全封闭的智能变电站的一次系统技术方案

一种全封闭的智能变电站的一次系统，取消了所有与输变电过程无关的所有建筑面积，移除变电站的二次设备，无人员与车辆进出通道并取消了所用电系统，仅包含有一次设备，所述一次设备利用GIS气体进行封装，对于需要与二次设备进行联系的部分，全部采用无线联系。本发明专利技术在取消了变电站内所有与输变电无直接关系的建筑面积、把二次系统从变电站内移出和取消所用电系统后，再对变电站内剩下的一次系统利用GIS技术再次进行空间压缩后，变电站的占地面积得到了大规模的压缩。积得到了大规模的压缩。积得到了大规模的压缩。

【技术实现步骤摘要】
全封闭的智能变电站的一次系统


[0001]本专利技术涉及电力领域的变电站，特别是智能变电站的一次系统。

技术介绍

[0002]“经济要发展，电力需先行”这是一个被当今社会普遍接受的一个基本事实，但是随着国民经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，整个社会对电力的需求越来越大，伴随而来的是土地供应的紧张，导致电网建设难度越来越大，变电站的征地、农户的青苗赔偿等问题越来越突出，造成规划难落地、落地难推进的局面。但是国家的经济发展和人民的日常生活又都迫切地需要电力建设及时跟上时代的发展，那么这就提出了一个问题——如何能够在现有变电站的基础上大规模地减少占地面积的问题。如果能大规模减少变电站的占地问题，那么电力工业就可以更好地为国民经济和社会发展服务。
[0003]现在的变电站特别是智能站，虽然每个二次设备都有自己的CPU，但是仅仅是解决本装置计算问题，功能过于简单，这么多CPU集中在一个变电站内，一点没有提高变电站的智能化水平，只是很多简单CPU功能的重复堆积而已。因此现在的智能站，没有自己的CPU(即大脑)，根本就不是真正意义上的智能站。
[0004]如图24所示，现有的智能变电站里设置有电容器1
’
、主变压器2
’
、10kV或35kV的开关室4
’
、二次设备室4
’
、110kV或220kV或500kV或1000kV等电气一次设备5
’
，所内道路6
’
。
[0005]结合图24，现在的智能站的缺点总结如下：
[0006]1、现在的变电站内不仅有承担输变电任务的各种电气一次设备5
’
，而且还有供人员和车辆通行的所内道路6
’
、安全工器具室等各种与输变电无直接关系的建筑面积。其中二次设备室4
’
也占据了不小的建筑面积。此外，还有所用电系统所需要的交直流室和蓄电池室等建筑面积。这些都增加了变电站所需的占地面积。
[0007]2、现在变电站内的二次设备，按出线间隔配置，要么集中组屏，放在一起，单独占用一间面积不小的二次设备室4
’
，要么随电气一次设备5
’
，分散安装在各个出线开关柜上。无论哪一种配置方式，都存在相同功能的保护重复配置问题，这还不算双重配置的问题。这样，即使没有双重配置的问题，仅保护配置一方面，就造成了很大的设备浪费和土地浪费。
[0008]3、现有变电站技术中，虽然配置了微机保护，有自己的CPU，但是其功能特别简单，只能满足本间隔开关相应功能的需要。一个变电站所有微机保护的CPU集中在一起，也只是许多简单功能的CPU的堆积，而不能形成一个能统一指挥全站所有二次设备的强大功能的CPU。
[0009]4、现有技术中，开关量的采集与输入都是通过有线方式(控制电缆或光缆)与保护装置相连的。参阅图1，为现有开关量的输入原理图，图1中DL和GWK等就是断路器和各种隔离开关的位置开关，将这些位置开关通过有线方式与二次设备(图1中1n)相连。
[0010]5、现有的变电站技术中，为了保证全站所有开关的操作机构和保护装置等的正常工作，还需要有所用电系统获得交直流电源。这样又增加了投资，增加了变电站的占地面积。而且常规使用的铅酸蓄电池还污染环境。所用电系统一般接线如图2所示。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题在于如何进一步大规模减少电力系统的一次系统占地面积。
[0012]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种全封闭的智能变电站的一次系统，取消了所有与输变电过程无关的所有建筑面积(含二次设备室)且不再考虑人员与车辆进出并取消了所用电系统，仅包含有一次设备，在此基础上，将剩下的一次设备再利用GIS气体进行整体封装，进一步压缩变电站的占地空间。移除变电站的二次设备。
[0013]本专利技术的优点在于：
[0014]1、取消现有变电站内所有与输变电无关的建筑面积，不再考虑人员与车辆的进出问题；
[0015]2、取消现有所用电系统，本专利技术将全站所有二次系统利用本专利技术特有的“一对多”的集成控制技术，进行大规模高度集成，将原变电站中各种二次设备的数量进行大规模压缩，并从现有变电站中移出，进一步减少变电站的占地空间。由于取消了现有变电站内建筑面积并限制了变电站内的人员活动，因此，原变电站中需要的所用电系统在本专利技术中也就不需要，但必要的所用电还是需要的，只是用电容量已经大为减少，不再需要传统的具有蓄电池和交直流系统的所用电系统了，新变电站内只有开关的分合闸机构、变压器的冷却系统以及相关的变送器等需要所用电，所以只需要一根容量足够的电源线就可以了，最多考虑两根电源线互为备用；
[0016]3、在取消了变电站内所有与输变电无直接关系的建筑面积、把二次系统从变电站内移出和取消所用电系统后，再对变电站内剩下的一次系统利用GIS技术再次进行空间压缩后，变电站的占地面积得到了大规模的压缩。
[0017]4、实现了变电站一次系统和二次系统的远距离分离和数据的无线传输。由现有变电站技术条件下，一次系统和二次系统均布置在变电站内，改为一次系统布置在变电站内，二次系统脱离变电站，可以在距离变电站较远的地方。一次系统与二次系统之间的通信方式由现有技术条件下的有线通信方式改为无线广域网通信方式。这样，进一步减小了变电站的占地面积。
[0018]5、二次系统采用“三总线”结构模式。全站用一个CPU指挥全站所有二次系统的工作，较现有技术条件下的变电站二次系统，其智能化水平得到了极大的提升。本专利技术从电网安全运行角度考虑，推荐采用国产CPU，如龙芯CPU等产品，由于采用国产CPU，还可以防止网络“黑客”对变电站通信网络的入侵破坏，可以更有效地保证电网的安全可靠运行。但这并不是说采用其他型号的CPU就会与本专利技术有本质的技术区别，无论采用哪种型号的CPU在技术路线上都与本专利技术是一致的。
[0019]由于本专利技术的“电流电压模块”、“开关量模块”、“非电量模块”、“多回路启动模块”等各种新模块全部都接在“三总线”上，各模块数据与CPU之间利用DMA方式进行数据处理，加快了数据处理的速度。同时兼容其他数据处理方式。
附图说明
[0020]图1是现有开关量的输入原理图；
[0021]图2是现有技术中的所用电系统原理图；
[0022]图3是本专利技术中装配式智能变电站的全站保护配置原理图；
[0023]图4是图3中的电流模块、电压模块、非电量参数模块的放大原理示意图；
[0024]图5是图3中的开关量模块的放大原理示意图；
[0025]图6是本专利技术中装配式智能变电站的各个模块的整体连接图；
[0026]图7是本专利技术中装配式智能变电站的各个模块的整体管脚连接图；
[0027]图8是本专利技术实施例的多回路启动模块的连接原理图；
[0028]图9是本专利技术实施例的多回路启动模块的外观管脚示意图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全封闭的智能变电站的一次系统，其特征在于：取消了所有与输变电过程无关的所有建筑面积，移除变电站的二次设备，无人员与车辆进出通道并取消了所用电系统，仅包含有一次设备，所述一次设备利用GIS气体进行封装，对于需要与二次设备进行联系的部分，全部采用无线联系。2.如权利要求1所述的全封闭的智能变电站的一次系统，其特征在于：与所述一次设备配套的二次设备按照功能划分为：电流模块(1)、电压模块(2)、非电量参数模块(3)、开关量模块(4)、多回路启动模块(5)、多回路分闸模块(6)、多回路重合闸模块(7)、多回路合闸模块(8)，每一模块均通过多路模拟开关(9)与系统总线(10)相连，对每一模块都进行多回路集成；其中，电流模块(1)和电压模块(2)集成全站的电流电压，非电量参数模块(3)集成全站的非电量参数，开关量模块(4)集成全站所有需要传送的开关量。3.如权利要求2所述的全封闭的智能变电站的一次系统，其特征在于：所述多回路启动模块(5)通过多路模拟开关(9)从电流模块(1)获得电流后，即进行故障分析判断，如果多回路启动模块(5)判断存在故障，则直接发送过流跳闸或者速断跳闸信号至多回路分闸模块(6)，由多回路分闸模块(6)来判断是哪些回路出现故障，再根据每条线路保护动作的情况，通过无线传感器完成分闸动作，保护的动作信号和开关的位置信号都将被送至多回路重合闸模块(7)，多回路重合闸模块(7)根据设定的启动条件启动重合闸，重合闸出口直接与多回路合闸模块(8)相连，在多回路合闸模块(8)中对所有回路进行合闸前的状态检查，只有是被保护跳闸而且已处于分闸状态并且在规定时间范围内被保护分闸次数不大于1次的开关，才能被重合闸进行重合成功，对于其他条件具备，但在规定时间范围内被保护跳闸次数大于1次的开关，将不会被重合。4.如权利要求2所述的全封闭的智能变电站的一次系统，其特征在于：所述电流模块(1)、电压模块(2)、非电量参数模块(3)、开关量模块(4)中均设置有无线通信模块，并且对应不同的回路设置有若干个SIM卡槽，若干个SIM卡槽内的不同回路的SIM卡均分别连接到无线通信模块，且不同回路的SIM卡均分别连接到多路模拟开关(9)上，其中每个模块有单独的多路模拟开关(9)，或将每个模块的多路模拟开关(9)汇总到一个多路模拟开关(9)上，无线通信模块和多路模拟开关(9)均连接到系统总线10上。5.如权利要求2所述的全封闭的智能变电站的一次系统，其特征在于：所述多路模拟开关(9)采用型号为TP0164的多路模拟开关。6.如权利要求1所述的全封闭的智能变电站的一次系统，其特征在于：一次设备中的变压器冷却器和变压器本体分离，将变压器本体与变电站其他电气设备共同摆放在充满SF6气体的密闭罐内，变压器的冷却器分为内外两个冷却器，内冷却器放置在SF6气体罐内，外冷却器放置在SF6气体罐外，内外冷却器与变压器本体之间以及内外冷却器之间均是连通的，在内外冷却器之间的管道上设置控制阀门，控制阀门能够进行内外冷却器的切换。7.如权利要求1所述的全封闭的智能变...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙辉，李安培，高博，张开明，徐斌，丁津津，谢毓广，汪玉，张峰，彭勃，汪勋婷，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司合肥供电公司，
类型：发明
国别省市：