智能变电站采集终端应用浅析

摘 要：智能变电站通过分布式自动化系统实时掌握运行情况，面向对象独立，多CPU运行，可靠性高，继电保护相对独立。

关键词：智能变电站;可靠性

智能变电站是以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，从而实现电力流、信息流、业务流的高度一体化融合的现代电网结构。《智能变电站技术导则》定义：智能变电站就是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量、监测等基本（四遥）功能，并可根据需要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

1智能变电站概述

智能变电站由早期变电站自动化系统发展而来，目前智能变电站主要采用分层分布式变电站自动化系统。分层分布架构引入站控级、间隔级概念，间隔层设备原则上按一次设备组织，包括任意间隔内所有设备，主变压器等。站控层设备通过计算机局域网，通讯规约和间隔层设备进行数据交互，采集四遥数据了解和掌握整个变电站实时运行情况。

1.1智能变电站发展历程

智能变电站发展划分为三个阶段。第一阶段：2009年～2010年。初步形成智能变电站标准体系，规范技术开发、设计、检测等内容，建设检验测试中心，实现智能变电站系统及设备统一建模的标准化，进一步完善试点。第二阶段：2011年～2015年。技术上基本实现断路器、变压器等关键一次智能设备应用，变电站内监控、在线监测、分析预警等高级应用功能达到成熟使用。第三阶段：2016年至今。滚动完善技术体系，全面提升智能化效能。

1.2 智能变电站组织架构

智能变電站的分层（三层两网）。三层包括过程层、间隔层、站控层。两网包括过程层网络、站控层网络。

1.3 本文主要介绍智能采集控制终端，它主要用于数字化及智能化变电站系统，属于过程层设备。能够完成所在间隔的信息采集、控制以及部分保护功能，包括断路器、隔离开关、接地开关的监视和控制。

2 智能采集控制终端

智能采集控制终端装置由合并单元和智能终端这两个独立的功能模块组成，适用于110kV及以下电压等级智能变电站的过程层。合并单元模块可以接收常规互感器的模拟信号，用于线路、变压器间隔等处，满足用户的不同需要。智能终端模块能够完成所在间隔的信息采集、控制以及部分保护功能，包括断路器、隔离开关、接地开关的监视和控制，实现对一次设备的测量和控制。

2.1 装置主要特点

采用模块化设计思想，装置由多个模块构成，结构灵活。可通过配置文件实现采样值输入类型、输出通道、电压切换和并列、开入开出插件数量等功能修改，减少了装置的种类和定制版本，从而提高了软件的灵活性和可靠性。高性能、高可靠、大资源的硬件系统等应用：装置采用浮点型高性能多DSP，实现了大容量、高精度的快速、实时信息处理;采用了高性能大容量工业级FPGA、高集成收发器件及快速以太网技术，具有高速、可靠等特点。装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000标准中EMC相关的11项抗扰度最高等级试验。高精度的数据采集：采用高分辨率的16位并行 A/D转换器，每个交流通道采用双 A/D采样，每周波80点高速采样。高精度的对时方式：支持光IRIG-B码对时，对时芯片采用了先进型专用对时芯片，其时间频率可调，对时精度优于1us，守时精度优于4us/10分钟。硬件自检智能化：装置内部各模块智能化设计，便于维护和故障处理。具备装置状态的自检，电源、数据通道指示灯监视，模拟量故障录波，失电告警功能。支持一键下载：可通过一键下载软件实现MU插件、通信插件、MMI、DIO、直流、单发插件程序一键下装，实现MU插件、通信插件配置文件下装。强抗干扰能力：在设计时充分考虑装置在过程层相对恶劣的运行环境，采取4U全封闭后插拔机箱，增强了装置的抗干扰能力、抗震动能力。

12.2 基本应用框架

2.3装置功能插件概述

采用功能模块化设计思想，不同的产品由相同的各功能插件按需要组合配置，实现了功能模块的标准化。装置由MU插件、通讯插件、交流插件、开入插件、开出插件、智能DIO插件、合闸插件、跳闸插件、直流插件、电源插件、前面板构成。各插件的布置见下表。

3智能变电站投运情况

宝音110kV变电站于2018年09月在内蒙古乌海电业局投入运行，经过两年多的运行，实现了高可靠性、高质量的运行效果。

宝音变电站远景3×80MVA主变压器，电压等级110/10kV。110kV采用扩大内桥接线，共3回出线;10kV采用单母线分段接线，共40回出线。

变电站采用光纤代替电缆，原来传统变电站的设计、安装、调试内容工作量大大减少，提高工作效率。模拟量输入回路和开关量输入回路被通信网络取代，二次设备硬件系统大为简化。统一的信息模型，避免规约转换，信息充分共享。

4结论和建议

目前，乌海电业局所属变电站40座，大部分为综合自动化变电站，仅有智能变电站3座。随着电气一次设备及二次软硬件设备的逐步发展，智能变电站将逐步取代综合自动化变电站，是未来变电站建设的发展趋势。

参考文献：

[1]《电力系统设计手册》，电力工业部电力规划设计总院编，中国电力出版社（北京三里河6号）1998年6月第一版。

[2]《电力网及电力系统》，西安电力学校主编，电力工业出版社1980。

[3]《智能变电站技术导则》GB/T30155-2013，中国国家标准化管理委员会2013-12-17发布。

作者简介：

韩丹（1976-），女，内蒙古人，助理工程师，毕业于华北电力大学。现从事物资计划采购工作。