国网110kV智能变电站工程应用方案.docx

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 1
2 小室划分 1
3 通信规约 1
4 与其他智能设备的接口 1
5 站控层 1
6 变电站自动化系统设备配置 2
7 过程层 2
8 间隔层及过程层设备配置 3
9 对时 4
10 录波器配置 5
11 网络分析系统配置 5
12 二次设备组柜及布置原则 5
13 组柜方案 5
14 全站设备配置示意图 6
15 全站网络示意图 7
16 交换机配置图 8
17 间隔设备联系图 8
18 设备清单 11
19 屏面布置图 14
附 录 A MMS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

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

1

10kV
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IEC61850-9-2
3） 合并单元与互感器之间：私有协议
4 与其他智能设备的接口
4） 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。
5） 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
6） 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；
7） 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
8） 操作员站：单套配置、单显示器；
9） 工程师站（选配）：单套配置、单显示器；
10） 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。
11） 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。
12） 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。
13） 网络通信记录分析系统（选配）：单套。
14） 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
15） 采用星型结构；
16） SV、GOOSE网络完全独立配置；
17） 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；
18） 设备采用双重化配置时，对应的过程层网络亦应双重化配置，第一套接入A网，第二套接入B网；
19） 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；
20） 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；
21） 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
22） 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
23） 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；
24） 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 间隔层及过程层设备配置
8.1 110kV内桥接线
25） 互感器
（1） 线路：三相ECT，安装于线路侧；
（2） 母线：三相EVT；
（3） 桥：ECT；
26） 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：
4） 配置电子式互感器时：合并单元随其供货；
5） 配置常规互感器时：合并单元推荐由保护厂家供货。
27） 智能终端
（1） 线路断路器：双套配置；
（2） 母设：每两段母线，单套配置；（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。
28） 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
29） 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
30） 互感器
（1） 高压侧中性点：ECT；
（2） 低压侧：三相ECVT；
31） 合并单元
（1） 高压侧：双套配置；接入高压侧中性点互感器；
（2） 低压侧：双套配置；接入低压侧ECVT。
注：
6） 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。
7） 配置电子式互感器时：合并单元随其供货；
8） 配置常规互感器时：合并单元推荐由保护厂家供货。
32） 智能终端
（1） 低压侧断路器：双套配置；
（2） 本体：单套配置
33） 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；
34） 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
35） 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；
36） 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。
37） 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
38） 互感器
常规互感器
39） 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
40） 全站配置1台公用测控装置；
41） ODF按网段、按电压等级配置。
9 对时
42） 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， 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；
43） 站控层设备宜采用 SNTP 网络对时方式；
44） 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；
45） 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
46） 按电压等级按网配置录波器
47） 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
48） 系统按单套配置。
49） 记录仪：
（1） 记录仪按网配置，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。
50） 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。
51） 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
52） 站控层设备各主站计算机、显示器、打印机放置于控制台上。
53） 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。
54） 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，放置于开关室。
55） 380V设备集中组柜，置于主控室；
56） 交换机合理组柜，置于主控室；
57） 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
58） 计算机设备不组屏，放置于控制台；
59） 打印机放置于控制台；
60） 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；
61） 网络分析柜：分析仪、记录仪及其所需设备组1面柜；
62） 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；
63） 交换机柜：站控层MMS交换机，与过程层交换机共组1面柜。每柜不超过6台交换机。
13.2 间隔层及过程层设备
64） 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。
65） 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。
66） 10kV设备
（1） 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

15 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

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
2

A3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
1

ODF

台
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
1

110kV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
2

ODF

台
2

柜体

面
1

110kV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
2

ODF

台
2

柜体

面
1

110kV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
1

ODF

台
2

柜体
户外柜
面
1

交换机柜(每面含)
面
1

交换机
24口
台
2
MMS

交换机
16口
台
2
GOOSE

交换机
16口
台
1
SV

ODF

台
3

柜体

面
1

变压器设备柜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
1

ODF

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
1

10kV公用柜（每面含）
面
1
安装于开关室

扩展同步时钟装置

台
1

GOOSE交换机
16口
台
1
同过程层交换机要求

GOOSE+MMS交换机
24口
台
2
同站控层交换机要求

ODF

台
4

柜体

面
1

19 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A

MMS

连接设备名称
端口序号
本期
远景
备注
操作员站1
1

√

远动主站1
2

√

工程师站（选配）
3

√

五防工作站（选配）
4

√

故障信息子站（选配）
5

√

A3激光网络打印机
6

√

故障录器1
7

√

网络记录仪1
8

√

全站公用测控装置
9

√

通信接口装置
10

√

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

10kVMMS网交换机A2
22

√

10kVMMS网交换机A1
23

√

110kVMMS网交换机A
24

√

A.2 110kV MMS网主交换机A

MMS
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
1

√
110kV线路2
保护测控装置
2

√
110kV桥
保护测控装置
3

√
110kV桥
备自投
4

√
#1主变
保护1
5

√
#1主变
保护2
6

√
#1主变
测控
7

√
#2主变
保护1
8

√
#2主变
保护2
9

√
#2主变
测控
10

√

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

MMS网站控层
主交换机A
24

√
A.3 10kV MMS网子交换机A1

MMS
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
25

√
线路2
保护测控装置
26

√
线路3
保护测控装置
27

√
线路4
保护测控装置
28

√
线路5
保护测控装置
29

√
线路6
保护测控装置
30

√
线路7
保护测控装置
31

√
线路8
保护测控装置
32

√
线路9
保护测控装置
33

√
线路10
保护测控装置
34

√
线路11
保护测控装置
35

√
线路12
保护测控装置
36

√
线路13
保护测控装置
37

√
线路14
保护测控装置
38

√
线路15
保护测控装置
39

√
#1接地变
保护测控装置
40

√
电容器1
保护测控装置
41

√
电容器2
保护测控装置
42

√
分段
保护测控装置
43

√

44

45

46

47

MMS网站控层
主交换机A
48

√
A.4 10kV MMS网子交换机A2

MMS
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
49

√
线路17
保护测控装置
50

√
线路18
保护测控装置
51

√
线路19
保护测控装置
52

√
线路20
保护测控装置
53

√
线路21
保护测控装置
54

√
线路22
保护测控装置
55

√
线路23
保护测控装置
56

√
线路24
保护测控装置
57

√
线路25
保护测控装置
58

√
线路26
保护测控装置
59

√
线路27
保护测控装置
60

√
线路28
保护测控装置
61

√
线路29
保护测控装置
62

√
线路30
保护测控装置
63

√
#2接地变
保护测控装置
64

√
电容器3
保护测控装置
65

√
电容器4
保护测控装置
66

√

67

68

69

70

71

MMS网站控层
主交换机A
72

√

附 录 B
GOOSE网交换机端口统计
B.1 GOOSE网交换机1

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
保护测控装置
73

√

110kV线路1
智能终端1
74

√

110kV线路2
保护测控装置
75

√

110kV线路2
智能终端1
76

√

110kV桥
保护测控装置
77

√

110kV桥
智能终端1
78

√

110kV桥
备自投
79

√

80

81

82

GOOSE网交换机3
83

√

GOOSE网交换机2
84

√

B.2 GOOSE网交换机A2

GOOSE
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1
85

√

1#变压器
测控
86

√

1#变压器
中压侧智能终端1
87

√

1#变压器
本体智能终端1
88

√

2#变压器
保护1
89

√

2#变压器
测控
90

√

2#变压器
中压侧智能终端1
91

√

2#变压器
本体智能终端1
92

√

93

94

95

96

97

GOOSE网交换机1
98

√

B.3 GOOSE网交换机A3

GOOSE
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1
99

√

1#变压器
低压侧智能终端1
100

√

2#变压器
低压侧智能终端1
101

√

2#变压器
本体智能终端1
102

√

低压
备自投
103

√

低压
分段
104

√

105

GOOSE网交换机1
106

√

B.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
107

√

110kV线路1
保护测控装置
108

√

110kV线路2
合并单元
109

√

110kV线路2
保护测控装置
110

√

110kV桥
合并单元
111

√

110kV桥
保护测控装置
112

√

110kV桥
备自投
113

√

#1主变
高压侧合并单元
114

√

#1主变
低压侧合并单元
115

√

#1主变
测控装置
116

√

#2主变
高压侧合并单元
117

√

#2主变
低压侧合并单元
118

√

#2主变
测控装置
119

√

低压备投1
120

√

低压备投2
121

√

122

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

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