电力行业

DSI 5300 集成数字化变电站系统

1. 系统综述
      数字化变电站将成为变电站自动化未来的发展方向早已被业内人士毫无疑义的达成共识,该项目被列为电力产业十一五规划的重点发展项目。《DSI 5300集成数字化变电站系统》是北京天能继保电力科技有限公司最新开发研制的数字化变电站产品。 公司早在三年前就开始自主研发基于嵌入式操作系统、保护控制逻辑可编程、通讯协议采用IEC 61850的新一代的DSI 5000数字化综合自动化产品,该系列产品已经全面通过了国家级检测中心IEC 61850通讯协议一致性测试和12种EMC测试,并已经在河北、内蒙等地成功的投入运行。该项目被列为2008年北京市《中关村科技园区中小企业创新基金》支持项目,项目编号《08Z089》。并被园区推荐申报国家级《科技型中小企业技术创新基金项目》。
      集成数字化变电站系统适用于110kV及以下变电站,集成数字化变电站系统核心就是采用面向对象“就地数字化”方案,将前端采集装置按间隔放置,用光纤以太网按IEC 61850-9-2和GOOSE规约与间隔层集成数字化变电站主机直接交换信息,用一台集成数字化变电站主机实现整个变电站的保护、测量、控制及远传功能。为保证系统可靠运行,采用独立的两套“集成数字化变电站主机”的冗余保护方案完成变电站的自动化功能,正常为两套设备同时运行,当一套检修或故障不影响另一套正常运行。
2. 系统组成
      集成数字化变电站系统采用分层分布式结构,分为过程层、间隔层及变电站层。过程层及变电站层采用100M以太网,间隔层可采用10M或100M以太网;过程层通讯媒介选用光纤,变电站层和间隔层通讯媒介可根据用户要求选择双绞线或光纤,其主要功能如下:
■ 过程层
      采用面向对象“就地数字化”方案,将前端采集装置按间隔放置,如下图所示,仅用一台装置就完成了目前采用合并单元和智能终端才能完成的一个间隔的功能,既有采集功能,还有操作回路,所有的采集装置采用统一的同步信号,并且同步信号也有双备份,一路故障另一路自动投入。“就地数字化”前端采集装置即可接光电式互感器数字量输出,同时也兼容传统的电磁互感器模拟量输出,它们与间隔层集成数字化变电站主机间用光纤以太网按IEC 61850-9-2和GOOSE规约直接交换信息,使得测量精度得以提高,即节省了控制电缆又提高了抗干扰性能。

■  间隔层
      间隔层采用集成数字化变电站主机,就是用一台主机实现多种功能和多个一次设备的保护,甚至是整个变电站的保护测控功能。与过程层“就地数字化”采集装置间用光纤以太网按IEC 61850-9-2和GOOSE规约直接交换信息。整个变电站采用独立的双集成数字化变电站主机的冗余保护方案完成变电站的自动化功能。一台主机最多可以完成32个间隔的保护测控功能,同时还可以完成小电流接地选线、故障录波、五防操作、备用电源自投等功能。
■ 变电站层
      采用DSI 5000站内计算机监控与管理系统,负责收集全站的信息,完成站内设备的状态监视与控制。
集成数字化变电站系统网络图如下图所示

3.系统特点
      任何一个解决方案的出台都是为了解决用户现实应用的实际问题,集成数字化变电站系统数字化变电站具有标准化程度高、功能强、技术指标高、信息共享程度高、综合造价合适、设计简易、建设施工快等优点,同时解决了系统的可靠性、灵活性、性价比高的矛盾,特别适合110kV及以下变电站。

■ 引导潮流、国内领先
      基于IEC 61850通讯协议,以集成保护的方式推出数字化变电站的建设方式,在国内还是首家,属于独立自主研发,并申请了多项发明专利。

■ 信息共享最大化的集成保护方式
      共享统一的数据信息平台,主机单元(IPU)的保护自动化功能模块自同一个通信网络接收电流(TCTR)、电压(TVTR)和状态(CSWI、XCBR、GGIO)等接口模块的信息以及发出控制命令,不需为不同功能建设各自的信息采集、传输和执行系统。

■ 满足IEC 61850标准全面“就地数字化”的信息采集
      就是对所有一次间隔的电压互感器、电流互感器、开关量、控制量及其它模拟量信息按IEC 61850-9-2及GOOSE规约格式数字化,采样值传输实现零丢帧,仅用一台“就地数字化”装置完成了一个间隔的合并单元和智能断路器控制器的功能。

■ 综合造价低
      变电站自动化系统综合造价是指设备造价、工程设计费用、施工费用、扩建费用以及维护费用的总和,集成数字化变电站系统最主要是节省了二次电缆费用并节省了备用电源自投、故障录波、电压无功控制,母差保护等自动装置的费用,还大大减少了施工、扩建和维护费用。

■ 自主创新的全站同步数据采集技术
      小于1uS级的同步、对时误差。采用可编程逻辑阵列CPLD和CPU密切协调工作、辅以以太网链路层支持VLAN的快速对时报文协议,实现了对时误差小于1uS,同步误差小于0.5uS。并仅用一根光缆实现主机对一次设备智能采集单元的GPS对时、采样同步、频率跟踪等信号传输。

■  领先的保护、控制功能图形可编程组态实现方法
      集成数字化变电站主机单元(IPU)基于IEC 61850的面向对象的设计理念按照IEC 61850-7-4的要求建模。保护和控制功能模块采用面向对象的设计和编程(OOD/OOP)方法,各模块的输入和输出通过可编程图形工具由设计人员形成连接关系,并生成配置文件下载到装置即生成了特定功能的产品。

■  双热备的冗余方案,系统更加可靠
      采用独立的双集成数字化变电站主机和独立双星形网络结构构成的冗余系统同时工作,单星形网络的任何部分出现故障,另一个网络只要完好就不会影响系统的可靠性。同时星形组网方案,信号传输延时小,通讯响应速度快,GOOSE信号传输小于1毫秒。

■  极强的抗干扰性能
      集成数字化变电站主机被安装在控制室内,就地数字化设备以光缆引入控制室,而二次电缆不再引入控制室,这样控制室内就有很好的电磁兼容环境,再加上集成数字化变电站主机具有优异的抗干扰性能,确保主机 “大脑”的安全工作。

4.系统主要功能(以110kV三圈变为例)
      110kV进线,主变前端采集装置安放在户外全密封双层智能汇控柜内,10kV前端采集装置可装在户外柜里,也可直接装在开关柜上,主控室只安放一面集成保护测控系统屏。集成保护测控装置可实现:

■ 保护测控功能
      电源主进部分:进线保护测控功能、母线分段保护测控功能。
      主变压器部分:变压器差动保护、本体保护功能,主变高、中、低压侧保护测控功能
      10kV/6kV部分:线路保护测控功能、电容器保护测控功能、母线分段保护测控功能、母线差动保护功能
■ 自动控制功能
      进线和分段备用电源自投功能,小电流接地选线,低周低压减载、PT并列、电压无功自动调节等功能,故障录波功能,顺序操作功能,一次系统异常告警功能。
■  通讯管理功能
      提供2个以太网接口(RJ45/光纤可选),6个标准串口(RS-232 、422、485)可方便地与各种调度主站以及微机保护、智能电度表、直流系统等各种站内智能设备进行互连,将全站信息经处理后及时、方便、准确地上传,向下传送远方下达的控制命令及定值参数等,装置内部集成了多种规约如IEC 60870-5(101、102、103、104)、DNP、CDT92、MODBUS规约等,并可以通过GPS进行整个系统的精确对时。
■  控制输出功能
      装置可以选配4路遥控输出,可以方便的完成变电站内的事故告警、设备故障告警或者失电报警。实现中央信号功能,驱动事故和预告音响。
■  站控层后台机功能
      利用当今先进的软件技术,采用WINDOWS 98/Windows NT/Windows 2000/WINDOWS XP操作系统,网络通信协议采用国际通信标准的TCP/IP协议,可连续进行数据采集(测量)和分析计算,实时的存入数据库,并能通过友好的人机界面显示一次主接线图、系统二次设备配置图、设备信息、保护定值,并能定时或召唤打印各种日、月报表、打印各种故障信息,具有强大的数据处理能力。
 

 

客服一联系我们
客服二点击这里给我发消息
客服三联系我们
客服四点击这里给我发消息