数字化变电站范文精选

数字化的变电站，其由一次设备的智能化以及二次设备的网络化进行分层的构建。实现了变电站的电气设备间信息智能共享，以及相互操作的现代化的时代。

1　存在于传统常规变电站自动化系统中的缺点

1）传统变电站自动化系统的结构相对复杂，其可靠性较低。在传统的变电站中，其二次设备、自动和远动装置等，大多数都采取了小规模的集成电路或者是电磁模式，自检功能缺乏，结构复杂，而且其可靠性极低。

2）配置采取固定的模式，灵活性低。在传统的变电站中，其二次设备多半是依赖足够多的电缆，再加以空触点的利用，以模拟信号为载体进行信息的交换，这样就造成信息量小，灵活性能较差的缺点，同时也无法实现其可靠安全性能。另外，改变接线较难，只稍稍的进行部分改动设计，需要更改的接线就非常之多。

3）配置相对来说较多，且占地面积大。传统的变电站，其较大的占地面积和大量电缆的使用，加重传统变电站的电压和电流互感器的负担，存在较多多余的冗繁二次配置。

4）远程控制力低。在传统变电站的远程监视能力方面，存在着严重的不足。其对总控制中心所提供的信息少，而且精度非常差，再加上变电站内部的自动调节以及控制的手段还不够全面，协调配合能力较低，不能实现电网实时监测，不能满足电网控制要求。

5）维护工作难度高，工作量大。电磁型，或者是小规模的集成电路，其调试和维护难度大，工作量大。其自动化不能够满足定值的远方修改，无法实现工作状态的检查。还有一些设备，极其容易受到周围环境的影响。

6）处理信息的速度和准确性能较差。传统的变电站，其监控系统依靠人实现，人作为监控系统核心，由于个人能力的局限性，难以保护之呢过信息的处理正确性及可靠性。

【摘要】：电力系统是经济发展的重要基础和根本所在，变电站自动化的发展情况说明了经济发展的状况。我国对电力系统的发展一直非常重视，并且取得了巨大的成就：西部大开发和东部经济建设服务的"西电东送"，三峡工程建设的初步完成。在变电站自动化领域中，由于智能化开关、一次运行设备在线状态检测，光电式电流，电压互感器、变电站运行等操作的不断使用和日趋成熟，并且计算机高速网络在实时系统中不断地开发和应用，变电站自动化系统的数字化发展已经成为今后发展的主流。

【关键词】：数字化;智能化开关;光电式电流

在当今的信息化时代中，数字化也越来越为人们所重视。数字化技术主要体现以下几个方面的特性：首先，数字化是数字计算机的基础，并且数字化是软件技术的基础，是智能技术的基础；其次，数字化是多媒体技术的基础，它为信息社会提供了基础。数字化变电站就是使变电站的所有信息采集，传输，处理，输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。它的基本特征体现在设备智能化，通信网络化模型和通信协议统一化，运行管理自动化等方面。我国首座数字化变电站-翠峰变电站位于1998年3月3日建成投产，并于2006年3月27日改造为全数字化变电站正式投入运行。经过7个月的投产运行．各种数据采集、传输准确无误．运行平稳、安全、可靠．在全国处于领先地位．并达到国际先进水平．

1.数字化变电站的技术特点和应用

1.1一次设备的智能化

一次设备中被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路都采用微处理器和光电技术的设计，这使常规机电式继电器及控制回路的结构简化了，传统的导线连接被数字程控器及数字公共信号网络所取代。可编程控制器代替了变电站二次回路中常规的继电器和其逻辑回路，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。

1.2二次设备的网络化

变电站中常规的二次设备：故障录波装置、继电保护装置、电压无功控制、量控制装置、远动装置、同期操作装置、在线状态检测装置等，都是基于标准化、模块化的微处理机技术而设计制造，设备之间的通信连接全部采用高速的网络，二次设备通过网络真正地实现了数据、资源的共享。

摘要：随着智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，数字化变电站从理论变为现实，随着智能电网的大力发展一个数字化变电站时代即将来临。该文主要从数字化变电站自动化系统的技术特点、与常规变电站的优势及应用中存在的问题等几个方面进行论述。

关键词：数字化变电站；lEo61850

一、引言

数字化变电站是当前电力系统研究的热点，数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站，作为一门新兴技术，数字化变电站从提出开始就受到了极大的关注，并已成为我国电力系统研究的热点之一。随着相关软硬件技术的不断发展和成熟，数字化变电站必将成为变电站技术的发展趋势。

二、数字化变电站的产生及发展

尽管20世纪90年代以来变电站综合自动化技术的发展对于电网运行技术的提高起到了十分积极的作用，改善了变电站自动控制的能力和可靠性，但在实现技术方案上基本上还是维持着常规变电站自动化系统原有的功能和逻辑关系，在工作方式上多数仍然是各自独立运行，形成了各种“信息孤岛”现象。数据交互方面由于规约的限制，不同厂家的设备之间不能互相通信，不能共享资源，装置的冗余配置并不能实现信息的冗余应用。涉及到不同厂家产品同时应用时，系统的联调时间长，系统的稳定性较差，对维护及运行带来了极大的不便，一定程度上影响了变电站自动化系统的投入率。

随着光电技术在传感器应用领域研究的突破，IEC61850标准的颁布实施，以太网通信技术的应用，以及智能断路器技术的发展，给变电站自动化技术带来了一个崭新的发展机遇。这些相关技术的发展和应用使数字化变电站兴起并不断向前发展。

目前，国内在数字化变电站设备领域的研究已经取得了长足进展。具有国际先进水平的国产光电互感器已通过国家级鉴定，多个数字化变电站已先后投入运行，随着智能电网的大力发展，更多的数字化变电站将会投入电网运行。

《城市建设理论研究》6月单号：6006194 采编：谭书琴

摘要：随着智能化电气设备的发展，特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，数字化变电站从理论变为现实，一个数字化变电站时代即将来临。论述了数字化变电站的定义、结构、特点及4大组成部分，并对数字化变电站自动化系统的3种组成方案进行了探讨。

关键词：变电站；自动化

0 引言

变电站自动化技术经过十多年的发展。智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统将成为未来的发展趋势。

1 数字化变电站的定义及结构

数字化变电站由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作。数字化变电站的结构见图1。

数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为2类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备。在逻辑结构上可分为3个层次，根据IEC61850通信协议定义，这3个层次分别称为“过程层”、“间隔层”和“站控层”。数字化变电站的逻辑分层结构见图2。这种分层，需要有相应的抽象服务来实现数据交换，抽象通信服务接口(ACSI)是IEC61850的一个重要特点，它独立于具体的网络应用层协议f例如目前采用的MMS)，和采用的网络(例如现在采用的IP网络)无关。ACSI可以直接访问现场设备，对各个制造厂的设备都用同一种方法进行访问。这种方法可以用于重构配置，很容易获得新加入设备的名称和用于管理设备的属性。

【摘 要】本文笔者从数字化变电站的特征入手，介绍了数字化变电站系统的结构，分析了数字化变电站应用中存在的不足，指出了理想的数字化变电站建设是变电站未来发展的必然趋势。

【关键词】数字化变电站；自动化；发展

1、数字化变电站的特征

1．1 智能化的一次设备。一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。

1．2 网络化的二次设备。变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备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、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。

1．3 自动化的运行管理系统。变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。

2、数字化变电站系统的结构

数字化变电站自动化系统结构在物理上可分为两类：智能化一次设备和网络化二次设备。在逻辑结构上可分为三个层次，据IEC 61850 通信协议草案定义，这三个层次分别为“过程层、间隔层、站控层”。各层次内部及层次之间采用高速网络通信。

【摘 要】数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。本文对数字化变电站技术的发展和特点进行了阐述。

【关键词】数字化变电站；技术；研究

1、前言

数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。随着数字化变电站的发展，IEC 61850协议的推广，解决了数字化后设备与设备间的互操作性、互换性的一个统一平台协议。数字技术的可靠性，实时性，经济性正在逐步提高。它改变了传统的变电站综合自动化二次设备的组态模式，现在我们可以运用智能设备，光电电流电压互感器，一次设备在线检测及自诊断等技术，使发展建设完全意义上的数字化变电站已成为可能。

由定义可以看出，数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。具体体现如下：

1.1 智能化的一次设备

智能设备首先应具备数字化接口，一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路，采用微处理器和光电技术设计，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程控制器代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。通过过程总线接口给间隔层设备提供电气信息，接受间隔层设备的跳合闸等控制命令；各断路器的智能终端输入开关位置、刀闸位置等状态量，输出跳合闸命令，含操作回路。由此可以看出，智能化设备是机电一体的进一步结合，是实现电气量和非电气量数字化的基础部分。1

1.2 网络化二次设备

【摘要】数字化变电站即为变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，并建立与之相适应的通信网络和系统。作为一门新兴技术，数字化变电站从提出开始就受到了极大的关注，目前已成为我国电力系统研究的热点之一。随着相关软硬件技术的不断发展和成熟，数字化变电站将成为变电站技术的发展方向。数字化变电站技术的发展将会是一个比较长期的过程。

【关键词】数字化变电站；基本概念；特点；现状；发展

随着数字化技术不断发展，数字化变电站将是继综合自动化技术后电力系统变电站建设的又一次革新，国家电网公司也已经将数字化变电站的建设纳入到了十一五规划重点发展方向。实现数字化变电站对于我国变电站的自动化运行和管理将带来深远的影响和变革，实现数字化变电站可以减少设备的检修次数和检修时间，提高设备的使用效率；可以实现信息在运行系统和其它支持系统之间的共享，减少重复建设和投资。由此可见数字化变电站的重要意义，数字化变电站技术的发展也将会是一个比较长期的过程。

1 数字化变电站的基本概念及现状

数字化变电站是数字化技术在变电站内应用的产物, 但数字化技术在变电站内并不是一个新鲜的事物,从早期的远动装置到如今的计算机监控装置和微机保护装置, 都是数字化技术在变电站内的具体应用。数字化变电站是指变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化, 基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等。数字化变电站建设的关键是实现能满足上述特征的通信网络和系统, 并开发出相应的智能设备，数字化变电站可按照IEC61850 标准建设通信网络和系统的变电站，近年研究的数字化变电站是数字化技术在变电站内的进一步应用。

国际上实现的站层和间隔层部分规约已经实现, 功能也已相当完整。国内有众多制造厂在跟进, 规模较大厂家和一些保护信息管理机的制造厂家起步较早, 在开发和应用方面有了一些成果，电子式互感器应用中存在的问题在数字化过程层的应用中，电子式互感器与合并器的应用也引来了许多新的问题值得研究。由于目前尚无高精度测量偏振面旋转的检测器，通常利用检偏器将角度转化为光强信息, 利用偏光干涉原理实现电流测量。光学电子式电压互感器通过横向和纵向调制传感器测量电压, 目前难以对相位差进行精确测量，一般采用干涉方法将通过晶体的相位调制光变成振幅调制光，检测光强来间接检测相位。长稳定性等诸多因素的影响。光学电子式互感器技术复杂、成本高，性能不易稳定，实用化进程比较缓慢。

2 数字化变电站的特点

2.1 数据采集数字化

摘 要:本文主要分析了数字化变电站自动化系统的特征和结构,简要总结了数字化变电站应用存在的问题,并针对它的发展现状进行了分析和研究。

关键词:数字化变电站 自动化 发展

1、数字化变电站自动化系统的特征

(1)智能化的一次设备。一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之,变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替,常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。

(2)网络化的二次设备。变电站内常规的二次设备,如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造,设备之间的连接全部采用高速的网络通信,二次设备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、资源其享,常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。

(3)自动化的运行管理系统。变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电站设备检修报告,即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。

2、数字化变电站自动化系统的结构

在变电站自动化领域中智能化电气的发展,特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现,变电站综合自动化技术迈进了数字化的新阶段。在高压和超高压变电站中,保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元,如A/D变换、光隔离器件、控制操作回路等将隔离出来,作为智能一次设备的一部分。反言之,智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置,测控等装置的I/O部分;而中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化,完整地安装在开关柜上,实现了变电站机电一体化设计。数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类,即智能化的一次设备和网络化的二次设备。在逻辑结构上可分为3个层次:“过程层”、“间隔层”、“站控层”,各层次内部及层次之间采用高速网络通信。

摘要　随着电力系统数字化(智能化)工作的逐步展开，数字化变电站建设与整个电网智能化建设的联系日益紧密。本文介绍了数字化变电站的研究和应用情况，总结了典型系统方案和工程实施效果；通过广泛调研和大量实践经验，提出在研发和应用过程中应加以重视并着力解决的问题，指出目前工作中尚存在的不足，并给出完善和改进建议。最后，就数字化变电站的发展提出一些看法，探讨下一步的努力方向。

关键词　数字化变电站　IEC61850　智能电子设备　IEC 62351

引言

近几年，IEC 61850系列标准(变电站通信网络和系统)的颁布、实施，极大推动了变电站的数字化建设进程，并且随着其进一步发展和完善，正逐渐向站外乃至更广泛的领域延伸。尽管对于数字化变电站，并没有形成统一、完整的定义，但普遍认为(1)符合IEC61850标准的变电站通信网络和系统；(2)智能化的一次设备(如电子式互感器、智能化开关等)；(3)网络化的二次设备；(4)自动化的运行管理系统，为其最主要的技术特征。

数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现全站信息共享和互操作，并以网络数据为基础，实现测量、监视、控制、保护、信息管理等功能的变电站，功能如图1所示。

基于IEC 61850标准的数字化变电站是变电站自动化发展史上的重大变革，标志着变电站技术和管理等方面进入新的发展阶段。数字化变电站建设的根本目的在于，保障安全生产、实现科学管理。

1　数字化变电站的研究和应用情况

1.1发展过程

【摘 要】数字化变电站是电力系统发展的必然趋势，是通讯技术、信息技术和计算机技术发展的必然结果。数字化变电站项目的实施对于现代电力系统的发展和数字化电网将产生深远的影响。本文简介了数字化变电站的技术特征和系统结构，并对常规综合自动化变电站的数字化改造的方案进行了简要分析。

【关键词】数字化 变电站

一、引言

数字化变电站作为电力自动化发展史上的一次重大的技术变革，对整个电力事业的发展具有重要的意义。数字化变电站的研究与实施将为实现国家电网公司“一强三优”总体战略目标，提高国家电网整体科技含量，推动电网集约化发展、集约化管理和集约化运营，建设坚强的数字化电网发挥重要的作用。IEC 61850标准――变电站通信网络和系统，是国际电工委员会（IEC）TC57工作组制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准。IEC61850规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言，使不同智能电气设备间的信息共享和互操作成为可能。

二、电子式互感器

电子式互感器通常由传感模块和合并单元两部分构成，传感模块又称远端模块，安装在高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。合并单元安装在二次侧，负责对来自远端模块的各相电流电压信号进行同步处理，并转发给二次设备。电子式互感器是数字化变电站实现模拟量测量的重要装置。电子式互感器分为无源电子式互感器和有源电子式互感器两种。其中有源电子式互感器是空心线圈电流互感器，带铁心的低功率电流互感器；电阻分压或阻容分压的电压互感器。无源电子式互感器是基于光效应的互感器，如采用法拉第效应磁光变化原理的电流互感器和普克尔效应电光原理的电压互感器。

三、智能化一次设备

智能化的一次电气设备主要包括：智能型断路器/隔离开关和智能化变压器等。智能化就是设备具有实时数据的采集和处理（应用的）能力，有智能控制的能力，有与其它智能单元实时交换数据的能力，设备有自我描述和诊断能力。目前由于一次设备技术发展尚不成熟，普遍采用就地安装合并单元和智能操作箱进行就地转换，一次设备的信息通过电缆接到合并单元和智能操作箱，在由合并单元和智能操作箱通过光缆接入过程层网络。