浅谈数字化变电站与常规变电站的几点区别

浅谈数字化变电站与常规变电站的几点区别

安利凯

安利凯

（本钢板材股份有限公司能源总厂辽宁本溪117000）

摘要：随着现代科学技术的发展，变配电系统单元逐步形成了数字化变电站和常规变电站相并存的运行模式。数字化变电站和常规变电站的应用实际各不相同，两类变电站的网络结构也有着相通与不同之处。应用和把握好数字化变电站和常规变电站成为了变配电系统单元技术管理人员必须面对的课题。通过分析和掌握两类变电站的特点，把握未来发展趋势可有效提升变配电系统单元的技术管理。

关键字：数字化常规变电站区别网络结构

1.前言

变电站自人类开始依赖和使用电能开始便在供配电系统中起到不可替代的作用。随着信息化和数字化时代的到来，变电站也顺应时代发展，呈现了新变化。传统的常规变电站是一种基于表盘和继电器的集中控制，先后经历机电型保护、整流型保护、晶体管型保护、集成电路保护以及微机型继电器保护等阶段的变电站。数字化变电站是一种建立在IEC61850通信规范基础之上可以实现变电站内智能电气设备互操和信息共享的现代化变电所。在一些历史悠久的现代企业当中其变电站呈现了常规变电站和数字化变电站共存的现象，因此如何区分和合理运行两种变电站，值得思考。

2.两类变电站的应用现状

2.1常规变电站的应用现状

经过多年发展，在常规变电站的技术应用上我国已经有了较为完善技术标准与规范，并且大部分实现国产化。随着时代的发展，我国电力主干网逐步从220kV提高到500kV。常规变电站采用电磁感应原理制成的电磁互感器由于受到电磁干扰的范围增大，因此不同程度地暴露出一些问题。主要表现为设备采样的准确性和精度降低。此外受电磁互感器二次控制设备的距离较长影响，使得两者的损耗变为严重。这样便使得在一些高压系统当中被迫将二次电流的额定值从5A降低为1A，增加二次电压互感器的副圈个数来降低损耗。常规变电站的常规一次开关一般在室内配置汇控柜或断路器附近，断路器的各类信号均由电缆引入汇控柜再由二次电缆引入保护控制室。

2.2.数字化变电站的应用现状

数字化变电站则采用了非常规互感器技术，一次系统的电气量信息在经过合并单元后可以转换为低电平的数字信号，这样其便可以通过光缆直接将电气量信息传给二次系统的IED设备，这样便会使得变电站的一次系统和二次系统实现了有效的电气隔离。进而避免了常规变电站使用传统电磁互感器带来的干扰，不仅实现精准控制，降低损耗，同时大大提高了系统安全性。数字化变电站采用的非常规互感器还具备了动态范围大的特点，使其既可以满足正常运行量测量精度的要求同时也满足了故障时动态测要求的特点。另外数字化变电站采用了保护监控二合一装置，使其能够无论在正常和故障状态下，采集数据来源保持一致性。目前在我国变电站的一些新建项目上基本投建数字化变电站，但在一次设备仍依赖进口。在一些改造项目当中受接口影响，却还存在新老结合的状态。

3.两类变电站的网络结构

3.1常规变电站的网络结构

现代变电站的建设和设计思路基本遵循“无人值班，有人值守”的理念。常规变电站也就有了分层分布式集中组屏方式和分布分散式与集中组屏相结合的方式，两者的区别主要在于空间的布置，网络结构基本一致。在这种网络结构中保护测控装置由于各自间隔被定义为了间隔层。为了能够将全站的信息进行汇总，还需要设置管理机层，其作用就是将间隔层的信息进行上传汇总，并完成一些小设备之间或与变电站层及远方调度之间的通讯。变电站层则按照计算机服务系统进行配置，并完成一些模拟量、开关量等信息数据的采集、处理、维护等，计算机系统也具备控制命令输出、事故报警、电压无功自动调节等功能。

3.2数字化变电站网络结构

数字化变电站由于建立在IEC61850通信规范基础之上，因此其在逻辑结构上分为过程层、间隔层、站控层等三个层次。其中过程层主要为一次开关设备及互感器。就目前发展阶段，大部分变电站以新老变电站结合方式运行，因此又存在了常规或非常规互感器与常规或智能一次开关并存的模式。随着现代信息技术的不断提升和发展采用非常规互感器和智能开关将成为主流。数字化变电站网络结构中的间隔层可以将各设备通过光纤以太网通讯实现相关的控制闭锁和间隔级信息的人机交互功能并实现信息共享。站控层则与常规变电站相差不大，主要任务就是对站内间隔设备、远方调度、远方控制中心，人机画面等之间通信。

4.数字化变电站的实现基础

通过两类点变电站的对比，数字化变电站将会是未来一段时期内发展的主流。但数字化变电站确有其实现的基本基础。首先采用电子式互感器是保证电力系统精度、安全和可靠性基础。其次还必须依托现代传感技术，微处理技术应用智能开关设备，这是实现数字智能化并与现代技术相接轨的基础。此外则是使用现代通信技术和IEC61850标准。特别是使用光纤通信技术可以高效实现实现数据共享、资源共享。IEC61850是国际电工委员会(IEC)制定的《变电站通信网路和系统》系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统的唯一国际标准。

5.结论

在今后长期的一段时期内常规变电站与数字化变电站共存依然是变配电系统单元的主流。常规变电站逐步改造为数字化变电站也必将是大势所趋。由于数字化变电站还处于发展阶段，而常规变电站却发展成熟，这就需要生产技术人员在原有基础上进一步提升与数字化变电站相适应的技能。随着数字化变电站比例的不断提升，也意味着需要与之相适应的管理、技术、维护水平要有提升。此外还必须根据数字化变电站所依赖的网络通信和信息化技术建立与之相对应的技术规范、设计标准等。这就需要相关的工作者不断提升知识和技能，在具备基本技能的技术上，保持与时代发展相适应。

参考文献

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