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智能变电站设计规范宣贯


智能变电站设计规范

主要技术原则介绍
2010年03月

目录
一 二 三 四 五 六 编制背景 编制主要原则及思路

与其它标准的关系
主要工作过程 规范结构

规范主要内容介绍

一、编制背景

一、编制背景

? 变电站自动化领域中自动化、计算机信息与通信技术快速发 展,国内外数字化变电站和无人值班变电站积累一定的设计、 运行成果和经验,国际上即将颁布IEC61850第二版,为智能 变电站建设设计提供了有力技术支撑。

? 现行变电站设计规范未涉及智能变电站部分内容,不能适应
智能变电站建设要求。 ? 作为公司企业标准,使智能变电站示范工程设计有章可循。

二、编制主要原则

二、编制主要原则
? 按照《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写规则》(GB/T

1.1-2000)、《关于印发<国家电网公司技术标准管理办法>的通知》(国
家电网科(2007〕211号)和《电力企业标准编制规则》(DL/T 800— 2001)的有关要求,开展本规范制定工作。 ? 依据《智能变电站技术导则》(Q / GDW 383 — 2009)有关要求,充 分总结吸收国内外数字化变电站和无人值班变电站设计、运行成果和经验、 以及通用设计等公司标准化成果,根据不同电压等级工程情况提出具体配 置原则及技术要求。 ? 作为国家电网公司企业标准,使智能变电站设计工作有章可循。

三、与其它标准的关系

三、与其它标准的关系
? 本规范严格遵循《智能变电站技术导则》(Q / GDW 383 — 2009)的有关规定。 ? 本规范应用了《变电站通信网络和系统》(DL/T860)的有关

规定,考虑DL/T860和IEC61850的关系,以及IEC61850正在修
订的情况,本规范也应用了IEC61850的有关规定。 ? 智能变电站设计除应执行本标准外,尚应严格执行强制性国 家标准和行业标准,应符合现行的国家标准、行业和企业有关 标准的规定。

四、主要工作过程

四、主要工作过程
? 2009年8月14日,由基建部牵头成立编写工作组,拟定编制大纲、工作 计划; ? 2009年8月~9月,编制初稿,并讨论形成初稿修改稿; ? 2009年9月18日,讨论初稿修改稿并提出修改意见; ? 2009年9月25日,修改完善形成征求意见稿; ? 2009年9月28日,征求意见稿广泛征求意见; ? 2009年10月17日~28日,汇总梳理反馈意见,经讨论和修改完善形成送 审稿; ? 2009年10月30日,召开设计规范送审稿评审会议; ? 2009年11月18日,根据送审稿评审意见修改完善形成报批稿。

五、规范的结构

五、规范的结构
?

本规范主要结构如下:
1.前言

2.目次
3.正文包括(十章):范围、引用标准、术语和定义、总则、电气一 次部分、二次部分、变电站布置、土建、辅助设施功能要求、高级功能要

求。
4.附录A、B 重点规范了智能设备、电子互感器、设备状态监测、变电站自动化系

统、二次设备组柜、二次设备布置、光/电缆选择、防雷接地和抗干扰、变
电站总布置、土建与建筑物、辅助设施功能、高级功能等的相关技术原则 和要求。

六、规范主要内容介绍

六、规范主要内容介绍
? 范 围
本标准适用于交流110(66)kV~220kV(330kV~750kV)
智能变电站新建工程。相同电压等级扩建、改建工程可参照 执行。

六、规范主要内容介绍 ?引用标准
引用原则:对与本规程内容有关的主要GB、DL、YD、Q / GDW标准,均逐条列出;当没有对应的GB、DL、YD、Q / GDW标准时,则引用相应的IEC、IEEE标准。 由于IEC61850正在重新修订中,因此本规范将IEC61850 也列入本规范中。

在使用本规程引用标准时,一般按GB、DL、YD中的较高
标准执行,当无相关的GB、DL、YD标准时,则参照对应的 IEC、IEEE标准。

六、规范主要内容介绍
?术语和定义
列出了智能变电站所涉及的主要专业术语及其解释。为了 使术语的解释尽量标准化、规范化,所列术语的解释尽量引自 已有标准、规程或词典。

六、规范主要内容介绍
?总 则
? 本标准内容是在现行标准、规范基础上对智能变电站设计所 作的补充规定,与现行标准、规范不一致之处以本标准为准。 ? 智能变电站的设计应满足智能电网安全可靠、技术先进、经

济合理的要求,体现智能变电站的特征和相对于常规变电站的
优越性。所采用的技术应符合未来发展趋势。 ? 智能变电站应体现设备智能化、采集数字化、连接网络化、 信息共享化等特征,并逐步实现高级功能应用。

5 电气一次部分
5.1 智能设备
?智能变电站宜采用智能设备。智能设备由一次设备

和智能组件组成,现阶段从物理形态和逻辑功能上都
可理解为“一次+二次”;未来应该会逐步走向功能

集成化和结构一体化。”
?智能设备的实现需联合一次、二次厂家向前推进。

5 电气一次部分
?智能终端配置原则
? 智能终端配置与断路器的分闸线圈数量有关。(过渡产品) ?220kV及以上除母线外智能终端宜冗余配置。主变压器高 中低压侧智能终端宜冗余配置,主变压器本体智能终端宜单 套配置。

?110kV及以下配电装置采用户外敞开式布置时宜配置单套
智能终端。 ?智能终端宜分散布置于配电装置场地。具体功能参见设备 规范!!!

5 电气一次部分
5.2 互感器配置原则
? 主要兼顾技术先进性与经济性。 ?110(66)kV及以上电压等级宜采用电子式互感器; ?35kV及以下(主变间隔除外)若采用户内开关柜时,宜采用 常规互感器或模拟小信号输出互感器;若采用户外敞开式配电

装置时,宜采用电子式互感器。
?110(66)及以上电压等级线路、主变间隔若设置三相电压互 感器,可采用电流电压组合型互感器;

5 电气一次部分
?对于罗氏线圈、低功率线圈、磁光玻璃型、全光纤

型电流互感器的选择应充分结合站点站电压等级、
设备安装的具体条件、不同类型互感器的性能特点

进行具体选择与配置。
?在具备条件时,互感器可与隔离开关、断路器进行 组合安装。(AIS设备) ?试点工程情况???

5 电气一次部分
?合并单元配置原则
?继电保护双重化配置的间隔,合并单元冗余配置,应具有 冗余的独立输出回路;其余间隔合并单元宜单套配置。 ?宜具备多个光纤接口,满足保护直接采样要求。合并单元
输出采样率可设置(全站48点/周波,最高需求192点/周波)

?宜具备电压切换或电压并列功能。 ?需要时可接入常规互感器或模拟小信号互感器输出的模拟 信号)。(设备规范书补充细化!!!)

5 电气一次部分
5.3 设备状态监测
? 监测范围:主变、220kV 及以上电压等级GIS、避雷器及 750kV断路器。
? 监测参量:
?主变压器及高压并联电抗器:油中溶解气体分析;(温度??) ?GIS——SF6气体密度、微水; (机械特性??) ?避雷器——泄漏电流、动作次数。 ?主变压器、220kV及以上GIS、750kV断路器局部放电,应通过

技术经济比较后确定。

5 电气一次部分
? 对监测范围及参量应结合技术的成熟度与经济性、不同电
压等级设备的重要性、以及实际需求选择。规范所列为基 本量。(试点工程情况???) ? 基本技术要求 ? 设备状态监测宜统一后台机、后台分析软件、接口类型和

传输规约,宜预留数据远传通信接口(有人值班??);
? 设备本体宜集成状态监测功能,宜采用一体化装置。 ? 设备状态监测不应影响主设备的运行可靠性和寿命。

6 二次部分
6.1 一般规定

?应按照无人值班变电站要求设计(智能化体现)。

?自动化系统宜采用开放式分层分布式系统,由站控层、间隔
层和过程层设备构成。 ?系统宜统一组网,采用DL/T 860通信标准;站内信息宜共享, 保护故障信息、远动信息、微机防误系统不重复采集。 ?故障录波记录系统及电能表宜支持DL/T 860标准。

?自动化系统应实现全站的防误操作闭锁功能。

6
6.2 变电站自动化系统 ? 系统构成

二次部分

? 遵循DL/T860.5标准(变电站通信网络和系统) ? 自动化系统在功能逻辑上宜由站控层、间隔层、过程层组

成。
? 间隔层由若干个二次子系统组成,在站控层及网络失效的 情况下,仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。 ? 过程层由电子式互感器、合并单元、智能终端等构成。

变电站自动化系统功能层和逻辑接口 DL/T860.5

变电站自动化系统功能和接口的逻辑分配
?
? ?

IF1:间隔层和站层之间保护数据交换;
IF2:间隔层与远方保护(不在本标准范围)之间保护数据交换; IF3:间隔层内数据交换;

?
? ? ? ? ? ?

IF4:过程层和间隔层之间电压互感器和电流互感器瞬时数据交换(尤其是采样);
IF5:过程层和间隔层之间控制数据交换; IF6:间隔和站层之间控制数据交换; IF7:站层与远方工程师办公地数据交换; IF8:间隔之间直接数据交换,尤其是用于连锁这样快速功能; IF9:站层内数据交换; IF10:变电站(装置)和远方控制中心之间控制数据交换(不在本部分范围)。

6
? 网络结构

二次部分

?全站网络宜采用高速以太网,通信规约宜采用DL/T860标准,

传输速率不低于100Mbps。
?全站网络在逻辑功能上可由站控层、间隔层、过程层网络组 成。 ?变电站站控层、间隔层及过程网络结构应符合DL860.1定义 的变电站自动化系统接口模型,以及逻辑接口与物理接口映射 模型。 ?站控层网络、间隔层网络、过程层网络应相对独立,减少相 互影响。

变电站自动化系统系统功能和接口的物理分配

DL/T860.5
? 逻辑节点代表物理装置内的某项功能,执行这一功能的某 些操作。物理装置等同于电子设备。 ? 不管逻辑层和物理层如何相似,逻辑功能结构映射为物理 设备结构不局限于一种方法。这种映射取决于可用性和性 能要求,价格制约和技术水平等。

? 逻辑接口可能作为专用物理接口实现,2个或多个逻辑接
口也可组合形成一个公共物理接口。另外,这些接口可能 组合形成一个或多个物理局域网络。对这些物理接口的要 求依赖于功能如何分配到层和各个装置。

6

二次部分

? 站控层网络:可传输MMS报文和GOOSE报文。宜冗余网络,
网络结构拓扑宜采用双星型或单环形(220kV 及以下)。 逻辑功能上覆盖站控层之间数据交换接口、站控层与间隔 层之间数据交换接口。 ? 间隔层网络 :可传输MMS报文和GOOSE报文。逻辑功能上 覆盖间隔层内数据交换、间隔层与站控层数据交换、间隔 层之间(根据需要)数据交换接口。 ? 过层网络(含采样值和GOOSE):逻辑功能上,覆盖间隔

层与过程层数据交换接口。

站控及间隔层网络配置示意图

过程层网络配置示意图

6
? 设备配置

二次部分

? 站控层设备包括主机、操作员工作站、工程师站、远动通 信装置、保护及故障信息子站、网络通信记录分析系统( 选配)等。无人值班变电站中主机可兼操作员工作站、工 程师站及保护及故障信息子站(220kV) 。

? 间隔层设备包括测控装置、保护装置、电能计量装置等。 遵循现有规程规定配置原则,按数字化、网络化要求修改 接口技术要求,如采用支持DL/T 860标准接口的数字式电 能表,宜采用分布式故障录波(220kV),也可采用集中 式故障录波。

6

二次部分

? 网络通信设备(交换机配置原则)

? 站控层网络交换机(含MMS、GOOSE)宜冗余配置2台中心 交换机。二次设备室间隔层网络交换机宜按设备室或按 电压等级冗余配置。 ? 过程层网络交换机(含采样值、GOOSE)
? GOOSE和采样值均采用网络方式,220kV 及110(66)kV 等级宜每2个间隔配置2台交换机。采样值采用点对点方 式传输,220kV及110(66)kV等级GOOSE网络宜每4个间 隔配置2台交换机)。(按间隔双重化配置??共组网)

6

二次部分

? 过程层网络交换机(含采样值、GOOSE)

? 330kV及以上电压采用3/2接线时GOOSE网络宜按串配置2台 冗余交换机; 330kV及以下采用双母线接线时宜按4个间 隔配置2台冗余交换机,66kV(35kV)电压等级GOOSE网络 交换机宜按母线段配置。
? 当采样值报文采用网络方式传输时,330kV及以上电压采 用3/2接线时采样值网络宜按串配置2台冗余交换机;

330kV及以下采用双母线接线时宜按4个间隔配置2台冗余 交换机。(采样值、GOOSE分别独立组网)

6
6.3其他二次系统

二次部分

? 全站时间同步系统:全站时间同步系统宜采用GPS和北斗系 统标准授时信号,站控层宜采用SNTP对时,间隔层和过程层

设备宜采用IRIG-B、1pps对时方式,条件具备时也可采用
IEC 61588对时方式(对交换机、装置的处理能力要求较 高)。

? 调度数据网接入设备:应配置2套调度数据网络接入设备,
两层平面要求。 ? 站用电源系统 :全站直流、交流、逆变、UPS、通信等电 源一体化设计、一体化配置、一体化监控,信息数据监控单 元转换为DL/T860标准模型数据接入自动化系统。

6

二次部分

? 图像监视及安全警卫系统以及辅助设施功能要求 ? 对传统的图像监控、红外测温、安全预警、火灾报警、消 防、照明、给排水和采暖通风系统进行整合,全站采用统

一“智能辅助控制系统”实现变电站智能运行管理功能。
如图像监视及安全警卫系统宜实现与变电站设备操作、报 警等各类事件的联动 、实现采暖设备按设定温度自动或

远方控制等。
? 宜优先采用清洁能源(如光伏发电系统等)。

6
6.4 二次设备组柜

二次部分

? 本规范提出了基本要求,目前阶段主要把重点放在数字化、
网络化试点上。条件具备时可适当进行间隔层设备优化布置以 减少屏位。

? 合并单元宜与保护装置合并组屏(直采直跳及环境条件)。
? 过程层交换机宜按电压等级分别组柜,每面柜组4~6台交 换机,并配置相应的ODU(光纤分配单元)和PDU(电源分配单 元)。(按间隔组屏,节省屏位及连接,运行维护方便)

6
6.5 二次设备布置

二次部分

? 站控层设备宜集中布置于控制室或二次设备室(无人值班)。 ? 间隔层设备宜布置在就地继电器室,就地继电器室宜按电压

等级相对集中设置。(220kV及以下电压等级宜集中设置二次
设备室,不分散设置继电器小室)。

? 对于户外配电装置,间隔层设备宜集中布置于就地继电器室。

? 对于户内配电装置,间隔层设备可分散布置于配电装置场地,
即保护、测控、智能单元、合并单元宜布置在配电装置现场。
具体工程根据气候条件、一次设备选型及组网方式确定。

6
6.6 光/电缆选择

二次部分

? 二次设备室内通信联系宜采用屏蔽双绞线,但采样值和保护 GOOSE等可靠性要求较高的信息传输宜采用光纤。 ? 智能变电站电缆选择及敷设的设计应符合GB 50217的规定。

? 双重化保护的电流、电压,以及GOOSE跳闸控制回路等需要
增强可靠性的两套系统,应采用各自独立的光缆。

7 变电站总布置
在安全可靠、技术先进、经济合理的前提下,智 能变电站设计应符合资源节约、环境友好的技术原 则,结合新设备、新技术的使用条件,优化配电装 置场地和建筑物布置。

8 土建与建筑物 ?宜结合设备整合,优化设备布置和建筑结构,减少 占地面积和建筑面积。 ?光缆可采用电缆沟敷设,也可采用穿管、槽盒等方 式敷设。严寒地区宜采取防冻措施,防止光缆损伤。 ?电缆沟设计:智能变电站内连接介质减少,宜缩小

电缆沟截面,减少敷设材料,实现电缆沟的优化设计。

10 高级功能要求
? 设备状态可视化:采集主要一次设备状态信息,为电网实现 基于状态检测的设备全寿命周期综合优化管理提供基础数据支 撑。 ? 智能告警及分析决策。 ? 故障信息综合分析决策。

? 支撑经济运行与优化控制。
? 站域控制:实现站内自动控制装置(如备自投、母线分合运 行)的协调工作,适应系统运行方式的要求。

? 与外部系统交互信息。
高级功能要求应随着智能变电站的发展逐步推进!!!


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