浙江绍兴110kV大侣数字化变电站工程报告.ppt

1、浙江绍兴110kV大侣数字化变电站工程概况工程概况浙江省电力公司浙江省电力公司项项目背景目背景目背景目背景 13动动模模模模试验简试验简介介介介2工程工程工程工程实实施概况施概况施概况施概况 4浙江工程浙江工程浙江工程浙江工程应应用成果与用成果与用成果与用成果与创创新新新新 项项目背景目背景目背景目背景 12006年，我国的变电站通信网络和系统标准DL/T860完成发布，浙江省电力公司便适时启动了DL/T860（IEC 61850）标准的应用，选择绍兴220kV外陈(宣家)变作为示范工程，采用IEC 61850标准。220kV220kV外陈外陈外陈外陈(宣家宣家宣家宣家)变电站变电站变电站变电

2、站项项目背景目背景目背景目背景 1宣家变工程采用国内五家主流公司的继电保护和自动化产品，主要设备包括220kV线路保护、220kV母线保护、220kV母联保护、220kV主变保护等30余台符合IEC 61850标准的保护、测控装置。220kV220kV外陈外陈外陈外陈(宣家宣家宣家宣家)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背景目背景 1保护装置均通过站控层网与站控层监控主机通信，220kV线路保护、220kV母线保护、220kV母联保护及智能操作箱之间的跳闸、闭锁、启动等信号均采用GOOSE机制快速通信，过程层网络双重化配置，每个IED使用双口分别接入 A、B网。220kV220kV外陈

3、外陈外陈外陈(宣家宣家宣家宣家)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背景目背景 1南瑞继保、国电南自、北京四方、深圳南瑞、南瑞科技等公司的产品在宣家变工程中实现了互操作，宣家变成为国内第一个使用GOOSE通讯和实现五大主流厂家IEC 61850设备互操作的220kV变电站。220kV220kV外陈外陈外陈外陈(宣家宣家宣家宣家)变电站变电站变电站变电站 主流厂家设备互操作主流厂家设备互操作 GOOSE机制创新应用机制创新应用 网络报文记录分析网络报文记录分析项项目背景目背景目背景目背景 1220kV220kV外陈外陈外陈外陈(宣家宣家宣家宣家)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背

4、景目背景 1220kV宣家变于2008年1月26日正式投产后，浙江省电力公司及时启动了500kV兰溪数字化变电站的建设。500kV兰溪变位于金华，是国网公司基本建设部、科技信息部确定的国网数字化变电站示范工程，于2009年7月投产，参与宣家变工程的国内五家主流公司参与了兰溪变工程建设。500kV500kV兰溪兰溪兰溪兰溪(芝堰芝堰芝堰芝堰)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背景目背景 1500kV兰溪变采用常规一次设备和符合IEC61850标准的智能二次设备结合的模式；监控、保护跳合闸命令的输出、保护间动作信息的交换通过网络完成，通过GOOSE报文实现间隔层联闭锁和保护跳合闸功能。50

5、0kV500kV兰溪兰溪兰溪兰溪(芝堰芝堰芝堰芝堰)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背景目背景 1继电保护装置按国网公司继电保护标准化设计规范配置，全站主变、线路、母线、母联、断路器保护功能及组屏最大限度地与国网标准化设计一致。500kV500kV兰溪兰溪兰溪兰溪(芝堰芝堰芝堰芝堰)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背景目背景 1u站控层网络与过程层网络分离，测控装置具备GOOSE专用网口。u过程层网络按电压等级分成500kV 过程层网、220kV过程层网，两个电压等级的过程层网络物理上完全独立。双重化配置的保护分别使用互相独立的过程层网。为简化网络，每个IED使用一个GOO

6、SE网口。500kV500kV兰溪兰溪兰溪兰溪(芝堰芝堰芝堰芝堰)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背景目背景 1500kV兰溪变首次在浙江电网使用了智能终端就地布置方式，在过程层应用了IEC61850标准。同一间隔的两套智能终端置于同一户外柜内，在-40o85o 环境温度下能正常工作，智能终端通过过程层网将温度、湿度上传给监控系统。500kV500kV兰溪兰溪兰溪兰溪(芝堰芝堰芝堰芝堰)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背景目背景 1GOOSE接收端保护装置要将GOOSE报文中的Test位与自身装置的检修压板状态进行比较，只有两者一致时信号才有效。500kV线路保护根据智能终

7、端上传的GOOSE报文中的Test位，来确定开关TWJ状态处理方式；若与自身装置的检修压板状态不一致则默认为分位。500kV500kV兰溪兰溪兰溪兰溪(芝堰芝堰芝堰芝堰)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背景目背景 1u35kV测控保护一体化装置采用IEC61850规约与监控系统通信，保护跳闸按传统方式。u故障录波器开关量录波采用GOOSE方式。u220kV线路保护采用三相线路PT，保护用交流电压不再需要切换。u全站闸刀、地刀及相关电源开关全远方遥控，按程序化控制要求设计。500kV500kV兰溪兰溪兰溪兰溪(芝堰芝堰芝堰芝堰)变电站变电站变电站变电站 系统网络结构的创新系统网络结构的

8、创新 GOOSE虚端子设计规范虚端子设计规范户外智能终端应用户外智能终端应用项项目背景目背景目背景目背景 1500kV500kV兰溪兰溪兰溪兰溪(芝堰芝堰芝堰芝堰)变电站变电站变电站变电站项项目背景目背景目背景目背景 1 考虑到电子式互感器与IEC 61850采样值网络的可靠性问题，220kV宣家变与500kV兰溪变均未采用电子式互感器和合并单元作为运行设备。为了验证采样值数字化的可行性和安全性，浙江省电力公司选择绍兴110kV大侣变作为全数字化变电站的试点工程，该站已于2010年1月31日投产。创新尝试，有序推进创新尝试，有序推进兰溪变（提升完善）十二五期间外陈变（基础研究）大侣、田乐变（全

9、数字化变电站）2009年2008年2006年基础应用基础应用 工程化工程化 标准化标准化 推推 广广 浙江电网（智能变电站）项项目背景目背景目背景目背景 12工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u一次设备：室外AIS，110KV内桥接线，2回110KV线路，2台50MVA两卷变压器；10KV低压侧单母三分段，24回10KV线路，4回电容器，2回消弧线圈。u过程层：GOOSE 及IEC61850-9-2通信协议。u站控层：IEC61850-8-1通信协议。浙江绍兴110kV 大侣数字化变电站2工程实施概况工程实施概况工程实施

10、概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣数字化变电站工程的特点：GMRP组播报文管理应用组播报文管理应用基于IEC 61850-9-2和GOOSE实现过程层数据网络化传输基于网络时钟同步协议IEEE 1588实现同步采样分布式母差保护电子式互感器2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站电子式互感器u兼顾先进性与可靠性。110kV线路和内桥间隔配置较成熟的罗氏电子式互感器，主变110kV侧套管配置先进的全光纤式电子式互感器，10kV间隔配置模拟小信号互感器。既保证了可靠性、经济性，又可以

11、验证全光纤式电子式互感器应用的可行性和多种原理电子式互感器在差动保护的应用。2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站电子式互感器u一次接线：两条进线，两台主变，主变电压等级110kV/10kV，110kV 内桥接线。u两个线路间隔及桥间隔配置有源电子式电流电压组合互感器 ，每个互感器配置两个空心线圈、两个LPCT、两个取能线圈、一个电容分压器及两个远端模块，每个间隔配置两套合并单元，实现双重化。2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站电子式互感器u有源电子

12、式电流电压组合互感器：1.工作电源由CT自取能和激光供能自动切换提供，供能激光功率可实时调节，当一次回路电流达到30A左右的时候，激光功率自动降低，延长器件寿命。2.采集模块双路独立采样，采用了双重化采样比较技术，实现模拟回路自检，保证模拟数据的可靠性。2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站电子式互感器u110kV主变套管及主变中性点配置纯光学电子式电流互感器。每个互感器配置两个光纤电流传感头，合并单元双重化配置。无主变110kV开关。2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电

13、站大侣变电站大侣变电站电子式互感器2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u站控层网络：星形结构单单光纤以太网，承载以下业务功能：1.MMS通讯功能；2.10kV智能装置GOOSE通讯功能；3.全站范围的联闭锁GOOSE通信功能。4.SNTP网络对时。网络2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u110kV过程层网络：星形结构双双光纤以太网，承载以

14、下业务：1.110kV及主变及主变10kV侧相关间隔的过程侧相关间隔的过程层层GOOSE命令和命令和SV数据的传送数据的传送；2.传输IEEE1588 V2对时报文，实现合并单元的采样同步。合并单元、智能终端增设脉冲对时，保证对时可靠性。网络2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u110kV过程层A网：第一套变压器保护、第一套变压器保护、母差、合并单元母差、合并单元，单套配置的单套配置的110kV线线路保护、母联保护等保护装置；路保护、母联保护等保护装置；u110kV过程层B网：第二套变压器保护、第二套变压器保护、母差、合

15、并单元母差、合并单元，u110kV单套配置的智能终端同时接入过单套配置的智能终端同时接入过程层程层A网、网、B网网u主变主变10kV侧智能终端双重化配置侧智能终端双重化配置,分别分别接入接入A、B网。网。网络2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u为降低220kV变电站试验风险，大侣变主要保护均按照220kV变电站的要求设计，配置220kV变电站所需要的线路纵差保护、母差保护、故障录波器等，研究SV网的可靠性、互操

16、作性，通过此110kV变电站充分验证220kV及以上变电站使用电子式互感器的可行性。保护配置2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u110kV线路光纤纵差保护具备失灵及远跳功能，110kV母差、主变及110kV智能终端，合并单元按双重化配置，10kV母差按段配置，均体现了220kV变电站的配置要求。u南瑞继保、国电南自、北京四方等多厂家参与，继续深化研究互操作性。保护配置2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u110kV进线配置分相差动保护，本侧为电子

17、式互感器，对侧为常规互感器，具备开关失灵启动功能，保护测控一体化。u110kV内桥开关配置断路器保护，保护测控一体化u变压器配置双重化的主后一体保护，具备部分测控功能。u变压器低压侧测控、合并单元、智能终端一体装置。保护配置2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u110kV母线配置双重化的单母分段母差保护，具备失灵保护功能。u10kV母线配置分散式母差保护。u110kV和10kV备自投装置u10kV保护装置就地安装在开关柜上，从小信号互感器取模拟量。保护配置2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110

18、kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站保护配置110 kV线路路南瑞继保南瑞继保PCSPCS系列系列北京四方北京四方CSC103CSC103系列系列主主变压器器南瑞继保的南瑞继保的PCSPCS系列系列110kV母母线深圳南瑞深圳南瑞BP-2CBP-2C南瑞继保南瑞继保PCS915PCS915保护保护10 kV线路路国电南自国电南自PSLPSL系列系列录波器波器中元华电中元华电ZH3DZH3D10kV母母线深圳南瑞深圳南瑞BP-2CBP-2C南瑞继保南瑞继保PCS915PCS915保护保护2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大

19、侣变电站u采样数据的传输从串行单向多点（IEC-60044-8）或者点对点传输网络模式IEC61850-9-1，发展为基于IEEE 802.3标准的过程总线模式IEC61850-9-2，大大减少了智能单元直接的线缆连接，过程层采样实现了真正的网络化。IEC61850-9-2采样值传输2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站IEEE1588网络对时2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u大侣变时钟源装置双套主备配置，确保变电站时钟的可靠性。u通过站控层网络

20、进行SNTP对时。u通过过程层网络进行IEEE1588网络对时。u避免了对专用对时网络的依赖。IEEE1588网络对时2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站uGPS对时装置作为整个对时系统的主时钟，以太网交换机作为透明时钟，其他IED设备作为从时钟。u通过IEEE1588 PTP网络对时方法，变电站内的IED设备与主时钟进行对时同步。u以太网交换机作为透明时钟，消除了网络报文转发交换环节对时间同步系统的影响，从而实现较高的同步精度IEEE1588网络对时2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV

21、大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u大侣变的IEEE1588对时主时钟装置通过发送sync,followup报文来给IED设备对时，sync对时报文的发送间隔缺省为1s。uIED设备和交换机端口之间通过Pdelay_req，Pdelay_resp，Pdelay_resp_followup报文的交互来进行路径延时的测量和修正。Pdelay_req报文的发送间隔缺省为2s。IEEE1588网络对时2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站uGMRP主要实现组播数据在交换机上的动态拓扑，实现在交换机上的组播流量优化，最大限度降

22、低网络使用带宽。uGMRP组播管理技术优点：1.组播流量优化，降低网络使用带宽，避免了网络堵塞，为SMV与GOOSE的共网提供了可能2.动态配置，减少手工操作。2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站uGMRP主要技术原理：1.将要接收的组播报文MAC地址注册到交换机。2.交换机对该MAC地址实现动态拓扑功能，在STP上实现一个传输子树。3.交换机将装置发送出的组播报文，根据建立的传输子树，从接收到该报文的端口转发到其他各个已注册（订阅）该组播的交换机端口。2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110k

23、V大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站1.根据智能化发展方向，提出了智能开关的绝缘检测、机械检测、断路器跳合闸监视和寿命预计等技术要求；2.配置了网络故障预警系统；3.一次设备的运行位置状态采用双接点开入的方法，有效地保证顺控操作的可靠性；2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站4.智能终端户外布置，除了完成常规的跳合闸、防跳等操作功能外，还实现本间隔开关位置采集，本间隔的程序化操作及相应的逻辑闭锁、SF6压力闭锁、弹簧未储能闭锁等测控功能。同时还实现对电机的在线检测，电机超时保护、微水特性的监测、触头温度的监测等功能。

24、2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站5.在10kV断路器上采用新型的跳、合闸线圈，具有防烧毁线圈和防跳功能，装设了电子元器件，对跳合闸回路进行监视。2工程实施概况工程实施概况工程实施概况工程实施概况110kV110kV大侣变电站大侣变电站大侣变电站大侣变电站u采样、监测及控制回路光纤化，站内电缆基本上只剩下供电电缆。u软压板替代硬压板，只保留检修压板和智能终端出口压板。3动动模模模模试验简试验简介介介介u绍兴110kV大侣变和嘉兴110kV田乐变工程应用的主要装置在中国电力科学研究院进行了动模试验，出于互操作和前瞻性的考

25、虑，本次动模试验还包括各二次设备厂商部分非工程应用装置。3动动模模模模试验简试验简介介介介金属性故障、永久性故障、发展/转换性故障、单侧电源方式、系统操作、经过渡电阻故障、变压器保护试验、系统震荡试验、差动保护通道异常试验、断路器失灵、多点金属性故障、备用电源自投试验。3动动模模模模试验简试验简介介介介1.主变保护装置与不同生产厂家、不同原理的合并单元的配合情况。2.大电流试验：针对电子互感器进行的大电流短路试验，检验电子式互感器及其合并单元在一次大电流情况下的工作性能。3动动模模模模试验简试验简介介介介3.模拟合并单元故障和采样值传输途径异常，检验异常情况对保护装置的影响。4.时钟源试验：检

26、验时钟同步源在异常、恢复过中保护装置的采样同步情况；检验主从时钟源的切换功能。3动动模模模模试验简试验简介介介介5.保护信息子站：检验保护信息子站的性能、保护信息子站与各个生产厂家保护装置的通讯功能、保护信息子站与信息主站的通讯功能。6.时钟源试验：检验时钟同步源在异常、恢复过中保护装置的采样同步情况；检验主从时钟源的切换功能。3动动模模模模试验简试验简介介介介u验证了大侣变工程配置方案及其稳定性、可靠性。u对关键技术如电子式互感器及合并单元、采样值传输、IEEE1588网络对时，GMRP网络组播管理等进行了严格测试和验证，提供了宝贵数据。3动动模模模模试验简试验简介介介介u发现并解决了一些实

27、际问题，如不同厂家同步处理的差异，提高了各设备厂家的互操作水平，为以后数字化变电站新技术的推广打好了基础。工程应用的标准化工程应用的标准化4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 系统配置工具全站唯一全站唯一 SCDIED配置工具IED配置工具IED配置工具线路保护线路保护 ICD开关保护开关保护 ICDIED配置工具高效完善的组态配置高效完善的组态配置4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 光缆连接就地安装在开关场，节省了大量电缆。就地安装在开关场，节省了大量电缆。箱体的创新设计较好的解决了

28、温湿度变化大等恶箱体的创新设计较好的解决了温湿度变化大等恶 劣运行环境的问题。劣运行环境的问题。为设备户外运行积累了重要的经验和数据。为设备户外运行积累了重要的经验和数据。4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 以太网以太网A保护B保护智能终端Goose 信息信息:重合重合Goose 信信息息:状态状态Goose 信息信息:跳闸、启失灵跳闸、启失灵4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 设计模式的模式

29、的创新新4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 IEC61588同步技同步技术4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 GMRP组播技播技术4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 检检修安全机制修安全机制首创基于异或原则首创基于异或原则的的GOOSE和和SV传传输网络信号传输检输网络信号传输检修安全机制。修安全机制。首次实现全站设备首次实现全站设备的取

30、代服务功能，的取代服务功能，大大减轻现场调试大大减轻现场调试工作量，提高工作工作量，提高工作效率。效率。取代服取代服务务替替换试验换试验首次实现了无需其首次实现了无需其他装置配置修改情他装置配置修改情况下的互换性，并况下的互换性，并通过了替换试验。通过了替换试验。安全可靠的虚拟调试维护技术安全可靠的虚拟调试维护技术4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 大量技大量技术人人员的参与的参与 设计、调试及运行人及运行人员积极参与了极参与了该项目的整个目的整个过程，程，培养出能支培养出能支撑该自动化系统运行维护的骨干技术力量撑该自动化系统运行维护的骨

31、干技术力量。大大规模的培模的培训组织多次全省范围内运行维护人员关于组织多次全省范围内运行维护人员关于IEC61850标准基础、交换机标准基础、交换机技术、数字化变电站系统配置过程等知识的培训。技术、数字化变电站系统配置过程等知识的培训。普及数字化变电站的理念普及数字化变电站的理念在省公司范围内普及了数字化变电站技术知识，极大的带动了广大技在省公司范围内普及了数字化变电站技术知识，极大的带动了广大技术人员学习相关技术的意识和热情，为我省进一步开展智能电网的建术人员学习相关技术的意识和热情，为我省进一步开展智能电网的建设打下良好的基础。设打下良好的基础。4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创

32、新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新 设计设计设计设计330750千伏智能变电站设千伏智能变电站设计技术规定计技术规定 调试调试调试调试智能变电站自动化系统现智能变电站自动化系统现场调试导则场调试导则数字化变电站自动化系统数字化变电站自动化系统检验规范检验规范运行运行运行运行500kV数字化变电站运行操作手册数字化变电站运行操作手册数字化变电站程序化操作技术规定数字化变电站程序化操作技术规定500kV数字化变电站二次设备运行数字化变电站二次设备运行管理规定管理规定验收验收验收验收 数字化变电站自动化系统数字化变电站自动化系统工厂验收规范工厂验收规范数字化变电站自动化系统数字化变电站自动化系统现场验收规范现场验收规范 标准化标准化标准化标准化4浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新浙江工程应用成果与创新