基于全寿命周期理念的110kV数字化天宝变电站建设方案研究
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于全寿命周期理念的110kV数字化天宝变电站建设方案研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：目前正在建设的数字化变电站越来越多，在实际工程也得到广泛应用，从数字化变电站建设的必要性、优点和特点、成本及注意的问题进行了详细论述。
关键词：数字化变电站；必要性；优点；成本分析
作者简介：周江木（1970-），男，福建云霄人，福建省电力有限公司漳州电业局，工程师。（福建漳州363000）
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0150-02
目前正在建设的数字化变电站越来越多，在实际工程推广应用方面，据不完全统计，国内有8个以上省份在220kV变电站全部采用数字化变电站技术（含电子式互感器），110kV全站采用数字化变电站技术的更多；部分采用数字化变电站技术（含没采用电子式互感器厂站）的省份超过三分之二。数字化变电站技术的应用已从当初的电子式互感器间隔挂网运行、110kV变电站全数字化变电站技术的试点逐渐进入到实际工程应用阶段。
一、数字化变电站建设的必要性
1.国网公司数字化电网建设的需要
围绕“构建数字化电网，打造信息化企业”的战略目标，符合国网公司在《国家电网公司关键技术研究框架（2007版）》的《数字化电网关键技术研究框架》的要求。
2.变电站先进技术发展的必然趋势
目前，随着智能化电器和电子式传感器的实用化、计算机等高新技术的飞速发展，数字化变电站成为变电站自动化技术的发展方向。同时，无人值班变电站的技术发展对变电站自动化提出了更高的要求，希望进一步简化二次接线、减少二次电缆、减少维护工作量和减少变电站的占地面积等，因而无人值班变电站的发展促进了对变电站实现数字化的要求。
二、数字化变电站的优点和特点
1.主要优点
（1）变电站自动化的各种功能共用统一的信息平台，避免了设备重复投入。
（2）电子式互感器测量精度高、无饱和、无互感器二次开路问题。
（3）简化了变电站二次接线。
（4）光纤取代电缆，电磁兼容性优越，抗干扰能力强。
（5）信息传输通道可自检，通道可靠性高。
（6）能实现变电站管理自动化。
2.主要特点
（1）变电站传输和处理的信息全数字化。
（2）过程层智能化，即一次电气设备的智能化。
（3）统一的数据模型和功能模型。
（4）统一的通信协议（IEC61850），实现数据无缝交换。
（5）信息有比较高的可靠性、完整性、实时性。
（6）各种设备和功能共享统一的信息平台。
三、110kV变电站数字化方案
基于目前数字化变电站关键技术的产品成熟度、可靠性以及上述优越性分析，建议天宝数字化变电站采用如下建设方案：
（1）按实用型数字化变电站方案进行建设，即采用基于Rogowski线圈原理的电子式互感器、一次设备（开关）+智能终端方案实现一次设备智能化，采用基于IEC61850的变电站自动化系统实现二次设备网络化。
（2）天宝变110kV进线采用电子式电流互感器，共6台；母线电压互感器采用产品成熟度较高，电容分压有源式电子式互感器，共3台。
（3）110kV合并单元与智能终端实现一次设备智能化。安装在经专门设计、制造的断路器智能汇控柜内。
（4）主变套管CT、中性点的CT仍采用传统互感器，连同中性点刀闸信息接入主变汇控柜内的合并单元、智能终端实现主变智能化。
（5）应用以IEC61850标准为核心的二次设备网络化技术，用GOOSE网络实现跳合闸、联闭锁功能，实现各厂家设备间的互操作和信息共享。
（6）在数字化条件下对二次系统进行整合：取消了独立的微机五防系统、通信电源系统，简化了全站打印机配置、故障信息系统等。
（7）全站配电装置至通信及二次设备室除交直流电源电缆外，原则上取消所有控制电缆。
1.基于LCC理念的数字化变电站成本分析
利用LCC原理，根据实际情况简化数字化变电站的成本分析，不考虑与常规变电站相同部分的费用进行简化计算，主要针对数字化变电站采用的新设备、新技术增加或减少的一次投资成本（IC）、运行成本（OC）、由故障引起的中断供电损失成本（FC）、报废成本（DC）进行计算、分析。
2.数字化变电站LCC计算
（1）一次投资成本（IC）。所谓一次投资成本（IC），是指在变电站整个建设期间，至变电站正式投入运行以前发生的一次性所有成本。
（2）运行成本（OC）。运行成本是指变电站运行期间需要发生的一切费用总和，包括日常维护费、能耗费、环境费用、人工费、设备材料费等等。
（3）由故障引起的中断供电损失成本（FC）。由故障引起的中断供电损失成本（FC）是指变电站运行期间由于故障引起供电中断，由此产生的设备设施损坏、电量损失、用户中断供电损失索赔等费用总和。
（4）报废成本（DC）。报废成本（DC）指设备材料寿命周期结束后，清理、销毁该产品所需支付的费用。
（5）数字化变电站LCC计算结果。天宝变电站进行数字化变电站建设与常规变电站比较，变电站全寿命周期成本LCC（增量）=IC+OC+FC+DC。对于由故障引起的中断供电损失成本（FC）、报废成本（DC）进行简化处理。
3.数字化变电站 LCC 的费用-效益分析
与传统的变电站比较，数字化变电站效益主要有几个方面：
（1）一次设备实现智能化。变电站一次设备的信号系统和操作控制系统采用微处理器和光电技术，用数字控制器及数字公共信号网络取代传统的电缆连接，变电站二次系统中原先的继电器及其逻辑回路由智能电子设备取代，强电模拟信号和控制电缆由光电数字信号和光纤代替，提高了传输信号的抗干扰能力，同时可以减少投资和遭受雷击可能带来的损失。
（2）提高设备的利用率。减少设备的退出次数和退出时间，从而提高变电站自动化的整体可靠性，提高工作效率。
（3）二次系统的优化整合。变电站二次系统，包括继电保护装置、防误闭锁装置、同期操作装置、遥测遥控装置、故障录波装置、电压无功控制装置、在线状态检测装置等等全部基于标准化、模块化的微处理器设计，装置之间的连接全部采用高速的网络通信，二次系统不再出现常规功能装置重复的 I/O 现场接口，通过网络真正实现数据共享和资源共享，减少相同功能设备的重复投资。
（4）实现运行管理自动化。变电站运行管理自动化系统包括电力生产运行数据、状态记录和统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；发生故障时即时提供故障分析报告，指明故障原因，提出故障处理意见等。
4.数字化变电站LCC结论
通过LCC分析，天宝变采用数字化变电站与常规变电站相比较，在基建阶段增加的投资为16万元；在变电站的全寿命周期内增加的全寿命周期成本（LCC）为12.78万元。
也就是说，数字化变电站技术方案使变电站的技术水平比传统变电站有了革命性的飞跃，但是增加的基建投资却不到16万元，全寿命周期增加的成本更少。
建议天宝变电站按数字化变电站方案进行建设。
五、数字化变电站设计过程中需注意的问题
1.一次与二次专业间的接口
需在技术规范书中明确对一次智能化设备功能和接口的要求，明确一次设备的智能终端、电子式互感器及其互感器合并器的供货方和要求，避免一二次专业间的碰撞和遗漏。
2.电子式互感器对差动的影响
常规互感器和电子式互感器两个采样回路路由的延时是不一致的。
通过调整采样时刻，对两侧的采样路由延时差别进行补偿，保证计算差动电流的两侧电流是同一时刻值。为此增加两个定值：“本侧ECVT路由延时”、“对侧ECVT路由延时”定值。
当两侧都使用常规互感器、或两侧都使用同一型号的电子式互感器时，该定值可以整定为“0”。当一侧为常规电磁型互感器，另一侧为电子式互感器；或两侧电子式互感器型号不一致时，必须根据实际延时整定。
3.开放式数字化变电站的安全性问题
数字化变电站综合自动化系统基于开放的、标准的网络技术之上，所有的供应商都可以开发基于因特网的应用程序来监测、控制或远方诊断，但是带来的问题是可能导致计算机控制系统的安全性降低，因此要重视数字化变电站综合自动化系统的加密与防火墙设计。
六、结论
随着技术的不断进步，数字化变电站的应用将不断深入，对于数字化变电站的认识也将进一步提高。建设数字化变电站将带来深远的影响和变革，其意义重大，为建设资源节约型、环境友好型电网作出贡献。