深圳南瑞-智能变电站自动化系统实施方案

智能变电站自动化系统实施方案（110kV及以下）V2.00编写：黎强审核：李延新批准：徐成斌深圳南瑞科技有限公司二〇一〇年二月本方案由深圳南瑞科技有限公司编写并发布，并具有对相关产品的最终解释权。更多产品信息，敬请访问公司网站：技术支持电话：[phone]传真：[phone]工程服务电话：[phone]传真：[phone]客户服务电话：400-678-8099目录目录1.适用范围...................................................................................12.实施方案...................................................................................12.1.系统特点.................................................................................................................12.2.系统网络结构..........................................................................................................22.3.校时及采样同步方案...............................................................................................32.4.过程层设备配置及其组网........................................................................................42.5.间隔层设备配置及其组网........................................................................................82.6.站控层设备配置及其组网......................................................................................113.典型设备配置清单...................................................................123.1.数字化计算机监控系统.........................................................................................123.2.保护设备...............................................................................................................133.3.测控设备...............................................................................................................143.4.户外端子箱(智能终端)...........................................................................................153.5.电子互感器...........................................................................................................163.6.其它......................................................................................................................164.WB800硬件平台简介.............................................................17深圳南瑞科技有限公司-I-适用范围智能变电站自动化系统实施方案（110kV及以下）1.适用范围本实施方案使用于以下设计方案的变电站：z站控层、间隔层、过程层均按照智能变电站设计，可以是电子式互感器，也可以是传统式互感器，或者是两者的组合。z110kV及其以下电压等级变电站：110/35/10kV、110/35kV、110/10kV、35/10kV等。z全部集中组屏，或110kV及主变集中组屏、35/10kV分散就地。z110kV可以是线路变压器组方式（内桥或外桥接线）。z单母分段主接线方式。2.实施方案2.1.系统特点PRS-7000型智能变电站自动化系统采用深圳南瑞科技有限公司研发的WB800系列新一代硬件平台，可以为各种模式的智能变电站、数字化变电站要求提供完整高效的解决方案。z面向智能电网、立足数字化电网、兼容传统电网的自动化系统z首家提出并实现“虚端子”技术。z国内首家实现基于IEEE1588的采样同步机制。z面向所有厂家的灵活的、开放的过程层接入方案。z提供集约化、网络化、智能化的自动化系统功能。z站控层采用双以太网，100MBase-FX或100MBase-TX，设备直联，符合IEC61850协议。z过程层设备提供足够多的独立以太网接口（100MBase-FX），即可采用设备点对点直联，也可采用交换机组网互联。z同步系统对于需要同步的设备提供多种解决方案：可采用采样点插值同步、全站秒脉冲同步，或IEEE1588同步校时（复用过程层或站控层网络，无需专用校时网）等方式。z过程层间隔合并单元采用深圳南瑞PRS-7390-1，传输规约为IEC60044-8、IEC61850-9-2/1，与二次保护测量设备点对点联接。z过程层电压合并单元采用深圳南瑞PRS-7390-3，采集本段母线电压，同时合并相邻段母线电压，实现电压并列功能，传输规约为IEC60044-8、IEC61850-9-2/1。z过程层智能终端安装在开关附近的端子箱内，采集断路器及刀闸的位置、状态信息等，转换成数字信号用光纤上送到保护测控设备；保护测控设备的下行命令（分合闸等）通过光纤传输到过程层智能终端，由过程层智能终端的控制回路控制一次设备；每台装置提供多路独立的GOOSE光纤接口，支持点对点直联、交换机组网联接。其中智能终端采用深圳南瑞PRS-7389，本体智能单元采用深圳南瑞PRS-7361，就地安装于端子箱或开关柜。z110kV间隔配置电子式电流互感器和单相电子式电压互感器，主变各侧配置组合式电子式互感器，采用IEC60044-8交互协议。过程层配置智能终端和间隔合并单元。间隔层配置PRS-7000系列的成套保护测控装置，其中变压器间隔既可采用主后测控一体化装置，也可以采用传统的保护测控分立、主后备分立的配置方式；此外还可以独立配置或集成选配备自投及母线保护功能。z35/10kV各间隔可采用传统互感器，或者配置弱电模拟小信号输出或数字信号输出的组合式电子互感器；各间隔采用保护测控一体化装置。户内开关柜就地安装时，电缆直采直跳，可接入GOOSE网；户外开关场安装时，一般就地配置智能终端，按照GOOSE点对点方式进行采集和控制。深圳南瑞科技有限公司第1页实施方案2.2.系统网络结构（注：以下示意图为保护测控分别配置方式，实际系统亦可采用保护测控一体化装置。）图2–1110kV智能变电站系统结构示意图（直采直跳方式）图2–2110kV智能变电站系统结构示意图（SMV点对点、GOOSE组网方式）第2页深圳南瑞科技有限公司实施方案CT/PT…智能设备CT/PTGOOSE分段MUMU智能终端CT/PT分段间隔主变间隔低压馈线间隔传统保护测控装置SMV及同步采样同步时钟源CT/PT线路间隔MU智能终端智能终端协议转换器保护测控(就地安装)主变保护主变测控母线保护线路测控线路保护分段测控分段保护GPSBAMMS/保信GPS对时图2–3110kV智能变电站系统结构示意图（过程层全组网）2.3.校时及采样同步方案2.3.1.校时方案1）监控服务器、运行工作站支持以下方式校时：z采用SNTP/NTP校时。z来自远动工作站的规约校时。2）远动工作站支持以下方式校时：zIRIG-B（DC）校时。z秒脉冲对时。zIEEE1588校时（复用站控层以太网，严格按IEEE1588解码）。zSNTP/NTP校时（复用站控层以太网，传输层协议为用户数据报协议UDP）。z来自调度的规约校时。3）所有带站控层接口板的装置支持以下方式校时：zIRIG-B（DC）校时。z秒脉冲对时。zIEEE1588校时（复用站控层以太网，严格按IEEE1588解码）。zSNTP/NTP校时（复用站控层以太网，传输层协议为用户数据报协议UDP）。z来自远动工作站的规约校时。2.3.2.过程层MU采样同步变电站内的变压器保护、方向距离保护、以及测控计量设备对数据源同步的精度要求为最大为5us（0.1度）。对于实现不同间隔采集设备的同步，工程应用中通常采用以下两种方案：采样点插值同步方案和全站同步时钟源同步方案。若使用以太网组网方式来传送采样值，此时需要采用全站同步时钟源方式来实现采样值同步。深圳南瑞科技有限公司第3页实施方案2.3.2.1.采样点插值同步方案对于采用点对点直连方式传送采样值情况，采样数据从合并单元到保护测控装置所需的传送时间是固定的；若各采样数据的传送延迟（从采样开始到数据发出）也是相对固定的话，则保护测控装置可以根据采样数据接收到的时刻来反推得出其采样的时间时刻，从而可以根据自己的同步需要进行插值，得到响应时刻的采样数据；即通过“二次采样”方式得到各间隔的同步采样数据。采样点插值同步方案不需要同步时钟源，不需布设独立的同步网，可靠性强。对于全站采用深圳南瑞设备的变电站，深圳南瑞推荐采用采样点插值同步方案。2.3.2.2.全站同步时钟源同步方案全站同步时钟源以固定间隔（一般为1秒）向全站需要同步的设备发出同步序列波形（一般为秒脉冲或IRIG-B码），序列波型中指定特定边沿为系统同步点，拟同步设备对同步波形进行解码，实现全系统同步。由于系统对于同步时钟源的可靠性要求较高，在现场应用中采用双机双网方式，以避免同步时钟源装置故障时所有系统级保护退出。该方案原理简单，工程实施方便，现场网络一般为星型结构或者分级星型结构的光纤网。深圳南瑞全站同步时钟源装置的型号为PRS-7391；PRS-7391装置不依赖于GPS设备，独立发出同步采样脉冲，装置采用WB800系列新平台，可以16为倍数扩展同步脉冲口。对于全部是深圳南瑞设备的变电站，还可以全部采用IEEE1588同步方式，此时各装置间的时间误差在亚微秒级范围内，完全满足保护5us的时间精度要求。2.4.过程层设备配置及其组网过程层数字化是智能变电站数字化实施的重点，包括：1)模拟采样数字化和网络传输。2)过程层I/O数字化和GOOSE网络传输。即保护跳合闸命令和保护间的配合信号通过过程层数字化、网络化传输，降低传统信号电缆成本，解决信号电缆的电磁干扰问题。针对智能变电站的过程层数字化要求，深圳南瑞提供整套过程层设备，包括电子式互感器以及合并单元、智能终端等。以下为相关设备的型号、名称及其功能简介。表2–1过程层设备列表型号名称功能简介PRS-7390-1间隔合并单元接入数字互感器，按IEC61850-9