论文智能变电站220kV智能终端合并单元一体化装置应用是关于本文可作为智能终端方面的大学硕士与本科毕业论文智能终端产品有哪些论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
摘 要：智能变电站智能终端合并单元一体化装置在110 kV电压等级已得到广泛的应用,达到节省就地智能控制柜空间、节约占地、节省投资的目的,也积累了大量的运行经验.文章在此基础上对220 kV智能终端合并单元一体化装置的应用进行分析,通过对装置集成的可行性、装置集成方案、集成后装置的可靠性、对运维的影响、经济效益等进行全面的研究,建议220 kV采用智能终端合并单元一体化装置,以推动智能变电站技术的进步.
关键词：智能变电站;二次设备;智能终端;合并单元
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）35-0097-01
智能终端合并单元一体化装置在110 kV电压等级已得到广泛应用,达到节省就地智能控制柜空间、方便运维等目的.
随着智能变电站的广泛建设,220 kV智能控制柜内配置独立合并单元、智能终端,使得智能控制柜柜体增大,柜内布线拥挤,不便于运行维护;并且装置多,柜内发热量大,影响了设备的安全可靠性及运行寿命;此外,220 kV过程层设备为双套配置,使得过程层设备、柜体、光缆数量远远多于110 kV过程层设备.以上这些因素严重制约了220 kV智能变电站二次设备的布置优化.
因此,本文提出在220 kV电压等级采用智能终端合并单元一体化装置,以优化布局,简化接线.下文对采用智能终端合并单元的可行性、技术方案、可靠性、对运行维护的影响、效益等进行分析.
1 装置集成方案
220 kV合并单元智能终端一体化置采用双CPU配置方式.其中,CPU1主要负责智能终端功能,实现对一次设备控制驱动和状态采集、GOOSE点对点或组网收发功能;CPU2主要负责合并单元功能,实现对电流电压模拟量或数字量采样、SV点对点或组网收发功能.双CPU独立工作、互不影响,同时又通过内部高速总线交互实时采样和GOOSE信息,实现双CPU复采、SV、GOOSE共口传输等功能.
合并单元智能终端一体化装置主要安装在GIS本体汇控柜或一次设备就地智能柜中,既可通过模拟量输入方式实现传统互感器的数字化,也可通过IEC 61850-9-2或FT3等规约接入电子式互感器的数字采样信息;可以点对点或组网方式为多个装置共享采样数据.和此同时,装置还可作为一次开关设备的数字接口,提供GOOSE点对点和组网用的以太网口.由于合并单元和智能终端在装置内通过板卡级的总线互通,因此可以实现SV、GOOSE报文通过同一接口输出,节省了交换机和装置的光口数量,减少了发热量.
一体化装置内的合并单元和智能终端模块之间,共用电源模块、人机接口模块、光纤数据收发模块和对时模块,进一步节约了站内资源,减少了站内设备之间的接线.
2 可靠性分析
在性能和停运影响方面,合并单元、智能终端在集成前,数据处理和命令执行均独立进行、互不影响,但其中一台装置停运,单间隔本套内的所有二次装置（包括保护、测控）均要陪停.集成后,合并单元和智能终端CPU独立,数据处理和命令执行和集成前同样相互独立.一体化装置停运,和集成前的影响范围完全相同.因此,在性能方面和停运的影响范围方面,一体化装置和集成前相同.
在和一次设备接口方面,合并单元、智能终端在集成前,和一次设备的接口相互独立.一体化装置中二者和一次设备的接口仍是相互独立,互不影响.因此在和一次设备接口方面,一体化装置和集成前相同.
在对时和电源方面,若在时间同步主机或电源主机端出现故障,则和之相连的设备均停运,集成前和集成后情况相同.若故障出现在装置内的对时模块或电源模块中时,集成前的独立装置虽然不会相互影响,但是合并单元装置停运或智能终端的停运,均会导致该间隔本套内的其他所有装置陪停,因此集成后的影响范围和集成前相同.但由于220 kV电压等级二次设备均为双套配置,因此不论集成前或集成后,即使一套系统故障,另一套二次系统仍能正常运行,不影响可靠性.此外,由于电源和对时模块公用,减少了电源电缆和对时光缆,减少对时主机和电源主机负荷的同时,也提高了设备稳定性,降低设备成本.
在光缆连接方面,装置集成后,由于SV、GOOSE可以共口传输,装置用于组网的光口、光纤熔接点及光缆数量可以减少一半,同时可减少过程层网络交换机光口数量,甚至减少交换机数量.光口的减少可大幅改善装置散热,同时减少连接点故障概率,有效提高可靠性.若将来采用220 kV保护测控一体化装置,此方面的效益将更为明显.
在主变本体合并单元和智能终端方面,由于主变智能终端集成了非电量保护功能,考虑保护的独立性和可靠性,在220 kV保护装置不和其它装置集成的前提下,主变本体智能终端和合并单元暂不宜进行集成.
从以上分析来看,采用合并单元智能终端一体化装置,相较独立装置而言,运行可靠性基本相当,且220 kV电压等级装置均为双套配置,即使单套故障,也不影响一套系统.
3 对运维的影响、问题及建议
在互感器配置方面,按照传统互感器的配置原则,测量线圈和计量线圈分开、线路保护用线圈和母线保护线圈用分开,合并单元需要接收所有线圈的二次信号并进行AD转换,再发送至相应装置.这样会造成合并单元机箱内的小CT、小PT数量众多,导致AC插件放不下.目前的解决措施是,改变互感器配置方式,将测量用和计量用线圈合一,线路保护用线圈和母线保护用线圈合一,从而解决多合一装置内空间局促的问题;同时,通过优化操作回路,减少相关插件数量,内部空间还有进一步优化的空间.此外,若智能变电站中采用电子式互感器,AD转换在互感器远端模块中完成,互感器和合并单元之间通过光缆连接,一体化装置不会出现以上问题.
在设备操作方面,根据现场实现运行情况,35 kV及以下电压等级智能终端操作运作的频率要远大于110 kV及以上电压等级,也未出现控制时智能终端对合并单元造成影响,并且110 kV的合并单元智能终端一体化装置也已经过长期运行,性能稳定,完全能够满足运行要求.因此在运行方面,220 kV一体化装置可参照110 kV一体化装置执行.
在相关技术规范方面,现阶段还缺乏运行经验,也没有相关的技术规范,各厂家的一体化装置软硬件结构存在一定的差异.因此,建议基建和生产部分尽快制定220 kV智能终端合并单元一体化装置的技术规范,并扩大试点范围.
4 结 语
①主流二次设备厂家具备生产一体化装置的能力.一体化装置技术可行,国内主流二次设备厂家均可生产.
②可靠性有所提升.由于一体化装置共享电源及通信模块、减少了外部接线、相应地减少故障元件,总体可靠性较两 立装置有所提升.
③减少了运维工作量.采用一体化装置,减少了设备数量,相应地减少了运维工作量.
④经济效益显著,每座220 kV变电站约可节省投资160万元.
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参考文献：
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