智能变电站概述及其通讯结构图
+电气设备监测与故障诊断作业智能变电站 学院：电子信息 专业：电气工程及其自动化 班级：13级01班 姓名：苗增 学号：41303040134智能化变电站建设苗增 西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。1.智能化变电站的体系结构与通讯网络IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。智能化变电站通讯结构见如下示意图：3.PRS7000变电站自动化系统3.1.技术特点采用分层分布、面向对象的设计思想;支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证;当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台;当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能;采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。3.2.工程应用浙江宁波220kV武胜变宁夏银川220kV掌政变广东220kV电科院实验室四川绵阳110kV北川变新疆昌吉110kV北庭变贵州贵阳110kV东关变河南周口110kV北郊变河北邯郸110kV贾口变4.PRS700-D/ PRS7000系列间隔层装置4.1.装置列表表 1 数字化保护测控设备列表型号名称功能简介BP-2C-D母线保护实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联非全相保护、母联失灵（或死区）保护、以及断路器失灵保护出口等功能。PRS-753-D超(特)高压线路光纤纵差保护以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并集成了全套的距离及零序（或过流）保护。PRS-778-D超(特)高压变压器成套保护220kV及以上各种电压等级的变压器的主保护、高中低压侧后备保护功能。PRS-701-DPRS-702-D超(特)高压线路成套保护以突变量距离继电器构成的快速距离保护；以相间距离、接地距离、零序电流、零序反时限、三相不一致保护等组成的全套后备保护PRS-721-D断路器保护数字式断路器保护及自动重合闸装置，完成断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸等。PRS-723-D母联(分段)断路器及辅助保护数字式断路器保护及自动重合闸装置，完成断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸等。PRS-747-D超(特)高压电抗器成套保护220kV及以上各电压等级高压并联电抗器全套电量保护。PRS-741-D单元测控装置各电压等级单元测控装置，具有四遥功能，具有和五防主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能。PRS-742-D公共测控装置各电压等级公共测控装置，具有四遥功能，具有和五防主机同规则但不依赖于监控系统的间隔五防闭锁遥控功能。PRS-711-D距离保护测控110kV距离保护、测控。PRS-713-D线路光纤纵差保护测控110kV光纤纵差保护、测控。PRS-7387变压器差动保护适用于110kV多种接线方式的三卷和两卷变压器，提供110变压器差动等功能。PRS-7388变压器后备保护测控实现110kV变压器的后备保护、测控等功能PRS-7358备自投装置适用于两段母线、两条进线或两台变压器互为备用方式。也可适用于三台降压变、负荷侧四段母线、中间一台低压侧有双分支的运行模式，可完成四段母线两两互为暗备用和均分负荷功能。PRS-7378变压器保护测控110kV变压器的主保护、高中低压侧后备保护、测控功能。PRS-7351馈线保护测控实现馈线、变压器组、分段的保护、测控、操作等功能。PRS-7359电容器保护测控零序差压差流型、分相差压型、分相差流型。PRS-7367线路保护测控实现输电线路的保护、测控、操作等功能。PRS-7381所用变保护测控装置实现所用变、接地变、曲折变的保护测控等功能。4.2.技术特点面向智能电网、立足数字化电网、兼容传统电网的自动化系统。统一的硬件和软件平台，实现了硬件的标准化、模块化，软件的组态化，方便配置和扩展。总线式架构，内部千兆数据总线，采用点对点/组播方式进行数据交互，数据传输容量大，扩展性强。保护装置支持传统互感器以及不同型号电子式互感器同时接入，并具备良好的数据处理能力，母线保护装置工程应用已实现36间隔接入。电子式互感器采样值正确性检测识别及异常数据处理，有效处理飞点问题。4.3.典型产品简介1.BP-2C-D母线保护BP-2C-D型分布式微机母线保护装置是深圳南瑞科技有限公司在继承BP系列集中式母线保护产品基础上基于数字化变电站IEC61850标准开发的母线保护装置，采用全新的高性能硬件平台，具有全开放式数字接口，既可以与智能一次设备(光电互感器、一次智能开关)无缝接口，也兼容传统的一次设备;支持IEC61850协议的站控层接入、间隔层的GOOSE闭锁互联和过程层的电子式互感器数字信号接入，可灵活地用于部分或全部采用智能一次设备的变电站。分布式母差各子机按照IEC61850协议提供接口，无须关注网络类型，实现灵活组网，可以适用于过程层各种组网方式，以能够实现变电站内智能电气设备间信息共享、互操作和保护间隔下放为目的，从而具有更完善的、更经济的、更可靠的工程应用价值。适用于1000kV及以下电压等级，包括单母线、单母分段、双母线、双母单分段以及双母双分段在内的各种主接线方式，母线上连接元件的最大规模为24个支路。对于中性点不接地系统，若母线保护仅接入两相CT，母线上连接元件的最大规模为36个支路。2.PRS-753-D线路保护PRS-753-D装置为全数字式的超高压线路保护，主要适用于220kV及以上电压等级的数字化变电站的需选相跳闸的输电线路保护。PRS-753-D装置以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并配有零序电流差动元件的后备差动段。装置还集成了全套的距离及零序保护作后备保护。PRS-753-D后备保护包括三段式相间距离、三段式接地距离保护、两段零序电流保护、一段零序反时限保护，并配有灵活的自动重合闸功能。PRS-753-D装置内置光通信接口，以光的方式对外通信，传输保护用电流数据及开关量信息;同时，装置还可通过独立的外置光通信转换装置与电站PCM设备的复接，实现长距离线路的纵差保护。3.PRS-778-D主变保护PRS-778-D微机变压器成套保护主要适用于220KV及其以上各种电压等级的变压器。它集成一台变压器全套电量保护，主保护和后备保护共用一组TA。可满足各种电压等级变压器的双套主保护和双套后备保护完全独立的配置要求。满足变电站综合自动化系统的要求，全面支持数字化变电站自动化系统，可方便接入电子式互感器和智能终端等过程层设备，并通过工业以太网与站控层设备进行通信，保护装置通信遵循最新的IEC 61850国际标准，按照IEC61850协议提供接口，无须关注网络类型，实现灵活组网，可以适用于过程层各种组网方式。4.4.工程应用陕西延安750kV洛川变陕西延安330kV延安变浙江宁波500kV兰溪变浙江杭州220kV闻堰变浙江绍兴220kV东关变贵州贵阳220kV湾塘变江西吉安220kV泰和变山东潍坊220kV怡明变重庆220kV双桥变四川绵阳110kV北川变产品应用包括BP-2C-D母线保护、PRS778-D主变保护、PRS753-D线路保护、PRS713-D线路保护、PRS711-D线路保护、PRS747-D高抗保护、PRS723-D母联及分段保护、PRS721-D断路器保护、PRS761-D非电量智能终端、PRS741-D高压测控装置、PRS7358备自投装置等全系列设备。5.PRS7000系列过程层装置5.1.装置列表表 2 过程层装置列表型号名称功能简介PRS-7390-1间隔合并单元接入数字互感器，按IEC61850-9-1/2格式输出，用于间隔单元PRS-7390-3电压合并单元接入电压数字互感器，按IEC61850-9-1/2格式输出，实现电压并列。PRS-7391全站时钟源提供全站采样同步信号PRS-7392级联合并单元提供IEC61850-9-1/2报文的合并和预处理，用于系统保护PRS-7393模拟量合并单元(DAU)接入传统互感器信号或弱电模拟小信号，按IEC61850-9-1/2格式输出PRS-7394弱模采集及合并单元接入弱电模拟微分小信号，完成信号采集并按IEC61850-9-1/2格式输出PRS-7361本体智能单元110KV及以下，提供IO，完成主变本体信号采集以及开出控制PRS-7761本体智能单元220KV及以上，提供IO，完成主变本体信号采集以及开出控制PRS-7389智能终端110KV及以下三相操作，提供IO，完成状态信号采集以及开出控制PRS-7789智能终端220KV及以上分相操作，提供IO，完成状态信号采集以及开出控制5.2.技术特点1、 采样同步系统：对于需要同步的设备提供多种解决方案，包括采样点插值同步、全站秒脉冲同步，或IEEE1588同步校时(复用过程层或站控层网络，无需专用校时网)等方式。2、 面向所有厂家的灵活的、开放的过程层接入方案。3、 过程层设备提供足够多的独立以太网接口(100MBase-FX)，既可采用设备点对点直联，也可采用交
