智能变电站技术ppt——修改版
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智能变电站介绍PPT课件
口（ACSI）和服务器通信可访问数据对象。
.
IEC61850数据组织示例
V
A
Functional Constraint
MX
MX
Logical Nodes
MMXU1
MMXU2
Logical Device (e.g. Relay1)
Physical Device
(network address)
“MMXU2$MX$A” =
.
30
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
——从变电站层次结构上来看 从变电站层次结构上来看，智能化变电站由站控层，间隔层，过程层组成。
站控层设备：监控主机，工程师站等。 间隔层设备：保护装置，测控装置等。 过程层设备：光CT/PT，合并单元，智能开关等。
.
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
.
关于IEC61850规约的一些疑问
What？ 什么是IEC61850规约？
Why？ 为什么要采用IEC61850规约？ How？ 如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
.
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
我们从以下三个角度来看智能化变电站的构建情况： 1、从变电站层次结构上来看 2、从使用设备上来看 3、从使用服务上来看
——从使用设备上来看
从使用设备来看，构建一个完整的智能化变电站需要以下三个部分： 1、智能化的一次设备
一次设备从信号继电器到控制回路，全部采用微处理器（智能开关）和光电技术（无 源光CT）设计。同时用于数字量信号传输的网络取代传统的电缆导线连接。换言之， 变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路及常规的强电模拟信号和控制电缆被光
电数字和光/电网络代替。
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IEC61850数据组织示例
V
A
Functional Constraint
MX
MX
Logical Nodes
MMXU1
MMXU2
Logical Device (e.g. Relay1)
Physical Device
(network address)
“MMXU2$MX$A” =
.
30
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
——从变电站层次结构上来看 从变电站层次结构上来看，智能化变电站由站控层，间隔层，过程层组成。
站控层设备：监控主机，工程师站等。 间隔层设备：保护装置，测控装置等。 过程层设备：光CT/PT，合并单元，智能开关等。
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如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
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关于IEC61850规约的一些疑问
What？ 什么是IEC61850规约？
Why？ 为什么要采用IEC61850规约？ How？ 如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
.
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
我们从以下三个角度来看智能化变电站的构建情况： 1、从变电站层次结构上来看 2、从使用设备上来看 3、从使用服务上来看
——从使用设备上来看
从使用设备来看，构建一个完整的智能化变电站需要以下三个部分： 1、智能化的一次设备
一次设备从信号继电器到控制回路，全部采用微处理器（智能开关）和光电技术（无 源光CT）设计。同时用于数字量信号传输的网络取代传统的电缆导线连接。换言之， 变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路及常规的强电模拟信号和控制电缆被光
电数字和光/电网络代替。
智能变电站技术 PPT课件
BP-2C-D
合并单元 网络分析仪
B相电流 C相电流
合并单元级联模式
SMV
间隔合并单元
电压合 并单元
22
智能终端
接收保护跳合闸命令、 测控的手合/手分断路 器命令及隔离刀闸、 地刀等 GOOSE 命令； 输入断路器位置、 隔离刀闸及地刀位置、 断 路器本体信号（含压力低闭锁重合闸等）； 跳 合闸自保持功能；控制回路断线监视、 跳合闸 压力监视与闭锁功能等；
我们是否会遇到以下的问题：
智能变与常规变到底有何 不同？
智能变电站的术语在天空 中“凌乱”飞过，却不明 白“它”代表个啥。
智能变验收，却不知智能 变设备配置。
此次，我们将学习 第一部分 智能变电站的特点
第二部分 智能变电站相关术语
第三部分
智能变电站设备及典型方案
此次学习，我们能收获
➢掌握智能变电站的技术特点 ➢掌握变电站的相关术语 ➢智能站三层两网结构的设备及典型
第三部分 第一部分 智能变电站的特点
第二部分 智能变电站相关术语
第三部分
智能变电站设备及典型方案
过程层设备
过程层设备
合并单元
每个 MU 应能满足最多 12 个输入通道和至少 8 个输出 端口的要求。
应能支持 FT3、9-2等协议。 当 MU 采用FT3协议时， 应支持数据帧通道可配置功能。
MU 采样值发送间隔离散值应小于 10μS。 MU 应能提供点对点和组网输出接口。 MU 输出应能支持多种采样频率，用于保护、 测控的输
智能终端应具备三跳硬接点输入接口， 可灵活 配置的保护点对点接口（最大考虑 10 个） 和 GOOSE 网络接口；
跳、 合闸命令需可靠校验；
智能终端
《智能变电站》课件
发展趋势
智能变电站将逐步取代传统变 电站，成为电力系统发展的重 要方向。
智能变电站的构成
智能终端设备
包括终端控制器、采集单 元和智能监测仪，负责电 力设备的检测、控制和数 据采集。
通讯网络
包括网络拓扑结构和通讯 协议，实现智能终端设备 之间的互联互通和与上级 系统的通讯。
辅助设备
包括电源系统、管理系统 和安全系统，提供电力设 备运行所需的能源、管理 和安全保障。
智能变电站的功能
通过智能终端设备 采集的数据，对能 源消耗进行统计和 计费，提供准确的 能耗报告。
智能变电站的应用
1
变电站的自动化改造
2
对于传统变电站，可以通过智能终端
设备的应用，实现变电站的自动化改
造。
3
微电网中的应用
4
在微电网中，智能变电站可以实现对 电能的高效管理和分配，提高微电网
的可靠性和稳定性。
电力系统的升级换代
远程监测和控制
实时监测电力设备 的运行状态，并可 以远程控制设备的 开关、调节参数， 提高运行效率。
预警和故障分析
通过智能监测仪采 集的数据，及时发 现异常情况并进行 故障分析，提前预 警，减少故障发生。
负荷管理和调度
对电力设备的负荷 进行管理和调度， 实现优化运行，提 高供电的可靠性和 稳定性。
能耗统计和计费
智能变电站是电力系统升级换代的重 要组成部分，可以提升电力系统的智 能化水平。
新建变电站建设
在新建变电站时，可以直接采用智能 变电站的设计和技术，提高变电站的 运行效率。
智能变电站的发展前景
市场需求
智能变电站作为智能电网的重 要组成部分，受到市场的广泛 关注和需求。
智能变电站PPT课件
源回路的程序化操作、联锁、协调联动等。
图
第10页/共75页
一体化电源
第11页/共75页
智能变电站的功能（四）
• 独立的网络报文记录分析系统 实现对全站各种网络报文的实时监视、捕捉、存储、分析和统计功能。
第12页/共75页
智能辅助功能（二） 状态监测
设备状态监测 通过传感器、 计算机、通信 网络等技术， 获取设备的各 种特征参量并 结合专家系统 分析，及早发 现设备潜在故 障。
220kV SV交换机1
220kV SV交换机2
保护1
保护2
合并单元1 智能终端1
合并单元2 智能终端2
22 第22页/共75页
基本技术原则
4.5 按照国家标准GB/T 14285要求“除出口继电器外，装置 内的任一元件损坏时，装置不应误动作跳闸”。智能化变电站 中的电子式互感器的二次转换器（A/D采样回路）、合并单元 （MU）、光纤连接、智能终端、过程层网络交换机等设备内 任一个元件损坏，除出口继电器外，不应引起保护误动作跳闸 。
第5页/共75页
智能终端的功能（一）
• 1、所在间隔信息采集：一次设备（断路器、隔离开关、接地刀闸）位置和状态告警信息的采集及监视 • 2、设备智能控制 • 3、防误闭锁操作功能 • 4、部分保护功能
安装位置：断路器附近
第6页/共75页
智能终端的功能（二） • JFZ-600F 为例：
1.装置显示 本装置采用基于PC的以太网外接显示软件作为调试手段，同时装置面板具备LED指示灯。
示 意 图
保护1
某间隔
保护2
合并单元1 智能终端1 合并单元2 智能终端2
21 第21页/共75页
基本技术原则
图
第10页/共75页
一体化电源
第11页/共75页
智能变电站的功能（四）
• 独立的网络报文记录分析系统 实现对全站各种网络报文的实时监视、捕捉、存储、分析和统计功能。
第12页/共75页
智能辅助功能（二） 状态监测
设备状态监测 通过传感器、 计算机、通信 网络等技术， 获取设备的各 种特征参量并 结合专家系统 分析，及早发 现设备潜在故 障。
220kV SV交换机1
220kV SV交换机2
保护1
保护2
合并单元1 智能终端1
合并单元2 智能终端2
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基本技术原则
4.5 按照国家标准GB/T 14285要求“除出口继电器外，装置 内的任一元件损坏时，装置不应误动作跳闸”。智能化变电站 中的电子式互感器的二次转换器（A/D采样回路）、合并单元 （MU）、光纤连接、智能终端、过程层网络交换机等设备内 任一个元件损坏，除出口继电器外，不应引起保护误动作跳闸 。
第5页/共75页
智能终端的功能（一）
• 1、所在间隔信息采集：一次设备（断路器、隔离开关、接地刀闸）位置和状态告警信息的采集及监视 • 2、设备智能控制 • 3、防误闭锁操作功能 • 4、部分保护功能
安装位置：断路器附近
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智能终端的功能（二） • JFZ-600F 为例：
1.装置显示 本装置采用基于PC的以太网外接显示软件作为调试手段，同时装置面板具备LED指示灯。
示 意 图
保护1
某间隔
保护2
合并单元1 智能终端1 合并单元2 智能终端2
21 第21页/共75页
基本技术原则
《智能变电站》课件
详细描述
分析智能变压器在智能变电站中 的应用场景、技术优势和应用效 果，探讨其对提升变电站智能化 水平和运行效率的作用。
案例三：智能高压设备在智能变电站中的应用
总结词
技术特点、实施难点
详细描述
介绍智能高压设备在智能变电站中的 应用情况，分析其技术特点、实施难 点和解决方案，并探讨其对提升变电 站智能化水平和安全稳定运行的作用 。
02
CATALOGUE
智能变电站的架构与技术
智能变电站的架构
智能变电站的基本架构
智能变电站主要由站控层、间隔层和 过程层三部分组成，各层之间通过网 络通信实现信息交互。
站控层功能
站控层主要负责全站的控制、监视和 保护，包括人机交互、数据采集与处 理、设备控制等功能。
间隔层功能
间隔层主要负责各设备的保护、测控 和计量等功能，通过高速网络实现与 站控层的信息交互。
故障处理流程
故障处理案例分析
介绍智能变电站故障处理的流程，包括故 障发现、诊断、定位和修复等环节。
通过实际案例，分析智能变电站故障诊断 与处理的成功经验和存在的问题，并提出 改进措施。
智能变电站的维护与检修
维护与检修概述
介绍智能变电站维护与检修的概念、目 的和意义，以及与传统变电站的区别。
维护与检修技术
过程层功能
过程层主要负责一次设备的状态监测 、控制和执行，包括智能终端、合并 单元等设备。
智能变电站的关键技术
一次设备智能化技术
通过集成传感器和执行器，实 现一次设备的状态监测和智能
控制。
网络通信技术
采用高速以太网通信技术，实 现站内各层之间的信息交互和 共享。
数据处理与分析技术
通过采集和处理大量数据，实 现对变电站运行状态的实时监 测和预警。
分析智能变压器在智能变电站中 的应用场景、技术优势和应用效 果，探讨其对提升变电站智能化 水平和运行效率的作用。
案例三：智能高压设备在智能变电站中的应用
总结词
技术特点、实施难点
详细描述
介绍智能高压设备在智能变电站中的 应用情况，分析其技术特点、实施难 点和解决方案，并探讨其对提升变电 站智能化水平和安全稳定运行的作用 。
02
CATALOGUE
智能变电站的架构与技术
智能变电站的架构
智能变电站的基本架构
智能变电站主要由站控层、间隔层和 过程层三部分组成，各层之间通过网 络通信实现信息交互。
站控层功能
站控层主要负责全站的控制、监视和 保护，包括人机交互、数据采集与处 理、设备控制等功能。
间隔层功能
间隔层主要负责各设备的保护、测控 和计量等功能，通过高速网络实现与 站控层的信息交互。
故障处理流程
故障处理案例分析
介绍智能变电站故障处理的流程，包括故 障发现、诊断、定位和修复等环节。
通过实际案例，分析智能变电站故障诊断 与处理的成功经验和存在的问题，并提出 改进措施。
智能变电站的维护与检修
维护与检修概述
介绍智能变电站维护与检修的概念、目 的和意义，以及与传统变电站的区别。
维护与检修技术
过程层功能
过程层主要负责一次设备的状态监测 、控制和执行，包括智能终端、合并 单元等设备。
智能变电站的关键技术
一次设备智能化技术
通过集成传感器和执行器，实 现一次设备的状态监测和智能
控制。
网络通信技术
采用高速以太网通信技术，实 现站内各层之间的信息交互和 共享。
数据处理与分析技术
通过采集和处理大量数据，实 现对变电站运行状态的实时监 测和预警。
《智能化变电站自动化系统解决方案》PPT课件
3智
能
变
电 站
智能化变电站建设宗旨
充分体现数字化设计理念
➢ 一次设备智能化和二次设备网络化。 ➢ 使变电站的整体设计、建设、运行成本降低 。
一次设备智能化主要体现在光电互感器和智能断路器的应用
➢ 有效地减少变电站占地面积和电磁式CT饱和问题。 ➢ 应用合并器解决数据采集设备重复投资问题。 ➢ 利用网络替代二次电缆，有效解决二次电缆交直流串扰问题，并简化了施工。
型号
BP-2C-D
PRS-7721 PRS-7741 PRS-7742
PRS-7747
名称
母线保护
断路器保护 单元测控装置 公共测控装置
微机电抗器成套保护
功能简介
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。
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。
为变电站现场级的公共测控装置，具有遥测、遥信、遥控、遥调等远动功能，具有和 五防主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能。
集成PRS-7387、PRS-7388、PRS-7358、PRS-7341的功能。 一般按变压器双套配置。 可以选配母线保护功能。
实现馈线、变压器组、分段的保护、测控、操作等功能。
零序差压差流型、分相差压型、分相差流型。
➢ 虚端子定义方法 ➢ 二次设计的变化 ➢ 工程实施的变化
国内首家实现基于IEEE1588的采样同步机制
面向所有厂家的灵活的、开放的过程层接入方案
集约化、网络化、智能化的自动化系统
8智
能
变
电 站
系统技术特色
多种采样同步方式
智能变电站PPt[可修改版ppt]
![智能变电站PPt[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/d7af9e7afad6195f312ba6c5.png)
3.现场调研情况
3.1 变压器的智能化
变压器智能组件应用情况
应用情况
110kV金谷园 220kV午山变
500kV芝堰变
就地安装，主站端实现变压器负荷的自动调节。 就地安装，实现运行状态监测，采用变频冷却风机。 配置主变本体智能终端，并实现变压器过载能力优化的调度端负 荷调节及主变冷却器智能控制。
含智能单元、状态监测单元及智能通风系统。智能单元、状态监
2.变电站发展的几个阶段
• 综合自动化变电站
20 世纪90年代，随着微机保护技术的广泛应 用，以及计算机、网络、通信技术的发展，变电 站自动化取得实质性进展。利用计算机技术、现 代电子技术、通信技术和信息处理技术，对变电 站二次设备的功能进行重新组合、优化设计，建 成了变电站综合自动化系统，实现对变电站设备 运行情况进行监视、测量、控制和协调的功能。 综合自动化系统先后经历了集中式、分散式、分 散分层式等不同结构的发展，使得变电站设计更 合理，运行更可靠。
2.变电站发展的几个阶段
• 数字化变电站
近年来，随着数字化技术的不断进步和IEC61850 标准在国内的推广应用，国内出现了基于IEC61850 的数字化变电站。数字化变电站具有全站信息数字 化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用 互动化四个重要特征。数字化变电站体现在过程层 设备的数字化，整个变电站内信息的网络化，以及 断路器设备的智能化，而且设备检修工作逐步由定 期检修过渡到以状态检修为主的管理模式。
3.现场调研情况
3.现场调研情况
3.3 避雷器的智能化
避雷器状态监测参量
110kV金谷园 220kV午山变
500kV芝堰变 750kV洛川变
状态监测参量 无 全站避雷器全电流、阻性电流和动作次数的监测和远传。 550kV、220kV各一个间隔安装避雷器全电流、阻性电流及动 作次数监测，实现无线传输。 全站避雷器全电流、阻性电流和动作次数的监测和远传。
智能变电站技术 PPT课件
SSD：系统规格文件 应全站唯一，该文件描述变电站一次系统结构以及 相关联的逻辑节点，最终包含在 SCD 文件中。 SCD：系统配置文件 应全站唯一， 该文件描述所有 IED 的实例配置和 通信参数、 IED 之间的通信配置以及变电站一次系 统结构， 由系统集成厂商完成。 SCD 文件应包含 版本修改信息， 明确描述修改时间、 修改版本号 等内容。
传统变电站到智能变电站的演变
二次设备和一次设备功能重新定位： 传统到数字化
采样电缆
跳闸电缆
A/D
端子箱
SMV 光纤
ECT
MU
交
保
流
护
输 入
转 换
逻 辑
组IED 组
数字件化保件护
(CPU)
开GOOSE光 入纤 开 出 组 件
人机对话模件
传统微机保护
智能终端
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：
智能变电站相关术语
SV 采样值。 基于发布/订阅机制， 交换采样数据集 中的采样值的相关模型对象和服务， 以及这些模 型对象和服务到 ISO/IEC8802-3 帧之间的映射。 GOOSE GOOSE 是一种面向通用对象的变电站事件。 主 要用于实现在多 IED 之间的信息传递，包括传输 跳合闸信号（命令），具有高传输成功概率。
高 压 侧 断 路 器 智 能 终 端
高 压 侧 分 段 智 能 终 端
至机构跳闸
动作信号
电缆
电缆
非电量 智能终端
非电量 保护装置
高压侧GOOSE网 高压侧SV网
刀闸、断路器位置： 测控、故录等
变压器保护
本间隔“直采直跳”
低压侧GOOSE+MMS网 低压侧SV网
传统变电站到智能变电站的演变
二次设备和一次设备功能重新定位： 传统到数字化
采样电缆
跳闸电缆
A/D
端子箱
SMV 光纤
ECT
MU
交
保
流
护
输 入
转 换
逻 辑
组IED 组
数字件化保件护
(CPU)
开GOOSE光 入纤 开 出 组 件
人机对话模件
传统微机保护
智能终端
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：
智能变电站相关术语
SV 采样值。 基于发布/订阅机制， 交换采样数据集 中的采样值的相关模型对象和服务， 以及这些模 型对象和服务到 ISO/IEC8802-3 帧之间的映射。 GOOSE GOOSE 是一种面向通用对象的变电站事件。 主 要用于实现在多 IED 之间的信息传递，包括传输 跳合闸信号（命令），具有高传输成功概率。
高 压 侧 断 路 器 智 能 终 端
高 压 侧 分 段 智 能 终 端
至机构跳闸
动作信号
电缆
电缆
非电量 智能终端
非电量 保护装置
高压侧GOOSE网 高压侧SV网
刀闸、断路器位置： 测控、故录等
变压器保护
本间隔“直采直跳”
低压侧GOOSE+MMS网 低压侧SV网
智能变电站-修改
-智能变电站
-2
➢ 现状：常规变电站自动化系统存在诸多的问题：
✓ 站内存在多个数据体系，数据模型不一致 ✓ 数据采集重复 ✓ 设计复杂，设备繁多，维护难度大 ✓ 系统之间、设备之间互操作性差 ✓ 通信规约繁杂 ✓ 缺乏一致性测试和权威认证 ✓ 信息不标准不规范，难以充分应用 ✓ 。。。。。。
➢ 无法满足智能电网的要求
-智能变电站
-16
➢ 站控层－包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对 时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能， 完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、 电能量采集、保护信息管理等相关功能。站控层功能要高度集成， 可在一台计算机或嵌入式装置实现，也可分布在多台计算机或嵌入 式装置中。
-智能变电站
-3
➢ 智能电网已经上升为国家战略 ➢ 国网公司制订了2009～2020年的智能电网发展
规划：
✓ 2009－2011年：年均投资超过3000亿，总投资10000亿 ✓ 2012－2015年：总投资15000亿 ✓ 2016－2020年：总投资20000亿 ✓ 全面建成统一、坚强的智能电网
➢ 新概念
✓ 智能变电站 ✓ 智能设备 ✓ 智能组件 ✓ 智能电子装置（IED） ✓ 全景数据 ✓ 顺序控制 ✓ 。。。。。。
-智能变电站
-9
➢ 对智能变电站的定义：
－智能变电站是采用先进、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、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、在线分析决策、协同 互动等高级功能的变电站。
-智能变电站
智能变电站相关技术介绍PPT84页
智能变电站相关技术介绍
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁
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以在线的方式获取电力系统各运行设备的电流、电压值，并同其得 到电力系统的频率、有功功率、无功功率等运行参数，从而实时地反
映电力系统的运行状况。继电保护、安全自动装置等二次设备根据所
得到的电力系统运行参数进行分析，并依据其对系统的运行状况进行 控制与处理。
31
第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
变电站 监控室
第一章 智能变电站概述
二、变电站自动化技术的发展历程 面向功能设计的集中式RTU加常规保护模式 面向功能设计的测控装置加微机保护模式 面向间隔、面向对象的分层分布式结构模式 80年代以前 90年代初期 90年代中期至今
5
第一章 智能变电站概述
三、传统变电站技术存在的主要问题
信息难以共享 设备之间不具备互操作性 系统可靠性受二次电缆影响
一次侧有负荷的情况下，二次侧不能开路。
精度等级： 测量用：0.1、0.2、0.5、1、3和5级； 保护用：5P20、TPX、TPY、TPZ等
21
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—互感器
2 电压互感器
分为电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器。 零序电压绕组：二次侧接成开口三角形的
2 二次回路—控制信号回路
控制回路：控制断路器和隔离开关等。断路器的控制回路按其操作 方式可分为按对象操作和选线操作；按控制地点可分为集中控制和就
地控制；按跳合闸回路监视方式可分为灯光监视和音响监视；按操作
电源种类可分为直流操作和交流操作等等。
32
第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
15
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—变压器 变压器是把不同电压等级的系统联系起来的电压转换设 备，是电力系统中的一个重要电气设备。主要的技术参数 有：额定容量、额定电压、额定电流、绕组连接组别。
变压器结构图
ɸm I0
A
x
E1 E2
a
X
油浸式变压器
第二章 变电站的一次系统与二次系统
稳定电压和无功补偿等。常见的主要有：串联电抗器、 并联电抗器、 限流电抗器、分裂电抗器等。
23
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—消弧线圈
在中心点不接地的电力系统中，当发生单相接地时，将有接地电容
电流流过接地点，引起弧光放电；若接地电容电流超过规定数值，则 电弧不能自行熄灭，引发弧光短路或谐振过电压。为此，可在系统中
6
第一章 智能变电站概述
四、智能变电站的概念
智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的设备组合而 成的，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、控制、保护、计量和检测等基 本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分 析决策、协同互动等高级应用功能的变电站。
2） 把电网处于高压的部分与处于低压的测量仪表和继电保护装置
部分分隔开，以保证人员和设备安全。
20
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—互感器
1 电磁式电流互感器
工作特点：①在正常工作条件下，二次回路的阻抗很小，近乎于短路 状态；②其一次电流取决于线路负荷，与互感器二次负载无关；③在
C1 P1 TV C2 L P2 Rd S C3 Zf
绕组，开口端引出抽头，用以测量零序电压。
精度等级： 测量用：0.1、0.2、0.5、1和3级 保护用：3P、6P
u1
u2
22
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—电抗器
电抗器是电力系统中常用的一种电感元件，可用于限制短路电流、
性点与大地之间接一个具有铁芯的可调电感线圈。装设消弧线圈后在
接地故障时对接地电流起补偿作用，使接地电流减小或接近零，从而 消除接地点的电弧，明显提高供电可靠性。 补偿方式可分为全补偿、欠补偿和过补偿三种。在变压第二章 变电站的一次系统与二次系统
2 二次回路—控制信号回路
信号回路：变电站中必须安装有完善而可靠的信号装置，以供运行 人员经常监视所内各种电气设备和系统的运行状态。
A、事故信号
B、预告信号 C、位置信号 D、继电保护及自动装置的启动、动作、呼唤等信号
33
第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
17
第二章 变电站的一次系统与二次系统
断路器实物图 一、变电站的一次系统 —断路器
18
第二章 变电站的一次系统与二次系统
隔离开关结构图 一、变电站的一次系统—隔离开关
隔离开关又称刀闸，是高压开关的一种，它没有灭弧装置，当其 处在关合位置时，能承载工作电流，但不能用来接通或断开负荷电 流和短路电流，使用时应与断路器配合。
无母线接线方式
（a）
（b）
单元接线
桥形接线
角形接线
13
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—主接线
有母线接线方式
1
1 QS QF 2
2
电源1 QS QF
电源2
不分段 用隔离开关分段 用断路器分段
电源1
电源2
单母接线
双母接线
3/2接线
14
110KV 电气一次接线图 10KV 电气一次接线图 500KV 电气一次接线图 第二章 变电站的一次系统与二次系统 一、变电站的一次系统—主接线
一、变电站的一次系统—断路器 作用：1） 根据系统的需要将某些电气设备投入或退出 系统运行；2）当系统中发生故障时由继电保护动作与断 路器将故障设备从系统中切除。 基本技术参数：额定电压、额定电流、额定开断电流、 动稳定电流、热稳定电流、分闸时间、合闸时间、分合 闸相间同步时间、无电流间隔时间、金属短接时间、合 闸分闸线圈额定电源电压等。
1
课程概况-实验及考核方式
实验： 1 智能变电站采样回路性能校验实验 2 智能变电站继电保护与综合自动化实验
考核方式： 闭卷考试 平时20%，期末考试60%，实验20%
2
课程概况-参考资料
1 覃剑，智能变电站技术与实践 ，中国电力出版社， 2012 2 曹团结，智能变电站继电保护技术与应用，中国 电力出版社，2013 3 王天锷，智能变电站二次系统调试技术，中国电 力出版社，2013 4 陈安伟，IEC61850在变电站中的工程应用，中国 电力出版社，2012
2
二次回路
接线清晰，易于阅读，
TAa A411 TAc C411 2 N411 2 1KA 8 2KA 8
展开式原理图特点：
便于掌握整套继电保护及
二次回路的动作过程、工 作原理。
+WS 703 4 KS 5 705 至信号
30
第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
2 二次回路—电流电压回路
MU
TA/TV
智能单元 智能化 开关
保 护 智 单 能 元 设 备
测 量 单 元
控 制 单 元
计 量 单 元
监 测 单 元
电子式 互感器
ECVT
传统变电站
智能变电站
新一代智能变电站
9
第一章 智能变电站概述
六、智能变电站与智能电网
智能变电站与智能电网的关系： 1） 智能变电站是智能电网的基础和重要环节；
KS
至信号
归总式原理图特点： 反映整个二次回路的构成及
1KA TA
2KA
KT
动作过程。但细节表示不够，不
能表示各元件之间接线的实际位 置，未反映各元件的内部接线及 端子标号、回路标号等，不便于 现场的维护与调试。
至跳闸
29
第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
+WC +WC 1QA 1 1 1 2KA 1KA 3 3 KT 3 5 1 KS 1 2 至跳闸 2 XB 7 KT 8 1QA 2
11
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—主接线
电气主接线：在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功 率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关 系的传送电能的电路。 对电气主接线的要求是：可靠性、灵活性与经济性。
12
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—主接线
隔离开关的作用如下： 1） 隔离电压； 2） 倒闸操作； 3） 元件切换母线； 4） 通断小电流。
隔离开关实物
19
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—互感器
互感器分为电压互感器与电流互感器。其主要作用如下：
1） 把一次系统中的高电压和大电流按比例地变换成二次系统的低 电压和小电流，以便提供测量和继电保护所需要的参数；
一、变电站的一次系统—防雷接地装置
1 防雷装置
常用的防雷装置有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器。 一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。
2
接地装置
凡是电气设备或设施的任何部位（不论带点与不带电），人为地
或自然地与具有零电位的大地相接通的方式，便称为电气接地，常 简称接地。埋入土壤内并与大地直接接触的金属导体或导体组叫做 接地体，也叫接地极。连接接地体与电气设备应接地部分的金属导 体，叫做接地线。接地体和接地线的总和，称为接地装置。
27
第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
2 二次回路
二次回路的接线图：原理图与安装图。 原理图按表现形式可分为：归总式原理图与展开式原理图。
安装图可分为：屏面布置图与安装接线图。
28
第二章 变电站的一次系统与二次系统
映电力系统的运行状况。继电保护、安全自动装置等二次设备根据所
得到的电力系统运行参数进行分析，并依据其对系统的运行状况进行 控制与处理。
31
第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
变电站 监控室
第一章 智能变电站概述
二、变电站自动化技术的发展历程 面向功能设计的集中式RTU加常规保护模式 面向功能设计的测控装置加微机保护模式 面向间隔、面向对象的分层分布式结构模式 80年代以前 90年代初期 90年代中期至今
5
第一章 智能变电站概述
三、传统变电站技术存在的主要问题
信息难以共享 设备之间不具备互操作性 系统可靠性受二次电缆影响
一次侧有负荷的情况下，二次侧不能开路。
精度等级： 测量用：0.1、0.2、0.5、1、3和5级； 保护用：5P20、TPX、TPY、TPZ等
21
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—互感器
2 电压互感器
分为电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器。 零序电压绕组：二次侧接成开口三角形的
2 二次回路—控制信号回路
控制回路：控制断路器和隔离开关等。断路器的控制回路按其操作 方式可分为按对象操作和选线操作；按控制地点可分为集中控制和就
地控制；按跳合闸回路监视方式可分为灯光监视和音响监视；按操作
电源种类可分为直流操作和交流操作等等。
32
第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—变压器 变压器是把不同电压等级的系统联系起来的电压转换设 备，是电力系统中的一个重要电气设备。主要的技术参数 有：额定容量、额定电压、额定电流、绕组连接组别。
变压器结构图
ɸm I0
A
x
E1 E2
a
X
油浸式变压器
第二章 变电站的一次系统与二次系统
稳定电压和无功补偿等。常见的主要有：串联电抗器、 并联电抗器、 限流电抗器、分裂电抗器等。
23
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—消弧线圈
在中心点不接地的电力系统中，当发生单相接地时，将有接地电容
电流流过接地点，引起弧光放电；若接地电容电流超过规定数值，则 电弧不能自行熄灭，引发弧光短路或谐振过电压。为此，可在系统中
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第一章 智能变电站概述
四、智能变电站的概念
智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的设备组合而 成的，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、控制、保护、计量和检测等基 本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分 析决策、协同互动等高级应用功能的变电站。
2） 把电网处于高压的部分与处于低压的测量仪表和继电保护装置
部分分隔开，以保证人员和设备安全。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—互感器
1 电磁式电流互感器
工作特点：①在正常工作条件下，二次回路的阻抗很小，近乎于短路 状态；②其一次电流取决于线路负荷，与互感器二次负载无关；③在
C1 P1 TV C2 L P2 Rd S C3 Zf
绕组，开口端引出抽头，用以测量零序电压。
精度等级： 测量用：0.1、0.2、0.5、1和3级 保护用：3P、6P
u1
u2
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—电抗器
电抗器是电力系统中常用的一种电感元件，可用于限制短路电流、
性点与大地之间接一个具有铁芯的可调电感线圈。装设消弧线圈后在
接地故障时对接地电流起补偿作用，使接地电流减小或接近零，从而 消除接地点的电弧，明显提高供电可靠性。 补偿方式可分为全补偿、欠补偿和过补偿三种。在变压第二章 变电站的一次系统与二次系统
2 二次回路—控制信号回路
信号回路：变电站中必须安装有完善而可靠的信号装置，以供运行 人员经常监视所内各种电气设备和系统的运行状态。
A、事故信号
B、预告信号 C、位置信号 D、继电保护及自动装置的启动、动作、呼唤等信号
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
断路器实物图 一、变电站的一次系统 —断路器
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
隔离开关结构图 一、变电站的一次系统—隔离开关
隔离开关又称刀闸，是高压开关的一种，它没有灭弧装置，当其 处在关合位置时，能承载工作电流，但不能用来接通或断开负荷电 流和短路电流，使用时应与断路器配合。
无母线接线方式
（a）
（b）
单元接线
桥形接线
角形接线
13
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—主接线
有母线接线方式
1
1 QS QF 2
2
电源1 QS QF
电源2
不分段 用隔离开关分段 用断路器分段
电源1
电源2
单母接线
双母接线
3/2接线
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110KV 电气一次接线图 10KV 电气一次接线图 500KV 电气一次接线图 第二章 变电站的一次系统与二次系统 一、变电站的一次系统—主接线
一、变电站的一次系统—断路器 作用：1） 根据系统的需要将某些电气设备投入或退出 系统运行；2）当系统中发生故障时由继电保护动作与断 路器将故障设备从系统中切除。 基本技术参数：额定电压、额定电流、额定开断电流、 动稳定电流、热稳定电流、分闸时间、合闸时间、分合 闸相间同步时间、无电流间隔时间、金属短接时间、合 闸分闸线圈额定电源电压等。
1
课程概况-实验及考核方式
实验： 1 智能变电站采样回路性能校验实验 2 智能变电站继电保护与综合自动化实验
考核方式： 闭卷考试 平时20%，期末考试60%，实验20%
2
课程概况-参考资料
1 覃剑，智能变电站技术与实践 ，中国电力出版社， 2012 2 曹团结，智能变电站继电保护技术与应用，中国 电力出版社，2013 3 王天锷，智能变电站二次系统调试技术，中国电 力出版社，2013 4 陈安伟，IEC61850在变电站中的工程应用，中国 电力出版社，2012
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二次回路
接线清晰，易于阅读，
TAa A411 TAc C411 2 N411 2 1KA 8 2KA 8
展开式原理图特点：
便于掌握整套继电保护及
二次回路的动作过程、工 作原理。
+WS 703 4 KS 5 705 至信号
30
第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
2 二次回路—电流电压回路
MU
TA/TV
智能单元 智能化 开关
保 护 智 单 能 元 设 备
测 量 单 元
控 制 单 元
计 量 单 元
监 测 单 元
电子式 互感器
ECVT
传统变电站
智能变电站
新一代智能变电站
9
第一章 智能变电站概述
六、智能变电站与智能电网
智能变电站与智能电网的关系： 1） 智能变电站是智能电网的基础和重要环节；
KS
至信号
归总式原理图特点： 反映整个二次回路的构成及
1KA TA
2KA
KT
动作过程。但细节表示不够，不
能表示各元件之间接线的实际位 置，未反映各元件的内部接线及 端子标号、回路标号等，不便于 现场的维护与调试。
至跳闸
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
+WC +WC 1QA 1 1 1 2KA 1KA 3 3 KT 3 5 1 KS 1 2 至跳闸 2 XB 7 KT 8 1QA 2
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—主接线
电气主接线：在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功 率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关 系的传送电能的电路。 对电气主接线的要求是：可靠性、灵活性与经济性。
12
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—主接线
隔离开关的作用如下： 1） 隔离电压； 2） 倒闸操作； 3） 元件切换母线； 4） 通断小电流。
隔离开关实物
19
第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—互感器
互感器分为电压互感器与电流互感器。其主要作用如下：
1） 把一次系统中的高电压和大电流按比例地变换成二次系统的低 电压和小电流，以便提供测量和继电保护所需要的参数；
一、变电站的一次系统—防雷接地装置
1 防雷装置
常用的防雷装置有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器。 一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。
2
接地装置
凡是电气设备或设施的任何部位（不论带点与不带电），人为地
或自然地与具有零电位的大地相接通的方式，便称为电气接地，常 简称接地。埋入土壤内并与大地直接接触的金属导体或导体组叫做 接地体，也叫接地极。连接接地体与电气设备应接地部分的金属导 体，叫做接地线。接地体和接地线的总和，称为接地装置。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
2 二次回路
二次回路的接线图：原理图与安装图。 原理图按表现形式可分为：归总式原理图与展开式原理图。
安装图可分为：屏面布置图与安装接线图。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统