏电压等级安装位置求
110kV电压等级绝缘求高互感器采集器需通激光供合器激光器件环境求较高合器必须安装控室
35kV电压等级绝缘求低互感器采集器通电缆供合器含激光器件合器安装开关柜需时甚安装端子箱
27 智终端
智终端装置传统次设备接入程层总线设备输入开关位置低气压刀闸位置等状态量输出跳合闸命令含操作回路智终端装置理解成微机型操作箱
智终端装置应具符合IEC61850标准程层总线接口通程层总线间隔层设备交换信息应具步脉输入接口实现全站步采样满足保护测量设备采样步性求
智终端配置般分两端根开关配置端智终端代理开关设备端智终端代理保护测控设备两端光纤连接
端智终端装置安装次设备端子箱开关柜应适应恶劣温度振动电磁干扰环境
端智终端装置安装控室保护屏兼测控功传统测控装置取消端智终端集成保护装置部作保护装置插件接受端智终端光纤数字信息数字信息享二次设备
保护双重化配置断路器双跳闸线圈时智终端双CPU架构设计完成套独立操作回路
智终端装置设计应考虑供电性端子箱智终端装置宜采直流供电
28数字化变电站通信网络
281间隔层站控层通信总线
站控层设备间站控层间隔层间信息交换间隔层站控层通信网络满足断增加信息传输量时提高通信实时性性应选择1000100M适应交换太网
站控层设备较规模变电站宜设计独立站控层网络供站控层设备间信息交换
间隔层站控层通信总线应符合IEC61850标准
282程层通信总线
间隔层设备间间隔层设备程层设备间信息交换均通程层通信总线完成需传统控制电缆
程层通信总线必须满足保护等功求实时性需采具服务质量(QoS)保证100M太网交换支持报文优先级组播功
保证性交换机应直流电源达保护设备等电磁兼容性通信介质采光纤间隔层设备交换机距离较时通信介质采屏蔽5类线
保证间隔独立性提高性便检修间隔设间隔交换机间隔交换机UPLINK(级联)总交换机间隔设备接入间隔交换机间隔信息交换仅通间隔交换交换机需间隔信息设备变压器保护母差保护备投等接入总交换交换机图24：
图24 信息交换示意图
IEC61850标准支持程层通信求互感器二次设备传输采样值采IEC6185091IEC6185092次设备二次设备间交换1类性求(延时4ms)开关量采IEC61850GOOSE服务信息交换采IEC618508满足实时性求IEC6185091IEC6185092GOOSE服务均工作数链路层未TCPIP协议
29 GOOSE服务介绍
GOOSEGeneric Object Oriented Substation Event（通面象变电站事件）缩写发生状态变化时智电子装置助变化报告高速传送二进制象通面象变电站事件报告该报告般包含：状态输入起动输出元件继电器等实际虚拟双点命令状态
第次报告该报告般间隔248……60000ms序重发（第重发延时固定长短）GOOSE报告允许高速传输跳闸信号具高传输成功概率GOOSE报文发送接收分publishersubscriber执行
(1) GOOSE报文发送时间间隔
publisherGOOSE报文发送固定时间间隔发送没事件发生时GOOSE报文发送间隔相较长固定时间间隔进行发生事件时数发生变化发送时间间隔会设置阶段发送时间间隔会逐渐增直事件状态稳定GOOSE报文发送变固定长时间间隔该程图25示
图25 GOOSE传输示意图
(2)报文接收方通讯中断检测
重发GOOSE报文会报文中附带timeAllowedToLive参数该参数告知接收方等重发GOOSE报文长时间果该时间接收方没收重发报文认发生通讯中断
(3)报文滤机制
GOOSE报文发送方会组播方式发送报文报文特定数相关报文头中包含目标址接收方网络底层会收网络GOOSE报文中包括接收方需信息需信息需报文进行滤减轻CPU负担滤务般网络控制器完成
接收方采取订阅形式获取需GOOSE报文接收方配置GOOSE报文目标址列表网络控制器进行设置网络控制器收GOOSE报文报文中目标址目标址列表中址作果该目标址包含址列表中认该GOOSE报文接收方订阅CPU网络控制器读取GOOSE报文时报文传送CPU
第三章 电气接线
31电气接线设计
311接线设计原求
变电站电气接线指变电站变压器输电线路样电力系统相连接完成输配电务变电站接线电力系统接线组成中重组成部分接线确定电力系统安全稳定灵活济运行变电站电气设备选择配电装置布置继电保护控制方法拟定会产生直接影响
电气接线设计发电厂变电电气设计体电力系统电厂动参数建变电基原始资料电厂运行性济性求密切关系电气设备选择布置继电保护控制方式较影响接线设计必须结合电力系统发电厂变电具体情况全面分析关影响素正确处理间关系技术济较合理选择方案
32 电气接线
321 220kv电气接线
变电站220kV侧规划出线4回变压器3台终出线2回采双母线接线双母线单分段接线
方案（）采双母线接线
优点：(1)供电检修方便
(2)组母线障时障母线回路倒换组母线迅速恢复供电
(3)调度灵活便扩建
缺点
(1)设备（特隔离开关）
(2)配电装置复杂济性差
(3)运行中隔离开关作操作电器容易发生误操作实现动化便尤母线系统障时须短时切较电源线路重型电厂变电站允许
方案（二）采双母线单分段接线
优点：线路（变压器）断路器检修时继续供电
缺点：旁路倒换操作较复杂增加误操作机会保护动化系统复杂投资费较
综合素考虑选择方案较合理
图31 双母线接线图
322 110kv电气接线
变电站110kV规划出线12回期出线4回采双母线接线设旁路母线
双母线接线优点：
(1) 供电检修方便
(2)组母线障时障母线回路倒换组母线迅速恢复供电
(3)调度灵活便扩建
缺点(1)设备（特隔离开关）
(2)配电装置复杂济性差
(3)运行中隔离开关作操作电器容易发生误操作实现动化便尤母线系统障时须短时切较电源线路重型电厂变电站允许
图32双母线接线示意图
323 35kv电气接线
变电站35kV规划出线9回期出线6回采单母线三分段接线
优点：（1）母线发生障时仅障母线停止供电非障母线继续工作缩母线障影响范围
（2）双回线路供电重户双回路接母线段保证重户供电
缺点：
段母线障检修时必须断开该段全部电源引出线样减少系统供电量该回路供电户停电
33变压器选择
发电厂变电站中电力系统户输送功率变压器称变压器两种电压等级间交换功率变压器称联络变压器供（厂）变压器称站（）变压器变压器章变电站变压器选择
331变压器选择原
1变容量般变电建成5～10年规划负荷进行选择适考虑远期10～20年负荷发展
2根变电带负荷性质电网结构确定变容量重负荷变电应考虑台变停运时余变压器容量计负荷力允许时间保证户Ⅰ级Ⅱ级负荷般变电台变停运时变压器容量应保证全部负荷70～80
3保证供电性变电般装设两台变条件应考虑设三台变性[11]
332 变压器台数选择
1城市郊区次变电中低压侧已构成环网情况变电装设两台变压器宜
2区性孤立次变电型工业专变电设计时应考虑装设三台变压器性
3规划装设两台变压器变电便负荷发展时更换变压器容量
333变压器容量选择
（1）变压器容量般变电建成5～10年规划负荷选择适考虑远期10～20年负荷发展城郊变电变压器容量应城市规划相结合
（2）根变电带负荷性质电网结构确定变压器容量重负荷变电应考虑台变压器停运时余变压器容量计负荷力允许时间应保证户级二级负荷般性变电台变压器停运时余变压器容量应保证全部负荷70～80[12]
334选择变压器原：
（1）受运输条件限制时330KV发电厂变电站均应选三相变压器
（2）发电厂系统连接电压500KV时已技术济较确定选三相变压器两台50容量三相变压
器单相变压器组单机容量300MW直接升500KV宜选三相变压器
（3）500KV变电需考虑运输条件外尚应根供负荷系统情况分析台（组）变压器障停电检修时系统影响尤建初期变压器组时台单相变压器障会整组变压器退出造成全网停电总容量相台三相变压器会造成停电济证确定选单相变压器三相变压器
发电厂变电站根性灵活性济性等确定否需备相
335 绕组数量连接形式选择
具三种电压等级变电侧功率均达变压器额定容量15低压侧负荷需装设功补偿设备时变压器般选三绕组变压器[5]
变压器绕组连接方式必须系统电压相位致否列运行电力系统采绕组连接方式丫△高中低三侧绕组结合根具体工作确定国110KV电压变压器绕组采丫连接35KV采丫连接
中性点通消弧线圈接35KV电压变压器绕组采△连接35KV采丫连接方式220110系统线电压相位角0样变压变22011035KV高中压耦连接时否现35KV系统网出现谓三两绕组全星接线变压器全国投运类变压器约40～50台
336 变压器选择结果
查电力工程电气设备手册：电气次部分选定变压器容量180MVA
升压变压器两电压等级里选择三绕组变压器查型变压器技术数选定变型号：SSPSZ718000220
技术参数：
额定容量：180000（KVA）
额定电压：高压—220±8×125 中压—115 低压—375（KV）
连接组标号：YNyn0d11
空载损耗：165(KW)
阻抗电压（）：高中：181中低：72高低：215
空载电流（）：038
次性选择三台SSPSZ7180000220型变压器中两台变台备
第四章 导体电气设备选择
正确选择电气设备电气接线配电装置达安全济运行重条件进行电器选择时应根工程实际情况保证安全前提积极稳妥采新技术注意节省投资选择合适电气设备
电气设备选择般原：
应满足正常运行检修断路电压情况求考虑远景发展需
应环境条件校验
应力求技术先进济合理
选择导体时应量减少品种
扩建工程应量新老电气设备型号致选新产品均应具实验数正式鉴定合格
41 断路器型式选择
断路器采灭弧介质灭弧方式般分：油式断路器少油式断路器压缩空气高压断路器SF6断路器真空断路器等特点表示：
高压断路器分类特点
通种类型断路器进行较考虑未二十世纪规划设变电站220KV110KV35KV侧均应选SF6断路器
411 220KV侧断路器选择
流断路器持续工作电流
根工程设计参数：
220kV设备短路电流开断水低40kA考虑
根额定电流额定电压查电力工程电气设备手册：电气次部分选断路器型号LW122202000LW12220落罐式六氟化硫断路器沈阳高压开关厂引进日日立公司技术制造种性优良质量产品采具优良灭弧性绝缘强度高SF6作灭弧绝缘介质采双喷轴步吹气方式参数见表
LW122202000SF6断路器技术参数表
额定工作电压（KV）
220
高工作电压（KV）
252
额定电流（A）
2000
额定频率（Hz）
50
额定开断电流（KA）
40
额定闭合电流（峰值）（KA）
100
4S热稳定电流（KA）
40
额定动稳定电流（峰值）（KA）
100
额定开断时间（s）
液002
额定闭合时间（s）
液011
重合闸电流间歇时间（s)
03
进行参数校验：252KV>220KV 2000A>49601A
结果参数校验断路器完全符合220KV进出线侧求
412 110KV侧断路器选择
通断路器持续电流
根工程设计参数：
110kV设备短路电流开断水低315kA考虑
根额定电流额定电压查电力工程电气设备手册：电气次部分选断路器型号LW111101600LW11110型瓷瓶式六氟化硫断路器沈阳高压开关厂引进日日立公司技术制造种性优良质量产品断路器结构单极单断口灭弧室结构简单单压式灭弧原理采双喷轴步吹气方式该断路器配气动操作机构动作压力低耗气量动作慢分参数见表
LW111101600六氟化硫断路器技术参数表
额定电压（KV）
110
高工作电压（KV）
126
额定电流（A）
1600
额定断路开断电流（KA）
315
动稳定电流（峰值）（KA）
80
热稳定电流（3S效值）（KA）
315
额定关合电流（峰值）（KA）
315
雷电击耐受电压（KV）
550
断口
500+103
SF6气体压力（Mpa）
05
工频分钟耐受电压（KV）
230
断口
230+73
进行参数校验：126KV>110KV 1600A>99202A
结果参数校验断路器完全符合110KV进出线侧求
413 35KV侧断路器选择
根工程设计参数：
35kV设备短路电流开断水低25kA考虑
根额定电流额定电压查电力工程电气设备手册：电气次部分选断路器型号LW8351600LW835型断路器选SF6气体作绝缘灭弧介质失火危险确保十年检修绝缘耐压高安全裕度该产品污秽高海拔区
42 隔离开关选择
421隔离开关种类型式选择
隔离开关种类较安装点分屋式绝缘支柱数目分单柱式双柱式三柱式配电装置占面积影响选型时应配电装置特点求技术济条件确定隔离开关选型参考表：
隔离开关选型参考表
422 220KV侧隔离开关选择
查电力工程电气设备手册：电气次部分220kv侧选GW62202000隔离开关该隔离开关单相式三相交流50HZ户外输电设备俗称剪刀式隔离开关分闸形成垂直方绝缘断口具断口清晰见便监视效缩变电站占面积等优点特作母线隔离开关供采双母线带旁路场时缩占面积尤显著气技术参数表：
GW62202000隔离开关技术参数
额定电压（kv）
220
额定电流（A）
2000
动稳定电流峰值（kA）
100
3S额定短路耐受电流（KA）
40
操作机构型号
CJ2G
生产厂家
沈阳高压开关厂
423 110kv侧隔离开关选择
110kv侧进线隔离开关选择
查电力工程电气设备手册：电气次部分选定隔离开关型号GW5110D1250隔离开关双柱式水开启式结构隔离开关接开关间装机械连锁装置降低误操作性参数表：
GW5110D1250隔离开关技术参数表
额定电压（kv）
35
额定电流（A）
1250
动稳定电流峰值（kA）
50
4S额定短路耐受电流（KA）
20
操作机构型号
闸刀
CS17
生产厂家
沈阳高压开关厂
接闸刀
CS17
110kv侧出线隔离开关选择
选定隔离开关型号GW5110D600参数表：
GW5110D600隔离开关技术参数表
额定电压（kv）
35
额定电流（A）
600
动稳定电流峰值（kA）
50
4S额定短路耐受电流（KA）
18
操作机构型号
闸刀
CS17
生产厂家
沈阳高压开关厂
接闸刀
CS17
43 电流互感器选择
431 220KV侧电流互感器选择
35kv配电装置般采油浸瓷箱式绝缘结构独立式电流互感器常L(C)系列树脂浇注绝缘LZ系列适35kv屋配电装置条件时回路中变压器套穿墙套应优先采套电流互感器节约投资减少占
设变电站220kv侧选LB2201200该电流互感器次导线全铝结构供快速继电保护电流互感器具高测量准确度适应电力系统种快速继电保护方式暂态误差求保证系统动重合闸参数表：
LB2201200型电流互感器参数表
额定电压
220kv
额定电流
12005
额定频率
5060Hz
额定短时热弧电流倍数
2625
级次组合
05BBB
额定动稳定电流倍数
67
参数校验：1200A>49601A
432 110KV侧电流互感器选择
110kv进线段电流互感器LCWB1102000匝油浸式磁绝缘电流互感器具结构严密绝缘强度高介质损耗率放电量低性高运行维护简便等优点参数表：
LCB1102000电流互感器参数表
额定电压
110kv
额定电流
20005
级次组合
PPP02
额定短时热弧电流
31545KA
准确级次
二次负荷
额定动稳定电流
80115KA
5P
50KA
02
K1K2 30VA
K1K3 50VA
110kv侧出线侧电流互感器选LCWB6110型电流互感器参数表：
LCWB6110600电流互感器参数表
额定电压
110KV
额定电流
2X3005
级次组合
BBB05
额定短时热弧电流
31563KA
准确级数
二次负荷
额定动稳定电流
80115KA
05
12欧
35kv屋配电装置电流互感器根安装条件产品情况采磁绝缘结构树脂浇注绝缘结构选母线式电流互感器时应注意窗口允许穿母线尺寸
44 电压互感器选择
441电压互感器型式选择
35110kv配电装置般采油浸式绝缘结构电磁式电压互感器
接110kv线路侧电压互感器线路装载波通讯时应量耦合电容结合统选电容式电压互感器
兼作泄电压互感器应选电磁式电压互感器
442 220kv侧电压互感器选择
220kv侧电压互感器选定TYD220173200075该系列电压互感器电容分压器电磁装置阻尼器组成户外型产品适交流50Hz中性点直接接系统作电压电测量继电保护兼作电力线载波耦合电容器技术参数表：
TYD220173200075技术参数表
额定电压（kv）
初级绕组
2201732
二次负荷（VA）
02级
100
次级绕组
01*1732
05级
200
剩余电压绕组
01
10级
400
分压电容量C29（uf）
00075
质量（Kg）
902
443 110KV侧电压互感器选择
110kv侧电压互感器选定TYD11017320015述220kv侧TYD220173200075电压互感器属系列性致参数：
TYD11017320015技术参数表
额定电压（kv）
初级绕组
1101732
二次负荷（VA）
02级
100
次级绕组
01*1732
05级
200
剩余电压绕组
01
10级
400
分压电容量C29（uf）
0015
质量（Kg）
746
444 35kv侧电压互感器选择
35kv侧电压互感器选定JDJJ35型电压互感器该型电压互感器单相三绕组油浸式户外型产品适交流50Hz35Kv中性点直接接电力系统中供电压电功率测量继电保护信号装置承受相接引起电压损伤必须三台成套具体参数：
TYD11017320015技术参数表
额定电压（KV）
初级绕组
351732
二次负荷
05级
150
次级绕组
01*1732
1级
250
剩余电压绕组
011732
3级
600
容量（VA）
1200
连接组标号
质量（Kg）
油质量
746
生产厂家
IIOIO
总重量
248
宁波市互感器厂
第五章 站通信网络模型描述
通信技术变电站动化系统信息传输基础采技术必须满足变电站通信网络传输时间求目前常网络通信技术Lon Works网络CAN网络Profibus网络太网络4种网络技术特点产生基础适场合相
Lon Works网络局部操作网络开发监控网络系统完整技术台具现场总线技术切特点通信介质双绞线光纤电力线等传媒介质具传输速率高125Mbits远传输距离27kmLon Works技术具开放性互操作性高性中心检测等突出优点Lon Works技术留户应度较厂家利Lon Works技术开发产品定实现互操作目前Lon Works应间隔层变电站层间通信流监控系统厂家基已采
CAN网络种串行数通信协议种总线通信介质双绞线轴电缆光纤通信速率达1Mbits距离达10kmCAN协议特点废传统站址编码代通信数块进行编码网络节电数理受限制CAN总线具较强纠错力支持差分收发适合高干扰环境具较远传输距离CAN协议许领域分布式测控吸引力
Profibus网络种工厂动化车间级监控现场设备层数通信控制现场总线技术实现现场设备层车间级监控分散式数字控制现场通信网络实现工厂综合动化现场设备智化提供行解决方案Profibus网络技术广泛应制造业动化流程工业动化楼宇交通等领域电力行业工程中局部少量采该技术
太网络Xeros公司开发种基带局域网技术轴电缆作网络媒体采载波路访问突检测机制数传输速率达10Mbits太网更指种采CSMACD技术局域网
太网高度灵活相简单易实现特点成重种局域网技术作网络技术流太网技术享式太网交换式太网交换式太网享式太网传输效率高许应层协议TCPIP更成通层协议台变电站层间隔层通信网络方面太网已逐步成变电站网络通信系统流技术
第六章 间隔层程层设备时方式选择
现阶段选择网络时钟步方式种：
A简单网络时间步协议（SNTP）
B插值步
CIRIGB外时钟源步
DIEEE 1588时
种步时方案优缺点较详见表5－1
表51 步时方案优缺点较
步方式
具体实施
优点
缺点
SNTP
直接利双绞线太网传输网络般应站控层计算机类设备
简单需专门敷设步网
精度达毫秒级满足站控层计算机类设备时求满足采样值步求
插值步
光纤点点般应IEC600448
简单
支持信息享IEC600448标准已废
IRIGB外时钟步
须专门铺设星形光纤步网应IEC600448IEC6185091IEC6185092
实际工程应验丰富
网络复杂工程施工量
IEEE1588
直接利采样传输网络应IEC6185092
支持双时钟源备冗余步精度高误差<1us需专门铺设光纤步网结构简单易施工
网络交换机需支持IEEE1588标准交换机合单元求高
站控层间隔层程层设备报文传输实时性求应根需选择时方式全站设置套公时钟步时系统该系统采北斗星GPS双时钟源时装置输出时信息满足站监控保护子站录波障测距智设备需种时间步信号通方案工程步时系统推荐采IEEE1588网络时方式
目前太网常网络结构星型结构环型结构总线式结构
（1）总线型
总线型拓扑结构优点电缆长度短布线容易便扩充缺点总线中处发生障导致整网络瘫痪障诊断困难
图61 总线型结构
（2）星型网络
星型结构中间隔交换机直接接入站控层网交换机（站控层站连接）减少总线接线时中间连接交换机流量时存间隔交换机障会影响间隔交换机信息传输采星型网络IED间通短网络路径进行信息交互时考虑解决环形网结构中会产生网络广播风暴问题增加设备投资缺点 网络结构简单交换机兼容性
星型结构缺点中心交换机必须具极高性果旦损坏整系统便趋瘫痪时设备通信量集中通信点负荷重时容易影响传输速度
图62 星型结构
（3）环型网络结构
环型网结构全站交换机光纤组成网络环星型网相增加硬件传输回路冗余性性考虑环网情况广播风暴抑制提高网络愈时间（般50ms~500ms等）组成光纤愈环网交换机星型交换机相成相较高环网协议较复杂交换机厂家兼容性较差改扩建设备采购受限制
图63 环型网络结构
表62 网络结构素较
网络结构
性
网络延迟
造价
总线型
低
较
低
星型
较低
中
环型
较高
较
高
考虑素根国220KV变电站动化系统年运行情况（绝数采星型网络结构）星型网络具相成熟运行验交换机兼容性成厂家推星型网络原工程站控层网络采双星型网程层网络推荐采双星型网＋单星型网模式
第七章 数字化变电站二次系统方案
71总设计原
(1)整站采IEC 61850协议网络双重化配置站控层间隔层间采RJ45太网间隔层程层采点点网络通信方式通信介质采光纤网络方式采样数独立GOOSE信息单独组网
(2) 220kV保护变保护双重化配置110kV220kV变测控独立设置具备数字化接口
(3)障信息子站网络监控网络合障信息子站应支持IEC 61850通信协议
(4) 220kV110kV互感器均采数字输出电子式互感器35kV互感器采模拟输出电子式互感器380V采常规互感器
(5)电计量采具光纤太网接口数字式电度表
(6)35kV部分合器保护设备布置35kV开关柜
(7)380V采常规互感器测计量控制采常规设计380V备投380V配电屏带投功实现简化接线
72 合单元布置方案
合单元作电子式互感器外接口远端模块间隔级设备均光纤联系理安装位置较灵活目前实际运行情况合单元安放保护室保护起组屏更原二：合单元间隔级设备光纤联系更利节省成外合单元程层设备结构类似二次设备安放保护室优良温度电磁兼容环境合单元更利尤北方寒冷区更方便维护运行
(1)合器配置方案安装位置
变侧电流互感器合器双重化配置
220kV线路变侧电流互感器合器双重化配置220kV变高中压侧（含中性点间隙CT）合器安装保护屏两套合器分安装两面保护屏变低压侧合器安装开关柜220kV线路TV接入间隔合器
220kV母联开关电流互感器合器双重化配置220kV组母线TV配置台合器合器实现PT列功安装220kV母线设备合器屏
110kV线路电流互感器合器单台配置布置110kV线路保护屏
110kV母联开关电流互感器合器单台配置110kV组母线TV配置台合器合器实现PT列功安装110kV母线设备合器屏
变间隔外35kV间隔电流互感器合器单台配置35kV合器安装开关柜35kV段母线TV配置台合器布置相应PT开关柜合器实现PT列功
220kV110kV线路变间隔PT切换功右间隔合器实现
73智终端布置方案
智终端布置嵌入式安装GISHGIS机构布置GISHGIS附智汇控柜机构嵌智终端技术实现复杂单目前情况言构建智终端目简化二次设备间长距离量常规电缆实现数字化传输GIS言间隔机构间电缆限距离短智终端实现数字化传输意义限智终端嵌入安装GISHGIS机构 操作开关震动智终端影响避免工程建议数字化传输延伸机构级布置次开关设备附智汇控柜
智终端布置方案：
220kV线路母联变三侧配置2台智终端分安装间隔端子箱双重化保护双跳闸线圈配合（变中低压侧单跳圈配置单操作回路）
110kV线路母联配置1台智终端分安装间隔端子箱
35kV间隔变低压侧配置1台智终端安装开关柜智终端低压侧合器集成设计
台变配置台体智终端安装变端子箱体智终端设置两种方案集中非电量保护功仅变体信号转换数字信号送非电量保护实现调压功方案二集中非电量保护测控功智终端通通信接口采光缆接间隔层网络通电缆接变三侧智终端直接跳变三侧开关常规户外配电装置站推荐采方案二装置集成度高增加长电缆接线
TV间隔：220kV110kV段母线TV配置1台智终端布置间隔PT端子箱35kV段母线TV配置1台智终端合器集成设计安装PT开关柜
智终端功：
通程总线接口间隔层设备提供电气信息接受间隔层设备跳合闸等控制命令
断路器智终端输入开关位置低气压刀闸位置等状态量输出跳合闸命令含操作回路
体智终端输入非电量中性点刀闸位置档位等信号输出档位控制中性点刀闸控制风扇控制等接点
74控制保护系统方案
数字化变电站保护配置方案
方案常规保护配置方案：
1常规保护配置方案采常规互感器时保护配置样象进行配置变保护线路保护母线保护开关保护等
2原保护装置交流量输入插件更换数采集光纤通信接口IO接口插件换GOOSE光纤通信接口CPU插件模拟量处理更换通信接口处理
3原操作插件转移智操作箱保留部分开入作压板投退开出压板投退取消转移智操作箱
图71 常规保护配置示意图
方案二系统保护配置方案：
1系统保护配置方案采双重化配置原套系统保护装置完成全站设备继电保护功时完成测控功
2套系统保护包括变线路母线保护测控等保护原两套完全样互备独立投退
图72 系统保护配置示意图
表71 常规保护系统保护较
较容
常规保护配置
系统保护配置
保护象
单原件
元件
保护需动模试验试运行
否
保护逻辑否改变
否
运行验否丰富
否
信息享综合利
否
网络结构复杂
否
设备数量
少
集中式控制保护体化配置方案保护测控110KV35KV10KV电压等级变等集中配置方案鉴早期集中式保护测控装置设计理念遵循IEC 61850标准基程总线强软硬件台目前变电站台间隔层IED集中台IED完成例采2台（中1台作冗余）集中式IED实现原需10台IED实现功图示现IED方案中抽象成逻辑保护测控单元简称逻辑设备（LD）LD保持功相独立性通统通信接口设备进行交互符合IEC 61850思想发展趋势
图73新型集中式IED架构应
新型集中式IED原分散二次装置进行合理功集中简化整二次系统结构提高性率种集中仅仅保护测控体化跨间隔功集中条110KV线路保护测控功集中台方案中实现集中视IED功复杂度定具定灵活性基计算机技术发展IEC 61850标准等颁布克服早期集中式性抗干扰力扩展性济性维护工作量等方面足
方案特点紧凑化模块化简化网络结构该方案减少控制保护屏数量约会减少90％节省量土建成集中系统性带稳定素目前南瑞继保公司鞍山220KV王铁变营口220KV石桥变工程中已采已投入运行
第八章 网络结构
数字化变电站物理设备间应实时高效交换信息太网通信技术满足种求佳选择太网技术流通信技术具极佳济性快速发展中变电站动化系统提供广阔发展空间
81 组网方案
（1）间隔层站控层通信总线
站控层设备间站控层间隔层间信息交换间隔层站控层通信网络满足断增加信息传输量时提高通信实时性性应选择1000100M适应交换太网站控层设备较规模变电站宜设计独立站控层网络供站控层设备间信息交换间隔层站控层通信总线应符合IEC61850标准
（2）程层通信总线组网方案
限制网络节点数量程通信网络通常需划分网段型数字化变电站中元件数量必须网络进行分段网段间通路连接起分段采物理直接划分通虚拟局域网(VLAN)技术
程层总线组网方案两重原：
原：量需量交换数设备安装网段
原二：量需快速交换数设备安装网段
IEC61850标准中程层通信网络提供四种解决办法：
①间隔拥通信网络 ②通信网络跨越间隔
③设备通信网络④面继保功区划分网络
程层网络组网方案示意图
图81程层网络组网示意图
82 间隔层程层间通信方式
方案：交流采样采光纤点点方式开入开出等采传统接线配置成智终端光缆代保护室配置装置电缆
方案中交流采样采点点传输方式合器接收电子互感器信号步处理分送保护测控计量设备
端智终端安装配电装置附端子箱采集开关位置状态信息等转换成数字信号光纤送端智终端端智终端具控制回路接受端智终端控制命令开出硬接点控制次设备
端智终端安装测控屏保护屏具开关量输入输出回路保护测控装置采电缆连接
属数字化变电站发展初期应模式定运行验应电子互感器实现交流采样数字化次开关设备通智终端实现电信号－数字信号－电信号转换取消配电装置保护室长电缆方案然成熟缺乏技术先进性数字化程度低推荐采方案
方案二：光纤点点程总线相结合方式交流采样采光纤点点跳合闸等开关量信息采GOOSE网络方式（推荐方案）
方案方案基础取消间隔层智终端程层智终端测控保护装置通交换机享信息采IEC61850规范组成基GOOSE服务太网络提供网络通讯条件快速信息传输交换手段实现开关量信号跳合闸信号数字化
交流采样信息采IEC6185091规定点点方式接入程层总线网络技术方案成熟
实现间隔层程层间开关量信息数字化数字化程度动化程度高仅间隔层网络实现设备间互联互操作程层网络实现设备间互联互操作
GOOSE服务作数字化变电站实现种重手段原理机制完全行数字化变电站进步发展方目前国暂运行业绩国部分变电站开始尝试性实验例浙江外陈220kV变电站采南瑞继保南四方等国保护厂家部分国外保护设备厂家（ABBGE等）组建GOOSE网络进行互联互通实验目前厂家间已完成报文相互识步进行工程化联调计划2007年底投运
技术性先进性考虑推荐采方案
方案三：完全程总线方式交流采样GOOSE信息统组网
方案交流采样GOOSE信息统组网实现间隔层程层间完全组网连接结构更加合理数字化变电站发展方
目前技术水方案存风险：
交换机负担增加性数处理力求更高
保护装置求更高网络方式交流信号传输延时固定差动保护（线路差动变差动母线差动保护）确定侧交流采样时间致性造成困难延时误差范围难确定网络负载定关系
方案选
方案目前数字化变电站成熟做法国已变电站投运正实施（云南曲靖110kV变电站蒙古杜尔伯特220kV变电站均已投运）方案仅实现交流采样数字化开关量出口部分未常规方式数字化程度低技术发展方站采方案然降低实施难度风险数字化程度已实施石家庄付村110kV变电站高（付村站出口开关量采集采光纤点点）技术缺乏创新推荐方案
数字化变电站技术直处飞速发展程中天成熟技术明天意味着落目前唐山供电公司实施郭家屯（峪）220kV数字化变电站准备采方案三（采样GOOSE网统组网）技术较超前站果技术没突破工程投运必处落状态失科技项目价值
方案二具高技术先进性充分考虑性（采样GOOSE网分开）实施难度风险较方案三低
综述推荐方案二作220kV变电站实施方案
83 二次设备配置接线方案
站推荐采方案二设备配置接线方案针方案二设计
(1) 合器配置方案安装位置
220kV线路变侧电流互感器合器双重化配置220kV变高中压侧（含中性点间隙CT）合器安装保护屏两套合器分安装两面保护屏变低压侧合器安装开关柜220kV线路TV接入间隔合器
220kV母联开关电流互感器合器双重化配置220kV组母线TV配置台合器合器实现PT列功安装220kV母线设备合器屏
110kV线路电流互感器合器单台配置布置110kV线路保护屏
110kV母联开关电流互感器合器单台配置110kV组母线TV配置台合器合器实现PT列功安装110kV母线设备合器屏
变间隔外35kV间隔电流互感器合器单台配置35kV合器安装开关柜35kV段母线TV配置台合器布置相应PT开关柜合器实现PT列功
220kV110kV线路变间隔PT切换功右间隔合器实现
(2) 智终端配置方案安装位置
220kV线路母联变三侧配置2台智终端分安装间隔端子箱双重化保护双跳闸线圈配合（变中低压侧单跳圈配置单操作回路）
110kV线路母联配置1台智终端分安装间隔端子箱
35kV间隔变低压侧配置1台智终端安装开关柜智终端低压侧合器集成设计
台变配置台体智终端安装变端子箱体智终端设置两种方案集中非电量保护功仅变体信号转换数字信号送非电量保护实现调压功方案二集中非电量保护测控功智终端通通信接口采光缆接间隔层网络通电缆接变三侧智终端直接跳变三侧开关常规户外配电装置站推荐采方案二装置集成度高增加长电缆接线
TV间隔：220kV110kV段母线TV配置1台智终端布置间隔PT端子箱35kV段母线TV配置1台智终端合器集成设计安装PT开关柜
智终端功：
通程总线接口间隔层设备提供电气信息接受间隔层设备跳合闸等控制命令
断路器智终端输入开关位置低气压刀闸位置等状态量输出跳合闸命令含操作回路
体智终端输入非电量中性点刀闸位置档位等信号输出档位控制中性点刀闸控制风扇控制等接点
(3) 间隔层设备配置
保护设备配置
保护装置应满足数字化变电站求通信接口应采IEC61850协议交流采样应电子互感器配合支持GOOSE网络信息交换方式
220kV线路保护母线保护变保护双重化配置
220kV母联110kV系统保护单套配置
电子式互感器二次设备间互联理遵循相规约厂家间互感器二次设备互联互通实际应时应注意问题例合单元二次设备间报文监视常规互感器二次设备采电缆连接出现问题够重现问题出现二次回路便查找电子式互感器二次设备采数字通道交换数通道收发处理厂家采原理例采FPGA（现场编程门阵列）实现采单片机实现增加出现误码误帧率外通道问题具偶发重复特点（类似光纤差保护通道问题）增加出现问题时划分范围责困难厂家保护合器采样频率完全相需方修改保证两侧采样频率致
35kV母线保护终期套配置采光电互感器1套母线保护理接入单元数达60
录波器障信息子站
障录波器应具采样数网接口合器接收数字化交流采样信号进行模拟量录波宜具GOOSE网络接口GOOSE网接收数字化开关量信号进行开关量录波
目前国部分录波厂家设备支持数字化交流采样信号录波需配置数集中器间隔采样数汇集通根光缆送录波装置目前投运数字化变电站录波装置均采种接线方式
开关量录波目前采常规电缆接线方式增加量电缆数字化变电站思路相违背推荐采网络方式记录开关量信息方式
通网络记录开关量信息技术行目前部分录波设备厂家正做方面工作希采种方式作开关量录波手段简化录波装置接线
录波量配置现常规录波装置相般80路模拟量250路开关量录波器配置220kV变配置2台录波110kV配置1台录波考虑
障信息子站建议子站单独组网保护装置采IEC61850协议实现装置间互联互通厂家保护设备需规约转换需信息子站支持IEC61850协议直接间隔层网络享保护信息通子站直接访问保护装置实现信息子站理功
录波装置宜单独组网直接接信息子站
交换机
障录波2
信息子站
障录波1
障录波N
测控装置配置
220kV110kV间隔配置测控装置间隔配置1台实现功常规综合动化站相台变配置台测控装置测控装置安装相应间隔保护柜
220kV110kV电压等级设台公测控装置实现母线电压测量PT刀闸遥控功
35kV系统采保护测控体设备35kV台PT设1台PT测控装置布置PT柜
全站设1台公测控装置测量380V电压电流测量公设备（直流UPSGPS等）开关量信号设1台通信设备测控装置
电度表配置
380V电度表外全部采具IEC61850数字接口电度表220kV110kV变电度表集中组屏35kV电度表安装开关柜
数字式电度表精度高常规电度表存二次电缆压降问题二没电表身误差电子互感器精度满足02S级电表精度保证02S级
数字式电度表通RS485接口标准规约电表处理器通信处理器没特殊求
数字式电表应通国家省相关计量部门认检测
84 程层网络双重化配置
具体组网方案两种：
方案GOOSE网SMV采样值网时网IEEE 1588网组建双重化配置智终端合单元交换机分接入程层AB网
方案二GOOSE网SMV采样值网分网组建时网IEEE1588分GOOSE网SMV网通信
两方案满足求方案网络结构简单清晰需交换机数量相较少简化硬件配置智变电站发展趋势方案二网络结构相复杂需交换机数量相较网络接线复杂增加运行维护工作量工程程层网络结构推荐采方案
图84 程层网络双重化配置图（方案）
图85程层网络双重化配置图（方案二）
85 GOOSE网配置方案
站开关量信息通GOOSE网络传输实现二次设备互联互操作GOOSE网安全直接关系变电站否稳定运行
目前影响GOOSE网稳定运行素交换机性应提高GOOSE网冗余度优化网络配置采工业级光交换机交换机建议采少接口台配置原
站推荐电压等级设置GOOSE子网变三侧开关联系变单独组网设置220kV110kV35kV变GOOSE子网
220kV GOOSE网络双网配置满足双重化保护求两网络应相互独立
220kV GOOSE网配置：采星型拓朴结构220kV线路母联间隔配置两台交换机配置两台220kV公交换机分接母线保护录波等设备变GOOSE网相连
220kV间隔交换机分布置间隔保护屏公交换机布置220kV公测控柜220kV录波应记录两网络信息提供2GOOSE接口两台配置220kV终期需交换机10台
110kV GOOSE网络单网配置
110kV GOOSE网配置：采星型拓朴结构110kV线路母联间隔配置1台交换机配置台110kV公交换机接母线保护录波等设备变GOOSE网相连
110kV间隔交换机分布置间隔保护屏公交换机布置110kV公测控柜110kV终期需交换机14台
35kV GOOSE网络单网配置
35kV GOOSE网配置：根间隔数量考虑段母线配置2台交换机6台组成光纤环网35kV母线保护变负荷联切装置35kV低周低压减载装置均通GOOSE网跳闸
变 GOOSE网络双网配置
变 GOOSE网配置：采星型拓朴结构台变配置两台交换机全站配置两台变公交换机三电压等级GOOSE网络连接实现相互跳闸闭锁
220kV110kV变GOOSE网络方式均考虑间隔配置交换机间隔间相独立仅通公交换机连接性较高35kV保护布置开关柜仅需配置公交换机
总结
半年努力毕业设计终完成毕业设计四年学知识综合考察仅求全面掌握学知识够综合运结合学关知识完成通次毕业设计掌握110kv数字化变电站设计程学知识进行次实践电气专业知识巩固加深逐步提高解决问题力次设计中存足疏漏工作学校中扬长避短发扬严谨科学态度学知识断升华
设计程中老师学指导帮助设计利进行次毕业设计历工作奠定基础
致谢
通次毕业设计加深学电气工程专业知识掌握学工作良基础特认识问题分析问题解决问题力较提高次毕业设计整学学阶段次综合测试
毕业设计程中衷心感谢XX老师百忙中设计予细致指导建议严谨求实教学作风诲倦耐心留难磨灭印象时感谢中原工学院带老师知识严谨求实态度丝苟工作作风受益匪浅表示衷心感谢工作中断追求新知识继续努力辜负老师悉心培养
参考文献：
[1] 高翔数字化变电站应技术中国电力出版社20081
[2] 高 翔继电保护状态检修应技术北京：中国电力出版社2008
[3] 张保会尹项根电力系统继电保护中国电力出版社20055
[4] 孟祥萍高嬿电力系统分析高等教育出版社20045
[5] 许岷杨宛辉孙丰奇发电厂电气系统机械工业出版社20093
[6] 孟祥忠王博电力系统动化中国林业出版社 20068
[7] IEC61850Communication Networks and System in Substation[S]
[8] 丁杰黄晓峰徐石明倪益民黄国方数字化变电站技术特征架构研究江苏电机工程第26卷增刊 2931
[9] 陈文升 唐宏德 数字化变电站关键技术研究 华东电力 第37卷第1期 125127
[10]国家电网公司220kV变电站典型设计技术导国家电网公司2010
[11]国家电网公司企业标准智变电站继电保护技术规范国家电网公司2010
[12]110(66)千伏～220千伏智变电站设计规范 国家电网公司2010
[13]基IEC61850标准数字化变电站技术方案许继电气股份限公司2006
[14]黄益庄变电站综合动化技术[M]中国电力出版社2001
[15]刘笙电气工程基础[M]科学出版社2002
[16] 水利电力部西北电力设计院电气工程设计手册电气次部分[M]中国电力出版社1989
[17] 电力工业部西北电力设计院电气工程设计手册电气次部分[M]中国电力出版社1998
[18] 丁德劭样新技术标准电气次接线图[M]中国水利水电出版社2001
[19]弋东方电气设计手册电气次部分[M]中国电力出版社2002
[20] 刘吉黄瑞梅高电压技术[M]中国水利水电出版社2004
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