智能变电站基础总体介绍调整.ppt

目录目录变电站发展历程变电站发展历程第一部分第一部分智能变电站基础知识智能变电站基础知识第二部分第二部分智能变电站设备介绍智能变电站设备介绍 第三部分第三部分变电站各发展阶段示意图 数字化过程是一个逐步深入的过程数字化过程是一个逐步深入的过程传统变电站－综合自动化站－数字化变电站－智能变电站传统变电站－综合自动化站－数字化变电站－智能变电站变电站自动化系统的演变变电站自动化系统的演变智能终端智能终端传统微机保护二次设备和一次设备功能重新定位：二次设备和一次设备功能重新定位：ECT一次设备智能化一次设备智能化 IED数字化保护SV光纤光纤GOOSEGOOSE光纤光纤一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：1、AD变换移入电子式互感器，代之以高速数据接口2、开关量输出DO、输入DI移入智能化开关，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作电缆电缆传统变电站向数字化变电站的发展传统变电站向数字化变电站的发展数字化变电站与传统变电站网络结构对比数字化变电站与传统变电站网络结构对比 传统变电站结构图传统变电站结构图数字化变电站结构图数字化变电站结构图3 3种典型种典型组网模式组网模式演变关系演变关系特点特点1 1：全：全站信息数字站信息数字化化 特点特点2 2：通：通信平台网信平台网络化络化 特点特点3 3：信：信息共享标准息共享标准化化特点特点4 4：高：高级应用互动级应用互动化化高级应用高级应用智能一次设备智能一次设备数字化变电站数字化变电站智智能能变变电电站站智能变电站的定义智能变电站的定义采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

制、智能调节、分析决策、协同互动等高级功能的变电站智能变电站优势智能变电站优势Ø国电南自自主专业众多国电南自自主专业众多l智能变电站二次系统智能变电站二次系统l智能一次设备智能一次设备l监测监测l视频监控视频监控l一体化电源一体化电源智能变电站发展方向智能变电站发展方向l智能一次设备在变电站的应用；智能一次设备在变电站的应用；l一次设备的状态监测和二次系统融合，形成真正的一次设备的状态监测和二次系统融合，形成真正的一体化平台，为运行维护人员提供必要的信息；一体化平台，为运行维护人员提供必要的信息；l对关键设备进行状态监测，利于设备检修，降低全对关键设备进行状态监测，利于设备检修，降低全生命周期成本；提升设备的可靠性和利用率，提高生命周期成本；提升设备的可靠性和利用率，提高运行维护的效率运行维护的效率; ;l共同完成共同完成EPCEPC工程工程; ;目录智能变电站设备介绍智能变电站设备介绍 第三部分第三部分变电站发展历程变电站发展历程第一部分第一部分智能变电站基础知识智能变电站基础知识第二部分第二部分特殊名词解释特殊名词解释q过程层：过程层：指包括变压器、断路器、隔离开关、互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。

主要实现变电站一次设备的信息的采集、测量、控制等功能qMMS：：制造报文规范，在智能变电站中通常指站控层网络通信规约，主要用于二次设备与监控系统之间的通信MMS规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备（IED）、智能控制设备的通信行为，使出自不同制造商的设备之间具有互操作性qGOOSE：：是一种通用面向对象变电站事件，是IEC61850中定义的一种快速报文格式主要用于实现在多IED之间的信息传递，取代传统电缆传递的开关量信号，如：接入保护或测控的开关量信号、五防闭锁信号等，具有高传输成功概率qSV ：：指采样值，主要功能是过程层与间隔层间采样值的传递在智能变电站中通常所说的SV是指以报文形式传输的采样值，报文格式多采用IEC 61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC60044-8(FT3)标准特殊名词解释特殊名词解释qDL/T 860：：IEC 61850标准在国内转化后的电力行业标准，其内容完全等同于IEC 61850国际标准qIEC60044-7：：是IEC发布的电子式电压互感器标准qIEC60044-8：：是IEC发布的电子式电流互感器标准，它对电子式互感器及合并单元的设计、试验、通信方式等做出了详细定义，有时候特指IEC 60044-8标准中规定的FT3采样值传输协议。

国网公司在FT3的基础上进行了扩展，发送频率加倍，带宽增加了一倍，采样值通道也扩展为22路qIEC61850-9-1：：一种采样值传输标准，遵循了IEC60044-7／8标准对合并单元的要求，该标准的映射方法相对固定、简单目前已经废止不用qIEC61850-9-2：：一种采样值传输标准，它定义了电子式互感器往外发送采样值报文所应遵循的报文格式，即用通信的方式取代了传统互感器使用电缆传输的电压、电流等信号三层两网三层两网目录智能变电站设备介绍智能变电站设备介绍 第三部分第三部分变电站发展历程变电站发展历程第一部分第一部分智能变电站基础知识智能变电站基础知识第二部分第二部分智能变电站设备智能变电站设备l过程层设备过程层设备l间隔层设备间隔层设备l站控层设备站控层设备过程层设备：过程层设备：Ø电子式互感器电子式互感器: PSET6000: PSET6000系列有源电子式互感器系列有源电子式互感器 PSOT6000 PSOT6000系列无源电子式互感器系列无源电子式互感器Ø合并单元：合并单元： PSMU 600PSMU 600系列系列Ø智能终端智能终端: PSIU 600: PSIU 600系列系列Ø智能组件：智能组件： PSIU 600PSIU 600和和PSSC 600PSSC 600系列系列Ø户外柜：户外柜： TDC-05TDC-05系列系列过程层设备功能过程层设备功能500kV独立支柱式电子式电流互感器 PSET6500CTDW330kV独立支柱式电子式电流互感器 PSET6330CTDW220kV独立支柱式电子式电流互感器 PSET6220CTDW110kV独立支柱式电子式电流互感器 PSET6110CTDW35kV开关柜内电子式电流互感器 PSET6035CTDH10kV开关柜内电子式电流互感器 PSET6010CTDH500kVGIS电子式电流互感器 PSET6500CTGS330kVGIS电子式电流互感器 PSET6330CTGS220kVGIS电子式电流互感器 PSET6220CTGS110kVGIS电子式电流互感器 PSET6110CTGSq电子式电流（电压）互感器型号 CT/VT电子式互感器与常规互感器比较电子式互感器与常规互感器比较共同点：共同点：★功能相同：实现无畸变的准确传变一次电流及电压★基本技术要求相同：电流准确度0.2S/5P20(TPY)电压准确度0.2/3P绝缘水平动热稳定电流…….电子式互感器与常规互感器比较电子式互感器与常规互感器比较不同点：不同点： ★实现方式不同 ★数据输出不同常规互感器：模拟量1A/5A、100V/57.7V电子式互感器：数字量ECT：测量2D41H、保护01CFHEVT：测量/保护 2D41H ★负载功率、电磁兼容、温度特性等按按按按传传传传感感感感原原原原理理理理法拉第磁光法拉第磁光效应（光学效应（光学电子式电流电子式电流互感器）互感器）法拉第电磁法拉第电磁感应（线圈感应（线圈电子式电流电子式电流互感器）互感器）磁光玻璃式磁光玻璃式 全光纤式全光纤式空心线圈式空心线圈式（（RCTRCT））(Rogowsgi(Rogowsgi线圈线圈) )低功率线圈式低功率线圈式（（LPCTLPCT））ECTECTECTECT的基本分类及典型结构的基本分类及典型结构的基本分类及典型结构的基本分类及典型结构AISAIS结构有源电子式组合互感器结构有源电子式组合互感器采集器PSET6000PSET6000有源式互感器原理有源式互感器原理 AISAIS电子式互感器电子式互感器优点：优点：1.1.测量线圈与主回路直接无直接的电气测量线圈与主回路直接无直接的电气联系，而仅通过电磁场耦合，因此与主联系，而仅通过电磁场耦合，因此与主回路之间有良好的电气绝缘，无充油充回路之间有良好的电气绝缘，无充油充气带来的易燃易爆危险，符合环保要求；气带来的易燃易爆危险，符合环保要求；2.2.无铁芯饱和等问题，测量范围宽，线无铁芯饱和等问题，测量范围宽，线性度好，准确度高；性度好，准确度高；3.3.线圈感应电压对频率响应好，暂态特线圈感应电压对频率响应好，暂态特性好；性好；4.4.低功率的输出易于转化为数字量；低功率的输出易于转化为数字量；5.5.体积小，质量轻，生产成本低；体积小，质量轻，生产成本低；电子式电流互感器原理电子式电流互感器原理iRogowski线圈结构及原理优点优点：：电容式电压互感器具有电场强度裕度大，绝缘可靠性高、且分压电容可兼作耦合电容器供高频载波通道使用、不会与开关端口电容形成铁磁谐振、能消雷电波头、价格便宜等优点。

电子式电压互感器原理电子式电压互感器原理电容分压器原理图 电容分压器由高压臂电容C1和低压臂电容C2组成. 由图可知 ：U2＝U1C1/（C1＋C2）＝U1/K 分压比K＝（C1＋C2）/C1GISGIS电子式互感器电子式互感器低功率、小信号模拟输入；光纤数字信号输出；采集器就近安装于GIS端子室或汇控柜内；可靠的直流供电；GISGIS电子式互感器电子式互感器GIS上安装电子互感器上安装电子互感器10kV有源电子式互感器有源电子式互感器供能方式供能方式lPSET6000PSET6000电子式互感器供能方式电子式互感器供能方式Ø110kV110kV及以上及以上CTCT：激光电源：激光电源+ +线路取能；线路取能；Ø110kV110kV及以上及以上PTPT：双路直流电源；：双路直流电源；Ø10kV10kV、、35kV35kV互感器：直流电源；互感器：直流电源；ØGISGIS、、HGISHGIS场合：双路直流电源；场合：双路直流电源；互感器校验互感器校验电子式电流互感器一次转换器升流器(大电流发生器)调压器电子式电流互感器二次转换器标准电流互感器一次转换器标准电流互感器二次标准电流/电压转换器分析处理数字量采样通道光猫模拟量采样通道同步信号发生器结果显示文件输出装置型号装置型号lPSMU 600 PSMU 600 系列合并单元型号系列合并单元型号型号配置及说明PSMU602与GIS互感器以及电子式电压互感器配合PSMU602L与独立支柱式电子式电流互感器配合PSMU602F与光学互感器配合PSMU 600 PSMU 600 系列合并单元系列合并单元合并单元是实现电子式互感器与二合并单元是实现电子式互感器与二次设备接口的关键装置次设备接口的关键装置··数据合并：数据合并： 合并单元同时接收并处理三相合并单元同时接收并处理三相电流和电压信号，并按照电流和电压信号，并按照IEC IEC 60044-860044-8或或IEC 61850-9-2IEC 61850-9-2格式输出格式输出··数据同步：数据同步： 合并单元实现独立采样的三相合并单元实现独立采样的三相电路和电压的信号同步电路和电压的信号同步··信号分配：信号分配： 智能二次设备从合并单元获取智能二次设备从合并单元获取一次电流电压信息一次电流电压信息合并单元接口合并单元接口合并单元输出接口标准合并单元输出接口标准IEC60044-8传输标准：其传输接口速度为2.5Mbit/S，采用串行点对点光纤传输。

其优点是收发实时性高，传输延时固定，从而使得实现差动保护时，各侧同步可以完全不依赖于外部同步源，缺点是光纤链路较复杂IEC61850-9-2网络传输方式：优点是数据共享方便，易于实现互操作，缺点是网络数据流量大，且传输延时不固定，数据同步需依赖外部同步时钟源IEC61850-9-2点对点传输方式：继承了IEC60044-8标准的数据等间隔发送和固定传输时延等优点，利于差动保护实现且不依赖于外部时钟源合并单元同步合并单元同步数据同步问题数据同步问题●三相电流、电压采样须同步（合并单元实现） ●变压器差动保护不同电压等级的多个间隔获取数据存在同步（保护装置实现） ●母线差动保护从多个间隔获取数据存在同步（保护装置实现）合并单元照片合并单元照片MU基本特性ü支持PPS、B码、IEEE 1588多种对时方式；ü支持国网FT3、国网9-2多种输出协议；ü软件积分，精度高PT并列和切换示意图并列和切换示意图PT并列示意图并列示意图低电压等级实现模式低电压等级实现模式 PT PT并列由并列由PTPT智能单元智能单元+PT+PT并列装置的模式实现并列装置的模式实现lPSIU 600PSIU 600系列智能终端系列智能终端Ø给传统断路器或变压器提供数字化变电站接口；给传统断路器或变压器提供数字化变电站接口；Ø在开关端子箱安装智能终端：对刀闸等进行状态在开关端子箱安装智能终端：对刀闸等进行状态采集和控制，就地操作箱功能；采集和控制，就地操作箱功能；Ø在变压器端子箱安装智能终端，实现变压器本体在变压器端子箱安装智能终端，实现变压器本体保护和变压器测控功能：采集温度、档位、非电保护和变压器测控功能：采集温度、档位、非电量、中性点地刀等状态，控制风扇和档位量、中性点地刀等状态，控制风扇和档位Ø对时、事件记录功能对时、事件记录功能. .智能终端智能终端智能终端发展阶段智能终端发展阶段o操作箱＋CPU实现就地智能化的装置o具备一定功能的智能终端（已经广泛应用在数字化工程中）o引入监测功能的智能操作o引入断路器智能操作（分相控制、智能分合闸等）o由真正的智能一次设备完全替代了智能终端的功能装置型号装置型号lPSIU 600 PSIU 600 系列智能单元型号系列智能单元型号型号配置及说明PSIU601分相开关智能终端PSIU621三相开关智能终端PSIU602主变智能终端（三卷变） PSIU622主变智能终端（两卷变） PSIU641 低压开关智能终端 PSIU642低压PT智能终端 PSIU643低压PT并列智能终端 装置照片装置照片lPSIU 601PSIU 601分相开关智能终端Ø适用于双跳圈双合圈（或单合圈）且分相动作的断路器 装置照片装置照片lPSIU 600 PSIU 600 系列智能终端系列智能终端lTDCTDC－－0505户外柜户外柜 TDC-05型户外机柜的设计目标是为在户外条件下运行的自动化设备及其它普通电气设备提供接近室内的工作环境，同时为这些设备提供必要的防护。

该型户外柜具有对外部环境一定的隔离功能，双层柜体设计，防尘、防水、防太阳辐射其工作模式为在柜内湿度达到一定时（可设定），温湿度传感控制器启动电加热器和位于柜内顶部的风扇，将柜内湿气排出柜外；当柜内温度上升到某一温度时，柜内风扇启动，柜外新鲜空气经过滤后自机柜下层进入柜内，将柜内热气从机柜上部排出柜外户外柜设计要求满足系列标准GB/T 19183户外柜户外柜户外柜户外柜现场装置图片－正面现场装置图片－背面智能变电站设备智能变电站设备l过程层设备过程层设备l间隔层设备间隔层设备l站控层设备站控层设备q高压保护测控高压保护测控q1q主后一体保护qPST1200Uq适用于220kV及以上q2q主后一体保护测控qPST1200Uq适用于220kV及以上q3q主变差动保护qPST671Uq适用于110kVq4q主变后备保护qPST671Uq适用于110kVq5q主变后备保护测控qPST671Uq适用于110kVq6q母线保护qSGB750q　q7q线路保护qPSL602Uq　q8q线路保护测控qPSL602Uq　q9q光纤纵差线路保护qPSL603Uq　q10q光纤纵差线路保护测控qPSL603Uq　q11q110kV线路保护qPSL621Uq　q12q110kV线路保护测控qPSL621Uq　q13q断路器保护qPSL631Uq　q14q断路器保护测控qPSL631Uq　q15q2/3断路器保护qPSL632Uq　q16q2/3断路器保护测控qPSL632Uq　q17q断路器保护qPSL633Uq　q18q断路器保护测控qPSL633Uq　q低压保护测控低压保护测控q1q主变差动保护qPST641Uq适用于35kVq2q主变后备保护测控qPST642Uq适用于35kVq3q站变保护测控qPST645Uq适用于10kV站用q4q线路保护测控qPSL641Uq q5q电容器保护测控qPCS641Uq q测试装置测试装置q1qIEC 61850测试装置qPSRT601q用于标准SV采样输出q2q合并单元测试装置qPSRT621q电子式互感器数字量输出q3q小信号测试装置qPSRT641q电子式互感器模拟量输出变压器保护装置照片变压器保护装置照片主变保护主后分开装置主变保护主后分开装置线路保护装置照片线路保护装置照片母线保护装置照片母线保护装置照片lSGB750 SGB750 母线保护母线保护点对点方案点对点方案l点对点模式PSL 603UPSL 603USGB 750SGB 750低压包保护测控装置低压包保护测控装置装置背板照片装置背板照片测控装置照片测控装置照片故障录波器装置照片故障录波器装置照片l故障录波器故障录波器计量计量计量：“瓶颈”在于校验方案和规程q国电南自DTAD 6268系列智能变电站电能表o具有IEEE 1588对时功能的电能表设计。

oIEC 61850-9-2标准采样值网络传输的自适应接收o采用DL/T 645-2007的多功能电能表通信规约开发实现o基于IEC 61850的电能量数据模型实现、支持MMSo智能电能表校验方案o针对智能变电站特定需求的智能监测功能设计o精度达0.2S级的有功和无功电能算法实现及安全存储q10kV、35kV低压馈线场合o采用传统PT+电子式CT（罗科夫斯基线圈+LPCT测量线圈+传统计量线圈）模式：兼容传统计量系统现场照片现场照片电子式互感器及合并器电子式互感器及合并器Ø常规测试常规测试Ø额定延时（关键）额定延时（关键）Ø双双ADAD一致性测试一致性测试Ø异常的影响异常的影响智能终端智能终端Ø动作时间动作时间网络测试网络测试Ø交换机性能测试交换机性能测试ØVLANVLAN和和GMRPGMRP对比（关键）对比（关键）ØSVSV点对点和组网差异点对点和组网差异对时系统对时系统Ø同步精度同步精度Ø主从时钟切换主从时钟切换Ø守时守时Ø时钟恢复时钟恢复智能变电站设备智能变电站设备l过程层设备过程层设备l间隔层设备间隔层设备l站控层设备站控层设备原则原则qIEC 61850定义的模型交互过程定义的模型交互过程SSDSSDICDICD系统组态工具系统组态工具SCDSCD装置实例组态工具装置实例组态工具IEC61850IEC61850装置装置CIDCID全站系统配置全站系统配置文件文件一次系统配置一次系统配置文件文件装置模板配置装置模板配置文件文件装置实例配置装置实例配置文件文件装置实例组态工具装置实例组态工具系统组态工具系统组态工具时间同步系统时间同步系统站控层主要功能站控层主要功能q顺序控制q与主站通信q对时系统q防误操作q系统配置工具q源端维护q网络记录分析基本功能：基本功能：站控层主要功能站控层主要功能q设备状态可视化q状态检修q站域控制q全景数据反演q智能告警及分析决策q故障信息综合分析决策q与外部系统交互高级应用功能：高级应用功能：辅助系统主要功能辅助系统主要功能q视频监视q安防系统q照明系统q环境智能化监测q站用电源系统q监测系统主要功能：主要功能：。