武汉洪山变电站数字化改造Word格式文档下载.docx
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2.3.1洪山110KV变电站数字化改造网络配置16
2.3.2洪山110KV变电站数字化改造设备配置18
2.4小结20
3总结22
致谢语25
参考文献26
１１０ＫＶ变电站的数字化改造
摘要：
随着电子技术、信息技术、通信技术的快速发展，变电站综合自动化系统己得到广泛的应用。
但是数据交互方面由于受到规约的限制，不同厂家的设备间不能互相通信和资源共享，装置间相对独立，不具备互操作性，导致重复投资、建设，设备利用率低、可扩展性差，运行维护人员工作量大等问题。
变电站中所有信息采集、传输、处理和应用的全数字化是电力系统的发展方向，具有可靠性高、测量精度高、便于扩展和检修等优势的数字化变电站是电力技术发展的必然。
本文针对武汉洪山110kV示范站，给出了数字化变电站的设计方案。
数字化变电站将对变电站自动化系统的建设、运行和管理带来深远影响，具有较高的推广应用价值。
关键词:
数字化变电站IEC61850电子式互感器
Transformationof110KVDigitalsubstation
Abstract：
Aselectronic,informationandcommunicationstechnologydevelopedrapidly,integratedsubstationautomationsystemhasbeenwidelyused.Butduetolimitationofdataexchangecausedbystatute,devicesofdifferentmanufacturerscouldnotcommunicateandshareresourcewithothers.Devicesareindependent,don'
thaveinteroperability,resultinginduplicationofinvestment,lowequipmentutilization,poorofscalability,harryofoperation.Informationcollection,transmission,processingand applicationusingdigitaltechnologyarethedevelopmentdirection.Digitaltechnologywithhighreliability,accuracyandexpansionadvantagesisthedevelopmentinevitably.Thisarticleproposedanexampleforthe110kVdigitalsubstation.DigitalsubstationwillhavegreatinfluenceonChinasubstationautomationsystemconstruction,operationandmanagement,soitisworthyforapplication.
Keywords:
digitalsubstationIEC61850standardelectrictransformer
1绪论
1.1选题背景及意义
20世纪90年代以来，随着电子技术、信息技术、通信技术的快速发展，变电站综合自动化系统已经得到广泛的应用。
但是数据交互方面由于受到规约的限制，不同厂家的设备之间不能互相通信和资源共享，装置之间相对独立，不具备互操作性，并且重复的投资和建设导致设备的利用率低、可扩展性差、运行和维护人员工作量大;
变电站的高压电气设备和保护、监控等二次设备的控制、信号发送、模拟量采集需采用大量的控制电缆来实现，其接线复杂、价格较高、易受干扰、可靠性和稳定性不高，而且还不能实现高、低压设备之间的电气隔离。
IEC61850标准为变电站自动化系统定义了统一的国际通信标准，是新一代的网络通信体系，它使变电站设备之间能够无缝连接、能够互相操作、能够信息共享并协调工作成为可能。
智能化电气设备的发展，特别是电子式电压和电流互感器、智能断路器等在变电站中的逐渐应用，以及光电技术、信息技术和网络通信技术的高速发展，为建设数字化变电站奠定了必要的技术基础。
这些技术的快速发展必然对已有的变电站自动化技术产生革命性的影响，变电站中所有信息的采集、传输、处理和应用的全数字化是电力系统的发展方向，建设具有可靠性高、测量精度高、便于扩展和检修等优势的数字化变电站是电力技术发展的必然。
1.2数字化变电站的概念
数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
数字化变电站是应用IEC61850进行建模和通信的变电站，数字化变电站体现在过程层设备的数字化，整个站内信息的网络化，以及开关设备的智能化实现。
1.3国内外数字化变电站的发展与现状
1.3.1国外数字化变电站
目前ABB公司基于电容分压器原理研制出电子式电流和电压互感器，电压等级包括115kV至765kV;
SIEMENS公司研制的电子式互感器也在现场得到了广泛应用;
日本三菱电机开发了基于电子式互感器的550kVMITS智能化开关产品，以电子式互感器取代常规电磁式互感器，实现智能化变电站的全数字化要求;
ALSTOM公司研制的电子式互感器己有多台在欧洲和北美运行。
为进一步促进IEC61850标准的实施和推广，各大电力厂商进行了一系列的设备互操作试验。
1998年到2000年，ABB,ALSTOM和SIEMENS公司在德国完成了间隔层设备与站控层设备之间的互操作试验；
2001年，ABB和SIEMENS公司在加拿大进行了间隔层设备的互操作试验；
2002年，ABB和SIEMENS公司在美国进行了跳闸和采样值传输互操作性试验，2002年到2004年ABBALSTOM和SIEMENS公司在德国柏林再次进行了间隔层设备的互操作试验，成功证明了不同设备间互操作性的可行性。
1.3.2国内数字化变电站
近年来，国内许多电力公司和科研院所都在跟踪数字化变电站的最新发展，并做了大量的理论研究和工程应用工作。
2006年12月13口，内蒙古杜尔伯特220kV数字化变电站启动成功，又将是我国数字化变电站技术推广应用的里程碑。
这些数字化变电站的投运，不断推进了我国数字化变电站建设发展，并积累了大量的实际运行经验，而且诸多关键设备（电子式互感器、一次设备智能化配套装置、数字式保护测控装置、电能计量设备、基于IEC61850的综自系统等）均为具有自主知识产权的国产设备，这也说明目前我国开展数字化变电站工程建设研究并推广应用的条件己经基本成熟。
2基于IEC61850数字化变电站设计规划实例
目前，国际上数字化变电站的研究已从实验室进入实际工程应用阶段，国内许多电力公司都在跟踪数字化变电站的最新发展，并做了大量实际工作，各省市电力公司已经开始按IEC61850标准进行试点变电站的规划，并有试验站投入运行，目前河南许昌魏都110kV数字化变电站、湖北横沟220kV数字化变电站等都已经开始按IEC61850标准进行试点变电站的规划，现己投运的数字化变电站包括云南曲靖110kV翠峰、江苏无锡110kV园石、山东110KV阳谷、内蒙古220kV杜尔伯特等。
随着国内相关厂家数字化变电站设备研究的成熟及应用，多个数字化变电站的规划及投运，为我国数字化变电站建设提供了宝贵的技术经验,在武汉建立数字化变电站的条件已经成熟。
2.1武汉洪山110KV数字化变电站设计要求
武汉洪山110kV变电站位于武汉市，平均负荷在40MVA以上。
自1980年建成以来，虽然经过多次设备改造和更换，但由于设备运行时间较长，老化严重，对设备运行可靠性和系统安全稳定造成诸多隐患，因此，武汉电力经过反复调研和论证，确定将洪山110KV变电站作为武汉数字化变电站建设改造的试点。
本文就以武汉洪山110kV既有变电站数字化改造工程为例，进行该变电站数字化的规划设计。
武汉洪山数字化变电站建设规模:
1、110KV风冷有载调压变压器3台。
2、110KV电气主接线为双母线分段接线，按户内GIS布置，本期进线6回，终期6回。
3、10KV电气主接线为单母分段接线;
本期进线3回，出线19回，终期19回。
4、新建主控继电器室和蓄电池室一个，数字化二次设备全部布置在新建主控室内。
5、全站全面建成后，将构建基于IEC61850标准体系的变电站架构，全面实现数字化变电站。
其主接线如图2-1所示。
武汉洪山变电站设备初始数据表
变压器型号为SFDZ7—50000/110型，其参数如表2-1所示。
表2-1SFDZ7—50000/110变压器参数
变压器
型号
额定容量（KVA）
电压（KV）
阻抗电压（%）
SFDZ7—50000/110
50000
高压侧
低压侧
高低
110±
8×
1.25%
10.5
断路器的参数如下表2-2所示：
表2-2断路器的参数
安装
地点
额定电压（KV）
额定电流（A）
额定开断电流（KA）
极限通过电流（KA）
热稳定电流（KA）
固有分闸时间（S）
110KV主变压器侧
110
3150
31.5
125
50（3S）
0.03
10KV出线侧
10
12500
28.9
71
43.2（1S）
0.06
电流互感器的参数如下表2-3所示
表2-3电流互感器的参数
电流比
准确级次组合
动稳定电流（KA）
75
135
40
90
电压互感器的参数如下表2-4所示：
表2-4电压互感器的参数
安装地点
准确级次
一次线圈
二次线圈
辅助线圈
110KV
JDCF-110（WB）
0.1
0.5
10KV母线
JDZJ-10
0.5
型断路器，其技术参数如下表2-5所示：
表2-5
型断路器的技术参数
断路器型号
额定电压KV
额定电流A
最高工作电压KV
额定断流容量KA
极限通过电流KA
热稳定电流KA
固有分闸时间S
峰值
3S
126
50
10KV电压等级的
型断路器，其技术参数如下表2-6所示：
表2-6
1S
500
43.2
110KV侧电流互感器为
型电流互感器，其参数如下表2-7所示：
表2-7
型电流互感器的技术参数
10KV侧电流互感器为
型电流互感器，其参数如下表2-8所示：
表2-8
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