35 kV数字化变电站设计方案探讨
对于10kV馈线系统(含进线、变压器、电动机、母联等)，有两种配置方式，第一种是分散安装模式，在每条10kV馈线上配置一台综合馈线保护装置，提供过流和速断保护，其他保护功能包括电压和频率保护、断路器失灵保护等。测控方面的功能包括重合闸、故障测距、断路器操作次数及开断电流统计、同期检测、事件及故障录波、各种电量及需量的测量功能，10kV馈线保护安装在相应的馈线开关柜上。第二种方式是组屏方式安装模式，在10 kV每段母线处各配置一台多馈线保护装置，一台这样的保护可同时为5条10 kV馈线提供监控保护功能，并为母联提供保护，这里选用后一种安装方式，多馈线保护通过组屏安装在35 kV主控室或10 kV配电室，10 kV I，Ⅱ两段母线只需两台多馈线保护装置即可为各馈线，变压器及母联提供保护，这两套保护各组一个屏。
变电站层配置主备两个远动主机和主备两个后台监控主机以及工程师站、人机工作站等设备，整个系统共组五个屏放在主控室。
为了使得变电站可以兼容部分不支持IEC61850的智能设备(如UPS、直流屏、消弧系统，电度表等)，所以方案中设置了单独的IEC61850通信管理机、对时设备等辅助设备，其功能是将这些智能设备转换成符合IEC61850规范，同时实现统一对时。
3．2变电站网络组网
3．2．1 过程层网络
过程层上最大的数据流出现在电子式互感器和保护、测控之间的采样值传输过程中，采样值传输有很高的实时性要求。此外，保护、测控装置之间的互锁、保护和智能开关之间的跳合闸命令也有很高的实时性和可靠性要求。因此，过程层通信的实时性和可靠性是最为关键的问题。
过程层组网有四种方案，分别为面向间隔原则，面向位置原则，单一总线原则和面向功能原则。其中面向间隔组网方案结构清晰，易于维护，互操作性甚至互换性既可在IED层面获得，也可在间隔层面获得。在IEC61850实施初期，由于缺乏足够的互操作性实践经验，该方案使间隔层的互操作性更容易得到保证，所以在本设计中采用此方案组网，并采用100MB光纤冗余的过程总线环网，保证采样值报文和跳闸GOOSE报文传输的实时性、可靠性，具体构建如下：
35 kV部分和10 kV部分各为一间隔进行组网，这两部分的ECT／EVT从一次侧采集到电流／电压信号后，分别接入本间隔内设置的合并单元中，合并单元采用IEC61850-9-2标准对采样值进行处理，处理后的采样信息经过本间隔内的一台工业以太网交换机接入过程层环网中，这样，采样值信息就可以在过程层环网上被共享，传至保护和测控设备里。智能开关设备如同合并单元一样，经本间隔内的一台工业以太网交换机接入过程层环网中，传至保护和测控设备中，合并单元及智能开关设备分别接入这两台交换机中，这样的话，同一间隔内的两台交换机可达到网络冗余功能，如果有其中一台交换机故障也不会影响过程层重要数据的传输安全。
3．2．2 变电站层网络
变电站站级网络主要处理间隔层之间IED的通信，同时要与后台人机工作站、工程师站进行信息交换，并通过远动装置与各级调度进行双向信息交换，变电站网络也可以通过网络设备直接接入电力数据网。
由于间隔层设备之间以及间隔层和变电站层之间需要共享电压、电流值及状态信号，而且间隔层IED数量较多，数据传输量大，为避免出现网络堵塞，保证通信可靠性，变电站层网络采用1 000 MB双光纤交换式以太环网结构，来保证带宽和可靠性。间隔层为支持IEC61850标准的数字式智能电子设备保护、控制、测量，集中组屏安装。分别有#1主变屏，#2主变屏，35 kV两条进线、母联屏，两面10 kV馈线保护屏，每一单元为一独立网络单位，相互之间可以交换信息，基于IEC61850标准规范与环网总线相连，与其他各单元、主站和调度系统进行交换信息。后台控制室通过变电站网络向保护和测控装置下达控制命令，GPS装置也通过变电站网络向全站统一授时，另外，远动系统也由变电站层网络经路由器与外部电力调度网络相连。根据以上对35 kV数字化变电站过程层和变电站层的组网分析，具体网络构建如图2所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/157712.htm
4 电气设备设备配置
4．1 电流／电压互感器及合并单元
如前文所讲，电子式电流／电压互感器分为有源和无源两种，由于有源互感器简单可靠，稳定性较好，国内外已经进入商业运行的以有源互感器居多，光学互感器在超高压系统中优势较大，但还处在不断改进过程中。因此在目前的技术条件下，35 kV变电站各电压等级的互感器选用有源互感器。具体选择配置方案如下：
在35 kV#1，#2进线部分各选择一对带有一个保护级和一个测量级输出的电子式电流互感器；在35 kVI，Ⅱ段馈线部分各选择一对带有一个保护级和一个测量级输出的电子式电流互感器；在35 kV I，Ⅱ段母线处设置带有一个保护级(测量)和一个用于零序电压的电子式电压互感器；35 kV母联部分选择一个带有一个保护级和一个测量级输出的电子式电流互感器。
在10 kV I，Ⅱ段母线进线部分各选择有一个保护级和一个测量级的电子式电流互感器；在10 kV I，Ⅱ段母线的每条馈线部分同样选择有一个保护级和一个测量级的电子式电流互感器；在10 kV I，Ⅱ段母线部分各选择一个有一个保护级(测量)和一个用于零序电压的电子式电压互感器；10 kV母联部分选择一个带有一个保护级和一个测量级输出的电子式电流互感器。
合并单元负责将有源互感器采集的35 kV和10 kV线路上电流，电压信号经IEC61850-9-2标准经光纤以太网传输至过程总线所需保护，具体配置方案如下：
在35 kV I，Ⅱ段母线处各设备一台合并单元，采集35 kV#1，#2进线和出线部分的三相线路保护和测量电流值，同时采集35 kV I，Ⅱ段母线的单相线路电压值和零序电压值，其中35 kVⅡ段母线处的合并单元也负责采集35 kV母联部分电流值。
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