新一代智能变电站二次关键技术.doc

新一代智能变电站二次关键技术 　　摘 要：为有效应对传统变电站二次设备分散配置集成度低、协调性差的突出问题，新一代智能变电站技术应运而生。文章详细分析预制舱构成、类型、屏柜特点、布置方式与技术优势等关键技术与层次化保护系统的功能配置和工作特点，为进一步提高新一代智能变电站二次系统设计与应用水平提供参考 关键词：预制舱；层次化保护；新一代智能变电站 引言 为有效促进清洁能源的高效消纳和快速发展，建设安全、可靠、经济、高效的智能电网逐渐成为全球各国的共识[1]-[2]。智能电网的发展战略对变电站技术提出了新的、更高的要求，快速提升变电站智能化水平，已经成为建设坚强智能电网不可或缺的环节 我国变电站技术先后经历了传统变电站、数字化变电站、智能化变电站的发展历程，取得了较大发展进步。然而，即使目前最先进的智能变电站技术，仍存在一体化集成理念实施不到位、各二次系统独立分散配置等突出问题[3]-[5]，使得变电站设备间功能独立、集成度低、协调性差、信息共享度低、维护量大，难以实现整体设计最优，尚不满足电网运维管理体质变革的需求。为解决上述突出问题，新一代智能变电站技术应运而生 文章对新一代智能变电站的预制舱式二次设备、层次化保护系统等二次关键技术的定义、组成、工作特点等内容进行了重点分析 1 新一代智能变电站系统结构 新一代智能变电站不再拘泥于单一变电站范围，通过广域层和站域层两层结构配置，实现广域信息的统一采集和完全共享，为广域范围的智能保护和控制奠定基础 站域层涵盖整个变电站，在现有智能变电站的“三层两网”结构基础上，新一代智能变电站新增了“两层一网”的分层分布式结构。“两层”指就地层智能设备和站控层设备；“一网”指就地层和站控层通信网。就地层智能设备采用测量、保护等智能组件与一次设备高度融合的智能化一次设备，打破一二次技术壁垒，有效降低设备维护工作量。站控层采样共网共端口技术，有效减少设备端口数量，提高经济性。通信网采用一体化高速以太网，实现数据、信息的快速交互，为变电站智能控制、状态检修等提供物理基础 广域层面向区域电网，利用多个变电站综合信息，统一判定决策，实现相关保护和控制功能。广域信息的统一采集和完全共享，改变了继电保护等二次系统的配置方式，为层次化保护系统奠定技术基础 2 新一代智能变电站二次关键技术 2.1 预制舱式二次设备 预制舱是指在工厂内完成箱体制作、相关配线、二次设备安装调试等工作，并作为一个整体运送至施工现场，在现场与一次设备、土建直接对接，以便于多种方式装卸、运输和设备运行维护的标准工作间 2.1.1 预制舱组成 预制舱由预制舱舱体、二次设备模块、二次设备屏柜（机架）和舱体辅助设施组成，采用标准集装箱式构造 预制舱舱体包括舱体框架、照明设备及开关（正常照明和应急照明）、舱体配电系统、电源插座、有线电话、折叠桌等设备。舱体辅助设施包括安全防护及视频监控措施、通讯设施、辅助功能设备、采暖通风设备、消防安全设备等 2.1.2 预制舱类型和尺寸 根据功能不同，预制舱可以分为公用间隔预制舱、110kV间隔设备预制舱、220kV间隔设备预制舱、主变压器间隔设备预制舱、交直流电源预制舱、蓄电池预制舱等。根据材料不同，预制舱可以分为钢结构预制舱和玻纤复合材料预制舱 受运输车辆“车货总宽度不宜超过2.5m、总长不宜超过18m、总高度不宜超过4.2m”的限制，标准预制舱舱体外形尺寸设置如表 1所示。对于大型预制舱，可由1个或多个标准舱体拼接而成 当采用单列布置或站内布置、设备运输条件受限时，预制舱宽度也可采用2500mm 2.1.3 预制舱内屏柜类型 传统变电站二次屏柜多采为前显示、后接线装置，新一代智能变电站为有效利用预制舱空间，设计了前开门接线机柜和“前接线前显示”2种新型屏柜类型 前开门接线机柜。前开门接线机柜的二次装置端子位于装置背面，整个装置布置于机柜门上并随柜门移动，从而实现装置的背面接线，进而提高空间利用效率 前接线前显示装置。在不改变现有插件结构形式的基础上，将人机界面与接线端子位置同时置于装置正面，通过将人机界面翻转的动作机构，露出接线端子，实现可在装置正面进行人机对话与接线工作。常见的人机界面翻转方式通常有上移、侧翻和上翻等 2.1.4 预制舱内屏柜布置方式 新一代智能变电站组屏方案有屏柜双侧布置方案和单侧布置方案两种方式。结合现有二次屏柜设备，双侧布置方案又可以分为前开门旋转式屏柜、普通屏柜舱体侧开门及普通屏柜装置前接线三种方式。各布置方式性能比较如表2所示 新一代智能变电站预制舱二次屏柜布置方式可优先选择“方案四：前接线前显示屏柜，双侧布置”方案，充分利用舱内空间。而当变电站规模较少或