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《能源與環境雜志》2014年第三期

1二次設備整合原則

1.1二次設備整合的總體思路二次設備整合的總體思路：（1）分層分布；（2）整合后的設備盡可能靠近被控制與被保護對象；（3）簡化二次回路，提高可靠性；（4）優化保護及控制策略。

1.2二次設備優化集成整合方案根據集成優化指導思想，二次設備功能優化整合主要有3個思路：①按間隔分專業進行整合；②按間隔跨專業進行整合；③按專業對設備橫向進行優化整合。（1）二次設備按間隔分專業進行整合。二次設備按間隔分專業進行整合，如將本間隔內各種類型的保護進行整合，該種整合方案在常規變電站中就已大量應用，如主保護集成后備保護，220kV母線保護集成斷路器失靈判據功能等。智能變電站由于信息采用網絡傳輸取代常規變電站的硬接線，使二次設備按間隔按功能進行整合得到進一步擴展并得到廣泛應用：線路保護集成過電壓及遠跳就地判據功能、邊斷路器保護可集成過電壓及遠跳就地判據功能。對于繼電保護專業，二次設備按功能分專業進行整合已得到全面應用，每個間隔目前已僅配置1～2套保護（雙重化的2套，單重化的1套），按間隔按功能再進行整合基本已無繼續發展的空間。對于自動化專業，二次設備按功能分專業進行整合仍有發展空間，如測控裝置集成相量測量等功能。（2）二次設備按間隔跨專業進行整合。二次設備按間隔跨專業進行整合，即將本間隔內保護、測控、相量測量、計量等全部或部分功能進行整合。如35（10）kV保護測控計量多合一裝置、測控裝置集成相量測量、錄波功能等等。二次設備按間隔跨專業整合方案在智能變電站試點工程中已得到廣泛應用，具有較大的發展空間，按間隔跨專業進行整合有利于間隔檢修及維護、減少間隔內部接線、提高信息傳輸的可靠笥、適合二次設備就地下放布置，最終實現一、二次設備融合。（3）二次設備按專業橫向進行整合。隨著智能變電站建設的不斷推進，技術的不斷發展，又提出了新的整合思路，如CN35-1272/TK設備按專業橫向進行整合，如采用集中式保護裝置，集中式測控裝置，并在工程中進行了試點應用。

1.3二次設備幾種整合方案對比分析針對二次設備幾種整合方案進行對比分析，具體比較詳見表1。從表1可以看出，二次設備按間隔分專業整合空間有限，并已得到全面實施；二次設備按間隔整合可簡化接線，實現一、二次設備融合，方便運行檢修；二次設備按專業橫向整合可更好地支持數據統一采集、統一存儲、統一上送、統一展示，但也存在檢修時跨間隔隔離問題。

1.4小結綜上所述，二次設備各種集成優化整合方案各有優缺點，綜合上述分析及國內外研究情況，二次設備集成優化整合研究主要存在以下2條技術路線：（1）對于單間隔二次設備，二次設備整合主要以簡化二次回路接線，設備小型化并逐步實現安裝在一次設備內部或無限接近一次設備本體。（2）對于實現跨間隔功能、跨間隔信息處理的二次設備及有必要集中信息與主站端進行信息交互的，逐漸往橫向集成方向發展。

2二次設備優化集成整合方案研究及實施規劃建議

2.1二次設備優化集成整合方案專項研究針對各電壓等級、配電裝置布置方案等特點考慮按間隔跨專業整合、按專業橫向整合2種方案共提出二次設備優化集成整合現階段建議及總體規劃，提出如下二次設備優化集成整合實施建議及規劃。

2.2二次設備按間隔跨專業整合方案

2.2.1220kV及以上電壓等級多功能測控裝置（1）近期方案。220kV電壓等級可采用面向間隔的多功能測控裝置，集成穩態數據（測控功能）、動態數據（PMU功能）、非關口計量等功能。考慮保護的重要性及可靠性，保護裝置獨立配置。（2）遠期方案。隨著技術的發展，多功能測控裝置逐步增加保護功能。

2.2.2合并單元智能終端一體化裝置（1）近期方案。合并單元智能終端一體化裝置可先在110kV及220kV電壓等級中試點應用。（2）遠期方案。遠期將合并單元智能終端一體化裝置由110kV及220kV電壓等級逐漸擴展應用于330kV等以上電壓等級。

2.2.3在線監測IED（1）近期方案。除局放裝置由于采用特高頻信號各傳感器廠家標準難以制訂外，其余微水、壓力、密度等傳感器均通過4～20mA模擬量信號或RS485串口信號與IED裝置通信。因此近期可將除局放IED外各子IED整合。（2）遠期方案。按間隔或多間隔配置1臺多功能IED裝置。

2.3二次設備按專業橫向整合方案

2.3.1110kV電壓等級集中式測控裝置110kV電壓等級現階段為確保保護的獨立性及可靠性、保護裝置仍按間隔單獨配置；由于信息傳輸的數字化，取消間隔層測控裝置；信息采集由智能終端、合并單元實現，信息計算及上傳等信息由集中測控裝置實現。即按電壓等級配置集中式測控裝置，統一接收變電站監控、調度端遙控綜合令等。

2.3.2站域及廣域控制（1）近期方案。智能變電站過程層信息的數字化、網絡化使得在一套裝置能夠采集變電站內更多設備的運行狀態信息，能夠更加實時優化控制策略。因此可配置一套站域緊急控制裝置，實現備自投、低頻低壓減載、負荷聯切等功能。（2）遠期方案。遠景通過在站域緊急控制裝置基礎上通過高速數據網絡構建廣域電網安全穩定控制系統。

2.3.335（66）kV集中式無功保護測控裝置對于500kV變電站，35（66）kV可考慮采用集中式無功保護測控裝置，數字化無功保護測控裝置集中化方案為每條母線配置2套集中式無功保護測控裝置，裝置集中組屏安裝控制室內，每個間隔就地安裝合并單元及智能終端裝置，將2臺電容器、2臺電抗器的CT模擬采集量及遙信量以光纖以太網集中接入集中式保護測控裝置中；同時配置1臺母線電壓MU，母線PT電壓模擬量接入母線MU，母線MU將母線電壓信息以IEC60044-8或IEC61850-9-2規約分別接入2個集中式保護測控裝置，集中式保護測控裝置經過電壓電流采樣數據同步處理后完成2臺電容器、2臺電抗器的保護測控功能。集中式無功保護測控裝置設計架構如圖2所示。

2.4小結通過上述分析，建議現階段二次設備集成優化整合方案如下：對于750（500）kV變電站66（35）kV無功補償設備，可考慮按段配置集中式保護測控裝置，以簡化配置，增加了母線保護功能；對于110kV電壓等級，現階段為確保保護的可靠性，保護獨立配置，按雙重化配置2套集中式測控裝置；對于220kV及以上電壓等級，保護獨立配置，采用面向間隔的綜合測控裝置，集成測控、相量測量、錄波、非光口計量等功能；對于220kV及以下電壓等級，配置合并單元智能終端一體化裝置；將在線監測各子IED整合至主IED內。

3結束語

通過上述分析，二次設備集成優化整合現階段主要有二條技術路線：一是按間隔跨專業整合，二是按專業橫向整合。兩條技術路線均能達到優化設備配置、減少占地面積、節省投資目的，均符合國網公司集成優化指導思想。2種整合方案各有優缺點，建議先在低電壓等級試點，不斷總結經驗，并逐步推廣。

作者：鄭瑞忠單位：福建省電力勘測設計院