數字化變電站二次裝置配置方式探討論文

數字化變電站二次裝置配置方式探討論文

　　摘要：隨著技術的進步，變電站一次裝置逐漸向數字化的方向發展。這對二次裝置提出了新的挑戰。在一次裝置數字化的基礎上，二次裝置的配置將更加多樣化。本文將描述數字化變電站可能的幾種二次裝置配置方式，並從經濟性、可靠性、裝置管理方式等方面探討各種配置方式的優缺點。

　　關鍵詞：數字化變電站;變電站二次配置;變電站保護配置;變電站二次網路

　　從國際國內的情況看，數字化PT/CT及智慧化一次裝置開始大量應用於各個電壓等級的變電站，使變電站的二次佈線有了革命性的變化。採用電磁型PT/CT的傳統變電站，一次系統的訊號採用電纜以模擬量的方式傳送到控制室，控制室的二次裝置必須具備自己的取樣迴路才能獲取需要的資料;而採用數字化的PT/CT及智慧化一次裝置的數字化變電站，其一次系統的訊號透過光纜以數字量的方式送到控制室，控制室的二次裝置只需要具備通訊功能即可獲取需要的資料，節省了電纜投資，提高了取樣效能，增強了二次系統的可靠性。本文將在傳統的二次裝置配置的基礎上，提出幾種新的二次裝置配置的方法，並探討各種配置方法的優點和缺點。

　　一、變電站二次裝置的傳統配置方式

　　因二次裝置的取樣資料不能共享，故所有二次裝置都有自己的取樣迴路，獲得的取樣資料只能自己使用，導致一二次裝置之間有大量的電纜連線，為裝置的除錯及施工帶來了大量的查線工作，同時二次系統的配置形成了目前的各個二次系統之間互不聯絡的局面。在傳統變電站中，一般的配置情況為：

　　(一)高壓部分(110KV及以上電壓等級)採用每個物件分別配置一套保護裝置及一套測控裝置的模式。保護裝置具有該間隔需要的所有保護功能，如距離、零序、差動、過流等。測控裝置測量該間隔的電壓、電流、相角、功率、頻率等，同時具有控制功能。

　　(二)低壓部分採用保護測控一體化的方式，即每個物件配置一臺裝置，該裝置具有測量、控制和保護的功能。

　　(三)各個電壓等級的母線分別配置母線差動保護裝置，有幾種電壓等級就需要幾臺母線差動保護裝置，高壓斷路器需配置斷路器保護裝置。有一些母聯還需配置母聯保護裝置。

　　二、數字化變電站過程層組網方式

　　國內目前在建的數字化變電站中，雖然已經實現一次裝置的數字化，但二次裝置依然按照傳統變電站的方式配置，沒有充分發揮數字化變電站經濟、簡潔及可靠的優勢，主要原因是目前的數字化變電站中一次裝置的資料傳輸用的最多的還是點對點傳輸方式，造成資料共享還只能在有限的範圍內，無法做到全站共享的方式c”。很多數字化變電站中的`過程層網路結構還相對保守，主要採用PT/CT的遠端模組將資料傳送給控制室中的合併單元，由合併單元分成多路光纖點對點傳給保護、測控以及其他裝置。

　　該模式符合目前國內對保護測控設計的基本思路，即採用最安全的點對點傳輸模式，最大限度減少資料傳輸延時，同時避免了採用乙太網傳輸時資料過分依賴乙太網裝置的問題。

　　但隨著技術的進步，乙太網裝置可靠性穩定性大幅度提高，可採用乙太網共享資料的模

　　該模式為一次裝置的資料直接上網，各個間隔單獨組網，每個間隔的網路透過路由器互連。這種組網方式下，只需單個間隔資料的保護測控裝置，可透過間隔層交換機獲取資料，對於需要多個間隔資料的保護測控裝置(如母差保護)，則可透過路由器獲取全站的資料。這種模式組網簡單，資料隔離方便，較好平衡網路負荷能，可有效分散網路裝置不穩定造成資料丟失的風險。

　　三、變電站二次裝置配置方式革新的條件

　　隨著一次裝置的數字化及乙太網技術的發展，使一次裝置將其訊號透過乙太網傳送到控制室成為可能。一次裝置的資料透過乙太網為二次裝置共享，可大大簡化二次裝置的設計及二次系統的佈線。IEC61850的全面推廣，為不同裝置之間的資料共享提供了依據及可行的方法。斷路器及開關刀閘能透過網路接收命令並執行，並透過網路將自己的狀態及執行結果送給控制方，這些智慧化的一次裝置使二次裝置可以擺脫傳統思維模式的束縛而重新設計及配置。這些條件的具備，為二次系統重新設計提供了可靠的保障。同時也需要在電力系統管理模式上進行革新，以適用全新的數字化變電站的建設及執行管理。

　　四、幾種數字化變電站二次裝置配置方案

　　在數字化變電站中，二次裝置不需要取樣迴路，只需要配置網絡卡就可獲得所需的資料，使二次裝置向小型化、智慧化及高整合化方向發展a多種傳統二次裝置的功能整合在單臺二次裝置中成為可能，將大大減少裝置投入成本。根據數字化變電站的特點，本文總結了以下4種數字化變電站二次裝置配置方式，敘述如下：

　　(一)按傳統方式配置二次裝置

　　這種配置方式在上文已經敘述，這裡不再贅述。傳統配置方式是在傳統變電站模式下發展起來的，目前各項執行管理方法也是基於該模式發展起來的。因此在數字化變電站中採用這種配置方式後，目前執行管理方法不用做任何改變即可適用。這種配置方式沒有充分利用數字化變電站資料共享的優勢，配置顯得複雜且經濟性不好。

　　(二)按物件配置方式

　　該模式採用保護測控一體化的方式，每個物件不再分別配置保護和測控，而只需配置一套裝置，該裝置完成該物件的所有保護及測控功能。這樣在裝置內部可以共享一些計算資料，簡化了二次系統的複雜度，提高了系統的經濟性。這種配置方式將自動化專業和保護專業合二為一，故必須改變目前執行管理過程中存在的按專業設定部門的方式，否則在執行管理上將出現盲點。

　　五、結語

　　目前國內的數字化變電站建設中，絕大多數採用傳統方式配置二次裝置，避免了管理方式的改變。但採用傳統方式配置數字化變電站的二次裝置，不能充分發揮數字還變電站簡化二次設計及節約成本的優勢。集中式配置方式因風險過於集中，在目前的技術及環境下很難執行。採用按物件配置和按功能配置的方式能極大的簡化變電站二次系統，且較好的分散裝置風險。但採用新的配置方式缺乏執行管理經驗。為改變二次裝置配置方式，必須對目前的執行管理方式進行創新，否則很難適用新的數字化變電站二次裝置。

　　參考文獻：

　　[1]葉罕罕，許平，宗洪良，王少偉，數字化變電站的電壓互感囂配置和電壓切換[J]，電力系統自動化，2008，24.

　　[2]丁書文，史志鴻.數字化變電站的幾個關鍵技術問題[J].繼電器，2008，10.

　　[3]趙麗君，席向東.數字化變電站技術應用[J].電力自動化裝置，2008，05.

　　[4]張沛超，高翔，數字化變電站系統結構[J]，電網技術，2006，24.