数字化变电站的典型配置解析

数字化变电站从结构上也分为站控层、间隔层、过程层。只是过程层是采用电子式互感器等具有数字化接口的智能一次设备，且以网络通信平台为基础，实现了变电站监测信号、控制命令、保护跳闸命令的数字化采集、传输、处理和数据共享，是可实现网络化二次功能、程序化操作、智能化功能等的变电站，面向间隔的数字化变电站结构如图2-4所示。

图2-4　数字化变电站结构图

站控层主要设备包括主机、操作员站、五防主机、远动装置、继电保护及故障录波信息子站（保信子站）等设备。其主要功能是：通过网络汇集全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，并定时将数据转入历史数据记录库；按需要将有关实时数据信息送往调度端；接受电网调度或控制中心的控制调节命令并下发到间隔层、过程层执行；具有全站操作闭锁控制功能和站内当地监控、人机联系功能；具有对间隔层、过程层二次设备的在线维护、参数修改等功能。

间隔层主要设备包括各种保护装置、测控装置、故障录波装置、安全自动装置、电能表等，其主要功能是各个间隔层实时数据信息的汇总；完成各种保护、自动控制、逻辑控制功能的运算、判别、发令；完成各个间隔及全站操作联/闭锁以及同期功能的判别；执行数据的承上启下通信传输功能，同时完成与过程层及站控层的网络通信功能。

过程层主要设备包括电子式互感器、合并单元、智能终端等，其主要功能是完成实时运行电气量的采集，设备运行状态的监测，控制命令的执行等。

图2-5为110kV数字化变电站典型配置图，图2-6为220kV数字化变电站典型配置图，图2-7为500kV数字化变电站典型配置图。图中，合并单元是用以对来自二次转换器的电流和电压数据进行时间相关组合的物理单元，可以是现场互感器的一个组成元件，或是控制室中的一个独立单元；SV指采样数据值，SV网指从合并单元到间隔层设备间的采样数据网络；GOOSE是指面向通用对象的变电站事件，主要用于实现多智能电子设备之间的信息传递，如传输跳合闸信号（命令）。

110kV变电站采用主机兼操作员站方式，且双机冗余配置；五防主机采用双机冗余配置，其中一台独立配置，另一台与操作员站共用；继电保护及故障录波信息子站和远动装置也双机冗余配置；110kV线路、母联配置双套保护测控一体化装置；主变配置双重化主后保护测控一体化装置和一套非电量保护测控一体化装置，且非电量保护下放本体安装；10kV配置单套保护测控一体化装置。

图2-5　110kV数字化变电站典型配置图(www.xing528.com)

图2-6　220kV数字化变电站典型配置图

图2-7　500kV数字化变电站典型配置图

组网方面，站控层与间隔层网络采用冗余以太网架构，网络宜采用双星型结构，双网双工方式运行，网络主要传输制造报文规范（MMS）和面向通用对象的变电站事件（GOOSE）两类信号；过程层与间隔层SV传输应采用双单网方式，过程层与间隔层GOOSE信号网络应采用双网双工方式运行，110kV电压等级及主变各侧采用GOOSE与SV合并组网或GOOSE与SV分开组网方式，SV采用双单网，GOOSE采用共享双网。10kV电压等级GOOSE与MMS宜合并组网。

220kV变电站采用主机兼操作员站方式，双机冗余配置；五防主机采用双机冗余配置，其中一台独立配置，另一台与操作员站工作站共用；继电保护及故障录波信息子站与远动装置双机冗余配置；220kV线路、母线及断路器失灵、母联和分段均配置双重化保护，测控装置按单套配置；110kV线路、母联和分段配置双套保护测控一体化装置，110kV母线配置双套保护；220kV主变配置双重化电气量保护和一套非电量保护，主变各侧的测控装置按单套配置，非电量保护测控一体化装置按单套配置，下放本体；10kV配置单套保护测控一体化装置。

组网方面，站控层与间隔层网络采用冗余以太网。过程层与间隔层SV网和GOOSE网应独立，具体为：220kV电压等级及主变各侧GOOSE与SV分开组网，SV采用双套独立双网，GOOSE采用共享双网；110kV电压等级GOOSE与SV分开组网，SV采用双单网，GOOSE采用共享双网；10kV电压等级GOOSE与MMS宜合并组网。

500kV变电站主机和操作员站分别采用双机冗余配置；五防主机采用双机冗余配置，其中一台独立配置，另一台可与操作员站工作站共用；继电保护及故障录波信息子站与远动装置双机冗余配置；500kV线路、断路器和母线均配置双重化保护，配置独立的单套测控装置；220kV线路、母线及断路器均配置双重化保护，测控装置按单套配置；500kV主变配置双重化电气量保护和一套非电量保护，主变各侧测控独立单套配置，非电量保护测控一体化装置按单套配置，下放本体；35～66kV电压等级电容、电抗、站用变、母线配置单套保护测控一体化装置。

组网方面，站控层与间隔层网络也是采用冗余以太网。过程层与间隔层SV网和GOOSE网应独立，具体为：220～500kV电压等级及主变各侧GOOSE与SV分开组网，SV采用双套双网，GOOSE采用共享双网；35～66kV电压等级GOOSE与SV合并组网，采用共享双网。