国网110kV智能变电站工程应用方案.docx

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1、工程设计部-标准化组110kV智能变电站工程应用方案国网版（适用于新建变电站）文件状态：草 稿正式发布正在修改作者 工程设计部标准化组当前版本V1-GW完成日期2010-7-21审定2010-7-21版本历史版本/状态作者参与者起/止日期备注目 次1主接线12小室划分13通信规约14与其他智能设备的接口15站控层16变电站自动化系统设备配置27过程层28间隔层及过程层设备配置39对时410录波器配置511网络分析系统配置512二次设备组柜及布置原则513组柜方案514全站设备配置示意图615全站网络示意图716交换机配置图817间隔设备联系图818设备清单1119屏面布置图14附 录 A MM

2、S网交换机端口设计15附 录 B GOOSE网交换机端口统计18附 录 C 参考主接线图20工程设计部-标准化组110kV智能变电站工程应用方案1 主接线电压等级主接线形式间隔名称本期远景备注110kV内桥线路2桥110kV单母分段线路30分段1电容器4接地变2主变压器2三相式2 小室划分1） 站控层部分：主控制室2） 110kV部分：继电器室3） 10kV：开关室3 通信规约1） 站控层网络通讯采用IEC61850。2） 过程层网络通讯（1） GOOSE通讯规约采用IEC61850-8-1（2） SV通讯规约采用IEC61850-9-23） 合并单元与互感器之间：私有协议4 与其他智能设备的

3、接口1） 变电站直流系统、站用电系统、UPS系统、图像监视和安全警卫系统及火灾自动报警系统等宜采用IEC61850规约与变电站自动化系统通信。2） 变电站直流系统、站用电系统、UPS系统、图像监视和安全警卫系统以火灾自动报警系统等可采用IEC60870-5-103或其他标准部颁规约与变电站自动化系统通信。此时变电站综自厂家须在相应继电器小室内配置通讯管理机。5 站控层5.1 网络结构采用单重化以太网络，星型结构。5.2 交换机配置1） 采用主-子交换机级联方式，任两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4个交换机；2） 根据间隔数量合理配置交换机，每台交换机配备适量的备用端口。图 1交换机配

4、置示意图注：当间隔较少时，可取消继电器室主交换机，继电器室子交换机直接接入主控室主交换机，如图 2。图 2 交换机配置示意图6 变电站自动化系统设备配置1） 操作员站：单套配置、单显示器；2） 工程师站（选配）：单套配置、单显示器；3） 五防工作站（选配）：单套配置、单显示器；推荐一体化五防。可配外厂家设备。4） 保护及故障信息子站（选配）：单套配置、单显示器；推荐由统一信息平台实现。可选配外厂家设备。5） 远动通信装置：采用装置型单套配置；可由统一信息平台实现，此时可复用主机兼操作员站。6） 网络通信记录分析系统（选配）：单套。7） 其他设备（1） 设置一台网络打印机，通过站控层网络通信打印

5、全站报表等。（2） 配置一台宽行针式打印机（USB接口），通过操作员主站打印保护实时报警及事件等。（3） 取消保护柜内针式打印机。（4） 每台操作员站配置1套音箱。（5） 操作员站配置可读写光驱。注：1） 当需要高级应用时，采用操作员站兼高级应用。2） 当不配置独立远动通信装置时，操作员站兼高级应用双套配置。3） 高级应用主机内存按4G配置，其他主机最低2G配置。7 过程层7.1 网络结构7.1.1 总原则1） 采用星型结构；2） SV、GOOSE网络完全独立配置；3） 变压器保护应采用相互独立的数据接口控制器接入过程层SV网、GOOSE网；4） 设备采用双重化配置时，对应的过程层网络亦应双重

6、化配置，第一套接入A网，第二套接入B网；5） 保护与智能终端、合并单元之间采用点对点光纤连接，不经过过程层网络交换机；6） GOOSE网络用于传递设备之间的联闭锁信息、测控、故障录波、报文监视等；7） SV网络用于故障录波、报文监视、测量、PMU等。注：当故障录波、报文监视、测量、PMU等要求采用SV点对点方案时，可取消SV网络。存在的问题是：1） 故障录波、报文监视设备、测控、PMU、合并单元、智能单元应具有足够SV接口。2） 变压器测控必须分侧配置。7.1.2 网络配置1） 全站配置GOOSE单网，SV单网注：1） 因间隔数太少，推荐不按电压等级组过程层网络。2） 110kV侧由于间隔保护

7、单套配置，所以过程层网络单重化配置；第二套主变保护与110kV桥备自投之间采用GOOSE点对点方式连接。3） 10kV侧推荐采用常规互感器、不考虑母差保护、间隔间无配合情况，所以配置GOOSE单网，用于备自投、分段保护测控装置等相关配合；第二套主变保护动作信号，由智能终端输出硬接点与备自投、分段保护测控装置之间采用电缆连接；不配置SV网。低压设备与测控相关GOOSE报文通过站控层网络传输（MMS+GOOSE）。7.1.3 交换机配置1） 采用主-子交换机级联方式，任两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4个交换机；2） 根据间隔数量合理配置交换机，每台交换机配备适量的备用端口。8 间隔层及

8、过程层设备配置8.1 110kV内桥接线1） 互感器（1） 线路：三相ECT，安装于线路侧；（2） 母线：三相EVT；（3） 桥：ECT；2） 合并单元（1） 线路：双套配置；（2） 母线：每两段母线双套配置合并单元；每套合并单元含并列功能；合并单元具备GOOSE接口，与母联智能终端点对点连接，接入母联断路器和刀闸位置；具备多个SV接口，点对点与间隔合并单元连接，输出母线电压；具备两个互感器检修压板。（3） 桥：双套配置；注：1） 配置电子式互感器时：合并单元随其供货；2） 配置常规互感器时：合并单元推荐由保护厂家供货。3） 智能终端（1） 线路断路器：双套配置；（2） 母设：每两段母线，单套

9、配置；（选配）（3） 桥断路器：双套配置注：可说服用户优化为不配置母设智能终端，采用母设测控装置用电缆与一次设备连接，以节省户外柜。本方案不配置独立的母设智能终端。4） 保护装置（1） 线路：保护测控一体化装置，单套配置；含完整的主后备保护功能；（2） 桥：保护测控一体化装置，单套配置5） 测控装置（1） 母设：每段母线，独立、单套配置；（选配）注：母设测控，如征得用户同意，可优化为由本电压等级公用测控完成。本方案不按母线配置测控装置，而复用全站公用测控。8.2 变压器1） 互感器（1） 高压侧中性点：ECT；（2） 低压侧：三相ECVT；2） 合并单元（1） 高压侧：双套配置；接入高压侧中性

10、点互感器；（2） 低压侧：双套配置；接入低压侧ECVT。注：1） 变压器保护应接入110kV线路电流、110kV桥电流、110kV母线电压、高压侧中性点电流。2） 配置电子式互感器时：合并单元随其供货；3） 配置常规互感器时：合并单元推荐由保护厂家供货。3） 智能终端（1） 低压侧断路器：双套配置；（2） 本体：单套配置4） 保护装置（1） 变压器保护：双套配置；每套含完整的主后备保护功能；（2） 非电量保护：单套配置；5） 测控装置（1） 每台主变配置1台测控装置。8.3 10kV单母线接线1） 互感器（1） 各间隔：三相常规电流互感器，安装于间隔侧；（2） 母线：三相常规电压互感器；2）

11、保护、测控装置（1） 各间隔：测保一体化装置，单套配置。注：所用变测保一体化装置负责该设备高低压侧测控。3） 测控装置母设：每段母线，独立、单套配置。(选配)注：母设测控，如征得用户同意，可优化为由本电压等级公用测控完成。本方案不按母线配置测控装置，而复用全站公用测控。8.4 380V部分 1） 互感器常规互感器2） 测控装置复用全站公用测控装置。用于380V母线电压测量、380V分段的测控。8.5 其他1） 全站配置1台公用测控装置；2） ODF按网段、按电压等级配置。9 对时1） 变电站应配置 1 套全站公用的时间同步系统，主时钟应双重化配置，支持北斗系统和 GPS 系统单向标准授时信号，

12、 优先采用北斗系统， 时钟同步精度和守时精度满足站内所有设备的对时精度要求； 2） 站控层设备宜采用 SNTP 网络对时方式；3） 智能终端、保护装置可通过IRIG-B（DC）码对时，也可采用IEC- 61588（IEEE 1588）标准进行网络对时，对时精度应满足要求；4） 合并单元采用IRIG-B（DC）进行对时；注：采用IEEE 1588对时时，所对时的设备及连接的交换机需要支持IEEE1588，交换机价格差异较大。10 录波器配置1） 按电压等级按网配置录波器2） 每台主变配置1台录波器注：本方案不含录波器11 网络分析系统配置1） 系统按单套配置。2） 记录仪：（1） 记录仪按网配置

13、，非按网段配置。即：各电压等级的SV1 GOOSE1 MMS1只要记录仪容量允许，均可全部接入该记录仪。（2） 每台记录仪：4个用于接入SV的光口，2个普通光口，2个千兆电口，4个普通电口；（3） 所有光口都可以用于接入GOOSE，通常选择2个普通的光口（4） 每个SV光口最多接入8个MU，例如一个网段接有32个MU，记录仪需要用4个SV口接入该网段交换机。（5） GOOSE、MMS，可用一个口接入记录仪。3） 网络记录信息存储（1） SV一般要求存储7天，每个SV 2G/小时的容量，7天大概为300G；（2） 如果是76个MU，7天需要 300G*76，近24T 的硬盘空间；按照1/6的压缩

14、比存储，需要 4T 的空间，普通硬盘满足不了，需要配置磁盘阵列以达到扩容。另外，这么大的数据频繁转储到磁盘阵列，需要分析仪主机配置较高。4） 分析仪、记录仪共享1台显示器。注：点对点方案替代GOOSE、SV组网时，由网络分析系统解决接入端口多的问题。12 二次设备组柜及布置原则1） 站控层设备各主站计算机、显示器、打印机放置于控制台上。2） 110kV及以上电压等级（1） 保护、测控、合并单元按间隔集中组柜，置于主控室；（2） 智能终端、非电量保护置于户外柜，就地安装。3） 10kV电压等级（1） 保护测控装置、备自投、电压并列装置安装于在开关柜；（2） 同步时钟装置、交换机共组1面柜，放置于

15、开关室。4） 380V设备集中组柜，置于主控室；5） 交换机合理组柜，置于主控室；6） 本方案不配光纤配线柜，可根据需要配置。建议按母线配置，且双套配置的设备对应各自的光纤配线柜，以增强可靠性。13 组柜方案13.1 站控层设备1） 计算机设备不组屏，放置于控制台；2） 打印机放置于控制台；3） 远动柜： 远动通信装置、通道接口装置、同步时钟装置共组1面柜。开关室设一台扩展同步时钟装置，与开关室交换机共组一面柜；4） 网络分析柜：分析仪、记录仪及其所需设备组1面柜；5） 全站公用测控柜：公用测控装置、通信接口装置（可选）、与母线合并单元1/2共组一面柜；6） 交换机柜：站控层MMS交换机，与过

16、程层交换机共组1面柜。每柜不超过6台交换机。13.2 间隔层及过程层设备1） 110kV 线路、桥（1） 柜1（户内）：线路保护测控一体化装置、合并单元1/2；（2） 柜2（户内）：桥保护测控一体化装置、合并单元1/2、备自投；（3） 柜3（户外）：智能终端1/2。注：可说服用户不配置母设智能终端，用母设测控。本方案不配置独立的母设智能终端。2） 变压器（1） 柜1（户内）：变压器保护1、高压侧中性点合并单元1、低压侧合并单元1、变压器测控装置；（2） 柜2（户内）：变压器保护2、高压侧中性点合并单元2、低压侧合并单元2；（3） 柜3（户外）：本体智能终端、非电量保护。3） 10kV设备（1）

17、 保护测控装置、备自投、电压并列装置安装于在开关柜；（2） 柜1（户内）：同步时钟装置、交换机共组1面柜。14 全站设备配置示意图 21 / 2515 全站网络示意图16 交换机配置图16.1 站控层MMS网16.2 GOOSE网16.3 SV网17 间隔设备联系图17.1 110kV线路17.2 110kV桥17.3 变压器17.4 低压备自投17.5 低压分段17.6 低压其他间隔18 设备清单设备名称型号单位数量说明监控主站主机/操作员站台1显示器台1综自软件根据实际情况配置操作系统软件套监控系统插件套远动系统插件套顺控插件套一体化五防插件套VQC套故障信息插件套工程师插件套其他主站选配

18、五防主机台1可外厂家供货液晶显示器台1可外厂家供货五防软件套1可外厂家供货五防锁具套1可外厂家供货故障信息系统主机台1可外厂家供货液晶显示器台1可外厂家供货防火墙台1可外厂家供货故障信息系统软件套1可外厂家供货工程师站主机台1液晶显示器台1监控系统其他设备音箱对2A3激光网络打印机台1宽行针式打印机台1控制台尺寸待定套1远动柜(每面含)面1选配远动主机（装置型）台1通道接口装置台1根据通道数量配置同步时钟装置台2柜体面1全站公用测控柜(每面含)面1公用测控装置台1含开入、开出通信管理装置台1选配通道接口装置选配台1根据通道数量配置；当无远动主机时配置母线合并单元1台1母线合并单元2台1ODF台

19、2柜体面1网络分析设备屏（每面含）面1网络分析仪台1液晶显示器台1共享器*口台1网络记录仪台2磁盘阵列*T台1根据需要配置8口交换机台1根据需要配置过程层交换机台根据需要配置ODF台1柜体面1110kV线路设备柜(每面含)面2线路保护测控装置台1线路合并单元台2ODF台2柜体面1110kV桥设备柜(每面含)面1桥保护测控装置台1备自投装置台1合并单元台2ODF台2柜体面1110kV智能终端柜(每面含)面3户外安装智能终端1台1智能终端2台1温湿度测量及控制套1ODF台2柜体户外柜面1交换机柜(每面含)面1交换机24口台2MMS交换机16口台2GOOSE交换机16口台1SVODF台3柜体面1变压

20、器设备柜1(每面含)面2变压器保护1台1变压器测控装置台1合并单元台2高、低ODF台2柜体面1变压器设备柜2(每面含)面2变压器保护2台1合并单元台2高、低ODF台2柜体面1变压器智能终端柜1(每面含)面2户外安装本体智能终端台1非电量保护台1温湿度测量及控制套1ODF台1柜体户外柜面1开关室安装设备变压器低压侧智能终端1台2变压器低压侧智能终端2台2电容器保护测控装置台4接地变保护测控装置台2线路保护测控装置台30分段保护测控装置台1备自投装置台1电压并列装置台110kV公用柜（每面含）面1安装于开关室扩展同步时钟装置台1GOOSE交换机16口台1同过程层交换机要求GOOSE+MMS交换机2

21、4口台2同站控层交换机要求ODF台4柜体面119 屏面布置图附 录 A MMS网交换机端口设计A.1 MMS网站控层主交换机AMMS连接设备名称端口序号本期远景备注操作员站11远动主站12工程师站（选配）3五防工作站（选配）4故障信息子站（选配）5A3激光网络打印机6故障录器17网络记录仪18全站公用测控装置9通信接口装置10111213141516171819202110kVMMS网交换机A22210kVMMS网交换机A123110kVMMS网交换机A24A.2 110kV MMS网主交换机AMMS间隔名称连接设备名称端口序号本期远景110kV线路1保护测控装置1110kV线路2保护测控装置

22、2110kV桥保护测控装置3110kV桥备自投4#1主变保护15#1主变保护26#1主变测控7#2主变保护18#2主变保护29#2主变测控1011121314151617181920212223MMS网站控层主交换机A24A.3 10kV MMS网子交换机A1MMS间隔名称连接设备名称端口序号本期远景线路1保护测控装置1线路2保护测控装置2线路3保护测控装置3线路4保护测控装置4线路5保护测控装置5线路6保护测控装置6线路7保护测控装置7线路8保护测控装置8线路9保护测控装置9线路10保护测控装置10线路11保护测控装置11线路12保护测控装置12线路13保护测控装置13线路14保护测控装置1

23、4线路15保护测控装置15#1接地变保护测控装置16电容器1保护测控装置17电容器2保护测控装置18分段保护测控装置1920212223MMS网站控层主交换机A24A.4 10kV MMS网子交换机A2MMS间隔名称连接设备名称端口序号本期远景线路16保护测控装置1线路17保护测控装置2线路18保护测控装置3线路19保护测控装置4线路20保护测控装置5线路21保护测控装置6线路22保护测控装置7线路23保护测控装置8线路24保护测控装置9线路25保护测控装置10线路26保护测控装置11线路27保护测控装置12线路28保护测控装置13线路29保护测控装置14线路30保护测控装置15#2接地变保护

24、测控装置16电容器3保护测控装置17电容器4保护测控装置181920212223MMS网站控层主交换机A24附 录 B GOOSE网交换机端口统计B.1 GOOSE网交换机1GOOSE备注间隔名称连接设备名称端口序号本期远景110kV线路1保护测控装置1110kV线路1智能终端12110kV线路2保护测控装置3110kV线路2智能终端14110kV桥保护测控装置5110kV桥智能终端16110kV桥备自投78910GOOSE网交换机311GOOSE网交换机212B.2 GOOSE网交换机A2GOOSE备注间隔名称连接设备名称端口序号本期远景1#变压器保护111#变压器测控21#变压器中压侧智能

25、终端131#变压器本体智能终端142#变压器保护152#变压器测控62#变压器中压侧智能终端172#变压器本体智能终端18910111213GOOSE网交换机114B.3 GOOSE网交换机A3GOOSE备注间隔名称连接设备名称端口序号本期远景1#变压器保护111#变压器低压侧智能终端122#变压器低压侧智能终端132#变压器本体智能终端14低压备自投5低压分段67GOOSE网交换机18B.4 SV网交换机GOOSE备注间隔名称连接设备名称端口序号本期远景110kV线路1合并单元1110kV线路1保护测控装置2110kV线路2合并单元3110kV线路2保护测控装置4110kV桥合并单元5110kV桥保护测控装置6110kV桥备自投7#1主变高压侧合并单元8#1主变低压侧合并单元9#1主变测控装置10#2主变高压侧合并单元11#2主变低压侧合并单元12#2主变测控装置13低压备投114低压备投21516附 录 C 参考主接线图注：本方案仅参考上图接线形式，图中互感器配置不属于本方案内容