一種光伏箱變保護(hù)測控通信一體化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及箱式變電站技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種支持IEC61850的光伏箱變保護(hù)測控通信一體化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]箱變是箱式變電站的簡稱，箱式變電站又叫預(yù)裝式變電所或預(yù)裝式變電站。是一種高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置按一定接線方案排成一體的工廠預(yù)制戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設(shè)備，即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機(jī)地組合在一起，安裝在一個(gè)防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)，機(jī)電一體化，全封閉運(yùn)行，特別適用于城網(wǎng)建設(shè)與改造，是繼土建變電站之后崛起的一種嶄新的變電站。箱式變電站適用于礦山、工廠企業(yè)、油氣田和風(fēng)力發(fā)電站，它替代了原有的土建配電房、配電站，成為新型的成套配電裝置。箱式變電站適用于住宅小區(qū)、城市公用、繁華鬧市、施工電源等，用戶可根據(jù)不同的使用條件、負(fù)荷等級選擇箱式變電站。箱式變電站自問世以來，發(fā)展極為迅速，在歐洲發(fā)達(dá)國家已占配電變壓器的70%，美國已占90%。隨著中國城市現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，城市配電網(wǎng)的不斷更新改造，箱式變電站必將得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]中國自20世紀(jì)70年代后期，從法國、德國等引進(jìn)及仿制的箱式變電站，從結(jié)構(gòu)上采用高、低壓開關(guān)柜，變壓器組成方式，這種箱式變電站稱為歐式箱變，形象比喻為給高、低壓開關(guān)柜、變壓器蓋了房子。其中，歐式箱變的箱體是由底座、外殼、頂蓋三部分構(gòu)成。底座一般用槽鋼、角鋼、扁鋼、鋼板等，組焊或用螺栓連接固定成型；為滿足通風(fēng)、散熱和進(jìn)出線的需要，還在相應(yīng)位置開出條形孔和大小適度的圓形孔。箱體外殼、頂蓋槽鋼、角鋼、鋼板、鋁合金板、彩鋼板、水泥板等進(jìn)行折彎、組焊或用螺釘、鉸鏈或相關(guān)的專用附件連接成形。其設(shè)有獨(dú)立的變壓器室，變壓器室主要由變壓器、自動控溫系統(tǒng)，照明及安全防護(hù)欄等構(gòu)成。
[0004]從20世紀(jì)90年代起，中國引進(jìn)美國箱式變電站，在結(jié)構(gòu)上將負(fù)荷開關(guān)，環(huán)網(wǎng)開關(guān)和熔斷器結(jié)構(gòu)簡化放入變壓器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧化鋅避雷器。變壓器取消油枕，油箱及散熱器暴露在空氣中，這種箱式變電站稱為美式箱變，形象比喻為變壓器旁邊掛個(gè)箱子。美式箱變最初是從歐式箱變發(fā)展而來的，其體積往往比較龐大，其過載能力強(qiáng)，允許過載2倍2個(gè)小時(shí)，過載1.6倍7個(gè)小時(shí)而不影響箱變壽命。其采用肘式插接頭，可以十分方便高壓進(jìn)線電纜的連接，并可在緊急情況下作為負(fù)荷開關(guān)使用，即可帶電拔插。其采用雙熔斷器保護(hù)，插入式熔斷器為雙敏熔絲(溫度、電流)保護(hù)箱變二次側(cè)發(fā)生的斷路故障。后備限流保護(hù)熔斷器保護(hù)箱變內(nèi)部發(fā)生的故障，用于保護(hù)高壓側(cè)。其一般采用高燃油點(diǎn)。其高壓負(fù)荷開關(guān)保護(hù)用熔斷器等全部元件都與變壓器鐵芯、繞組放在同一油箱內(nèi)。
[0005]目前，國產(chǎn)箱變同美式箱變相比，增加了接地開關(guān)、避雷器，接地開關(guān)與主開關(guān)之間有機(jī)械聯(lián)鎖，這樣可以保證在進(jìn)行箱變維護(hù)時(shí)人身的絕對安全。其每相用一只熔斷器代替了美式箱變的兩支熔斷器保護(hù)，其最大特點(diǎn)是當(dāng)任一相熔斷器熔斷之后，都會保證負(fù)荷開關(guān)跳閘而切斷電源，而且只有更換熔斷器后，主開關(guān)才可合閘。
[0006]其中，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是基于通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)唯一國際標(biāo)準(zhǔn)，它是由國際電工委員會第57技術(shù)委員會(IECTC57)的3個(gè)工作組10, 11, 12(WG10/11/12)負(fù)責(zé)制定的。作為基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺的變電站唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)吸收了 IEC60870系列標(biāo)準(zhǔn)和UCA的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)吸收了很多先進(jìn)的技術(shù)，對保護(hù)和控制等自動化產(chǎn)品和變電站自動化系統(tǒng)(SAS)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生深刻的影響。它將不僅應(yīng)用在變電站內(nèi)，而且將運(yùn)用于變電站與調(diào)度中心之間以及各級調(diào)度中心之間。其主要特點(diǎn)包括:1)定義了變電站的信息分層結(jié)構(gòu)；2)采用了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模技術(shù)；3)數(shù)據(jù)自描述；4)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性。國內(nèi)外各大電力公司、研宄機(jī)構(gòu)都在積極調(diào)整產(chǎn)品研發(fā)方向，力圖和新的國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，以適應(yīng)未來的發(fā)展方向。
[0007]然而，近年來，我國新能源行業(yè)雖然發(fā)展較為迅速，尤其在光伏發(fā)電領(lǐng)域，由于國家政策的大力支持，目前已經(jīng)進(jìn)入井噴式高速發(fā)展階段。在發(fā)展的過程中，相關(guān)的配套設(shè)施，尤其是以箱式變壓器為中心的箱變保護(hù)測控裝置，絕大部分產(chǎn)品功能不全面、采集信息量有限、產(chǎn)品功能整合度不高、通信接口有限。大部分箱變測控裝置由于裝置尺寸限制，電氣量采集路數(shù)有限、開入采集路數(shù)較少、通信接口僅支持?jǐn)?shù)量較少的RS485串口、以太網(wǎng)及光纖環(huán)網(wǎng)通信，通信協(xié)議僅支持Modbus或IEC103，不支持新一代變電站自動化系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61850、不支持無線傳感器接入以及視頻攝像頭接入等功能。
[0008]目前已有很多自動化系統(tǒng)支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，而箱變測控裝置作為光伏發(fā)電的核心，目前還沒有完全按照該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的箱式變電站。
[0009]公開(公告)號為CN204088986U的中國實(shí)用新型專利公開了一種35kV光伏發(fā)電用箱式變電站，包括:底座；低壓室，設(shè)置于所述底座上，內(nèi)設(shè)第一開關(guān)柜、第二開關(guān)柜及光伏測控裝置；升壓變壓器，其低壓線圈通過低壓接線套管分別與第一低壓斷路器和第二低壓斷路器出線端連接；升壓變壓器油箱，設(shè)于升壓變壓器上方，升壓變壓器油箱上設(shè)置有儲油柜和氣體繼電器；高壓室，設(shè)于所述底座上，內(nèi)設(shè)有高壓開關(guān)柜、真空負(fù)荷開關(guān)、高壓限流熔斷器、高壓避雷器及帶電顯示裝置；真空負(fù)荷開關(guān)上端通過高壓穿墻套管和高壓接線套管與所述升壓變壓器高壓線圈連接，下端分別與所述高壓避雷器和帶電顯示裝置連接。箱式變電站具有體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀特點(diǎn)。設(shè)備運(yùn)行更安全可靠，維修與維護(hù)更方便，節(jié)省建設(shè)資金投入。
[0010]公開(公告)號為CN204216463U的中國實(shí)用新型公開了一種光伏箱式變電站，光伏箱式變電站包括箱體，箱體內(nèi)包括高壓室、變壓室以及低壓室；高壓室、變壓室以及低壓室呈“品”字形或“目”字形排列，“品”字形或“目”字形呈橫倒?fàn)顟B(tài)；低壓室內(nèi)設(shè)置有低壓模塊和控制模塊，低壓模塊包括低壓框架斷路器、浪涌保護(hù)器以及電流互感器；變壓室內(nèi)設(shè)置有變壓器，變壓器的輸入端連接低壓框架斷路器的輸出端；通過合理設(shè)置箱體內(nèi)變壓室、低壓室以及高壓室的排列方式，使箱體結(jié)構(gòu)緊湊，箱體占用地方小，適合現(xiàn)場環(huán)境需要；箱變內(nèi)配置光伏箱變專用測控保護(hù)裝置，通過控制模塊可以實(shí)現(xiàn)對光伏箱變的保護(hù)、遙測、遙控、遙信等功能。
[0011]上述兩項(xiàng)發(fā)明專利皆旨在對箱式變壓器的外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，也沒有針對IEC61850標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種支持IEC61850的光伏箱變保護(hù)測控通信一體化裝置，主要目的在于提供一種能夠克服目前光伏箱變測控裝置不支持國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61850的問題的光伏箱變保護(hù)測控通信一體化裝置，其還具有保護(hù)、測控、通信和通信管理功能，從而更加適于實(shí)用。
[0013]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型主要提供如下技術(shù)方案:
[0014]本實(shí)用新型提供的支持IEC61850的光伏箱變保護(hù)測控通信一體化裝置包括人機(jī)接口面板、電源插件板、開入插件板、CPU插件板、通信接口插件板、開出插件板、信號采集插件板和總線背板，所述人機(jī)接口面板、電源插件板、開入插件板、CPU插件板、通信接口插件板、開出插件板、信號采集插件板分別連接于所述總線背板；
[0015]所述人機(jī)接口面板用于承載人機(jī)交互裝置，所述電源插件板用于承載工作電源，所述開入插件板用于承載強(qiáng)電開入插件，所述CPU插件板用于承載CPU，所述通信接口插件板用于承載通信接口，所述開出插件