智能变电站技术培训(1)
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智能变电站技术培训(1)
2020/11/16
智能变电站技术培训(1)
主要内容
1 智能变电站自动化系统体系结构 2 非常规互感器及合并单元技术 3 智能一次设备及状态检测技术 4 基于IEC61850的信息建模技术 5 智能变电站的网络通信技术 6 信息一体化平台与高级应用 7 智能变电站自动化系统的设计与调试
智能变电站技术培训(1)
内容提要
1 智能变电站自动化系统体系结构
➢ 智能变电站定义 ➢ 智能变电站的技术特征 ➢ 智能变电站自动化系统的典型结构
智能变电站技术培训(1)
智能变电站定义
智能变电站
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。
智能变电站技术培训(1)
对智能变电站概念的进一步理解
调度中心
互动、下放
智能变电站
智能告警 高级分析决策
智能一次设备
相邻变电站
互动
电源
接纳
用户
互动
智能变电站技术培训(1)
智能变电站的主要技术特征
l 系统建模标准化
l 系统分层分布化 l 系统结构紧凑化 l 信息交互网络化 l 信息应用集成化 l 数据采集数字化 l 设备操作智能化 l 设备检修状态化 l 高级应用智能化
IEC61850标准
系统架构
非常规互感器及合并单元 智能一次设备 信息一体化平台
智能变电站技术培训(1)
智能变电站的关键技术
智能变电站采用了多种新技术，其整个二次系统的整体架构、配置及与一次系 统的连接方式与传统变电站相比均有较大变化
数字采样技术 采用电子式互感器实现 电压电流信号的数字化采集
2
3 同步技术 采用 B码、秒脉冲或 IEEEl588网络对时方式实 现全站信息同步
智能传感技术 采用智能传感器实现 一次设备的灵活监控
1
智能变电站
信息共享技术
采用基于
IEC61850(DL860)标准
的信息交互模型实现二
次设备间的信息高度共
5
享和互操作
4 网络传输技术
构成网络化二次回路实现 采样值及监控信息的网络化传输
智能变电站技术培训(1)
智能变电站自动化系统的发展过程
第一阶段——站控层和间隔层采用IEC61850-MMS网络
过程层仍采用常规互感器和常规一次设备。间隔层IED采用 IEC61850标准进行信息建模，间隔层与站控层之间采用映射到 MMS（制造报文规范）的方法进行信息交互。
第二阶段——过程层采用非常规互感器和常规一次设备
信息的数字化进程触及到了过程层，互感器采用数字输出的电 子式互感器或纯光学互感器，数字量输出采用IEC60044-8或IEC 61850-9-1帧格式。用电缆硬接线实现与常规一次设备的连接。
第三阶段——过程层采用非常规互感器和智能一次设备
智能变电站自动化系统的最终结构形式，由于完全智能化的一 次设备研究相对滞后，采用“常规一次设备+智能终端”方案。 采 样值传输采用IEC 61850-9-2标准，过程层全面网络化。
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
传统变电站
智能变电站
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
传统变电站二次系统结构
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
智能变电站二次系统结构
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
传统变电站屏柜
智能变电站屏柜
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与数字化变电站
数字化变电站 • 电子式互感器用于扩大数字化技术范围、统 一简化采集源 • IEC61850解决信息建模和互操作问题
智能变电站的重要特征体现“智能” 设备智能化+高级智能应用
数字化变电站技术是智能变电站的一部分 智能变电站是变电站整体技术的跨越 —— 数字化是基础，智能化是手段，可靠、高效
是目的。
智能变电站技术培训(1)
智能变电站的技术优势
1. 简化二次接线，少量光纤代替大量电缆； 2. 非常规互感器绝缘简单无饱和、铁磁谐振等问题； 3. 一次、二次设备之间无直接的电气联系，不存在传输过
电压和两点接地等问题； 4. 信息高度共享，监控、远动、保护、VQC、小电流接
地选线和五防等实现一体化，大大提高集成度和智能化 水平； 5. 二次设备小型化、标准化、集成化并可灵活配置，减小 了变电站集控室的面积； 6. 采用数字信号传输，提高了测量精度，增强了抗电磁干 扰能力。
智能变电站技术培训(1)
智能变电站自动化系统的典型结构
智能变电站技术培训(1)
内容提要
2 非常规互感器及合并单元技术
➢ 非常规互感器 ➢ 合并单元技术要求 ➢ 同步采样技术 ➢ 工程应用
智能变电站技术培训(1)
非常规互感器的原理和分类
智能变电站技术培训(1)
电子式互感器与常规互感器的比较
电子式互感器通常由传感模块和合并单元两部分构成，传 感模块又称远端模块,安装在高压一次侧，负责采集、调理一次 侧电压电流并转换成数字信号。合并单元安装在二次侧，负责 对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。电压等级越高电 子式互感器优势越明显。
比较项目 绝缘
体积及重量 CT动态范围
PT谐振 CT二次输出
输出形式
电磁式互感器 复杂 大、重
范围小、有磁饱和 易产生铁磁谐振 不能开路 模拟量输出
电子式互感器 绝缘简单
体积小、重量轻 范围宽、无磁饱和
PT无谐振现象 可以开路
数字量输出
智能变电站技术培训(1)
非常规互感器存在的问题
1、远端传感模块的稳定性和可靠性（安置在室外时温度、 电磁干扰等） 2、绕制在陶瓷骨架上的空芯线圈结构的稳定性对测量精度 的影响。 3、对独立结构的有源式电子互感器的远端模块取电技术。 4、光学互感器的传感材料、传感头组装技术、温度和振动 都对测量精度有一定影响，而且长期运行稳定性有待提高。
——因此，考虑到技术经济性和运行可靠性，现 阶段采用了“常规模拟量采集”的合并单元来 实现数据采集的数字化。
智能变电站技术培训(1)
传感器及合并单元的双重化
原则—— 传感器件双重化 A/D采样双重化 合并单元双重化
智能变电站技术培训(1)
互感器及合并单元的技术要求
2020/11/16
智能变电站技术培训(1)
主要内容
1 智能变电站自动化系统体系结构 2 非常规互感器及合并单元技术 3 智能一次设备及状态检测技术 4 基于IEC61850的信息建模技术 5 智能变电站的网络通信技术 6 信息一体化平台与高级应用 7 智能变电站自动化系统的设计与调试
智能变电站技术培训(1)
内容提要
1 智能变电站自动化系统体系结构
➢ 智能变电站定义 ➢ 智能变电站的技术特征 ➢ 智能变电站自动化系统的典型结构
智能变电站技术培训(1)
智能变电站定义
智能变电站
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。
智能变电站技术培训(1)
对智能变电站概念的进一步理解
调度中心
互动、下放
智能变电站
智能告警 高级分析决策
智能一次设备
相邻变电站
互动
电源
接纳
用户
互动
智能变电站技术培训(1)
智能变电站的主要技术特征
l 系统建模标准化
l 系统分层分布化 l 系统结构紧凑化 l 信息交互网络化 l 信息应用集成化 l 数据采集数字化 l 设备操作智能化 l 设备检修状态化 l 高级应用智能化
IEC61850标准
系统架构
非常规互感器及合并单元 智能一次设备 信息一体化平台
智能变电站技术培训(1)
智能变电站的关键技术
智能变电站采用了多种新技术，其整个二次系统的整体架构、配置及与一次系 统的连接方式与传统变电站相比均有较大变化
数字采样技术 采用电子式互感器实现 电压电流信号的数字化采集
2
3 同步技术 采用 B码、秒脉冲或 IEEEl588网络对时方式实 现全站信息同步
智能传感技术 采用智能传感器实现 一次设备的灵活监控
1
智能变电站
信息共享技术
采用基于
IEC61850(DL860)标准
的信息交互模型实现二
次设备间的信息高度共
5
享和互操作
4 网络传输技术
构成网络化二次回路实现 采样值及监控信息的网络化传输
智能变电站技术培训(1)
智能变电站自动化系统的发展过程
第一阶段——站控层和间隔层采用IEC61850-MMS网络
过程层仍采用常规互感器和常规一次设备。间隔层IED采用 IEC61850标准进行信息建模，间隔层与站控层之间采用映射到 MMS（制造报文规范）的方法进行信息交互。
第二阶段——过程层采用非常规互感器和常规一次设备
信息的数字化进程触及到了过程层，互感器采用数字输出的电 子式互感器或纯光学互感器，数字量输出采用IEC60044-8或IEC 61850-9-1帧格式。用电缆硬接线实现与常规一次设备的连接。
第三阶段——过程层采用非常规互感器和智能一次设备
智能变电站自动化系统的最终结构形式，由于完全智能化的一 次设备研究相对滞后，采用“常规一次设备+智能终端”方案。 采 样值传输采用IEC 61850-9-2标准，过程层全面网络化。
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
传统变电站
智能变电站
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
传统变电站二次系统结构
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
智能变电站二次系统结构
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
传统变电站屏柜
智能变电站屏柜
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与数字化变电站
数字化变电站 • 电子式互感器用于扩大数字化技术范围、统 一简化采集源 • IEC61850解决信息建模和互操作问题
智能变电站的重要特征体现“智能” 设备智能化+高级智能应用
数字化变电站技术是智能变电站的一部分 智能变电站是变电站整体技术的跨越 —— 数字化是基础，智能化是手段，可靠、高效
是目的。
智能变电站技术培训(1)
智能变电站的技术优势
1. 简化二次接线，少量光纤代替大量电缆； 2. 非常规互感器绝缘简单无饱和、铁磁谐振等问题； 3. 一次、二次设备之间无直接的电气联系，不存在传输过
电压和两点接地等问题； 4. 信息高度共享，监控、远动、保护、VQC、小电流接
地选线和五防等实现一体化，大大提高集成度和智能化 水平； 5. 二次设备小型化、标准化、集成化并可灵活配置，减小 了变电站集控室的面积； 6. 采用数字信号传输，提高了测量精度，增强了抗电磁干 扰能力。
智能变电站技术培训(1)
智能变电站自动化系统的典型结构
智能变电站技术培训(1)
内容提要
2 非常规互感器及合并单元技术
➢ 非常规互感器 ➢ 合并单元技术要求 ➢ 同步采样技术 ➢ 工程应用
智能变电站技术培训(1)
非常规互感器的原理和分类
智能变电站技术培训(1)
电子式互感器与常规互感器的比较
电子式互感器通常由传感模块和合并单元两部分构成，传 感模块又称远端模块,安装在高压一次侧，负责采集、调理一次 侧电压电流并转换成数字信号。合并单元安装在二次侧，负责 对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。电压等级越高电 子式互感器优势越明显。
比较项目 绝缘
体积及重量 CT动态范围
PT谐振 CT二次输出
输出形式
电磁式互感器 复杂 大、重
范围小、有磁饱和 易产生铁磁谐振 不能开路 模拟量输出
电子式互感器 绝缘简单
体积小、重量轻 范围宽、无磁饱和
PT无谐振现象 可以开路
数字量输出
智能变电站技术培训(1)
非常规互感器存在的问题
1、远端传感模块的稳定性和可靠性（安置在室外时温度、 电磁干扰等） 2、绕制在陶瓷骨架上的空芯线圈结构的稳定性对测量精度 的影响。 3、对独立结构的有源式电子互感器的远端模块取电技术。 4、光学互感器的传感材料、传感头组装技术、温度和振动 都对测量精度有一定影响，而且长期运行稳定性有待提高。
——因此，考虑到技术经济性和运行可靠性，现 阶段采用了“常规模拟量采集”的合并单元来 实现数据采集的数字化。
智能变电站技术培训(1)
传感器及合并单元的双重化
原则—— 传感器件双重化 A/D采样双重化 合并单元双重化
智能变电站技术培训(1)
互感器及合并单元的技术要求