变电站智能化设备与状态监测系统解决方案培训资料

管理监控
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
5
方案概述
思源电气
本方案采用思源电气的智能组件平台，接 入思源电气在市场上成熟的油色谱在线监 测系统；铁芯电流在线监测系统；避雷器 在线监测系统；断路器机械特性在线监测 系统，其中包括断路器分合闸线圈电流波 形、储能电机工作状态；断路器网络化操 控、数字化测量等智能化设备。
支持过程层实时状态量采集和命令控制的 IEC61850-8-1的GOOSE协议标准；
支持过程层模拟量电流、电压的采样值服 务IEC61850-9-2标准格式；
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
16
IEC61850标准互操作
思源电气
工具支撑最新IEC61850变电站配置文件Schema 语法校验功能保证了模型、服务的配置文件互操作 性；
灵活的映射规则管理方案保证了应用模型的标准互 操作（模型标准化存在地区差异）；
各种开入、开出虚端子设计使得装置之间的信号连 接配置的标准化；
系统配置工具一、二次一体化设计，SSD和FUN； KEMA一致性认证是满足IEC61850互操作的基本
电力数据通信网
交换机
B/S结构
104
远方数据处理及通信装置
交换机
IEEE1588网 络对时方式
监测中心/远 方调度
路由器
VDU
打印机
交换机
状态监测站
。。。。。 其他变电站 。。
以太网
Sieyuan Electric
IEC61850
IEC61850
主变压器 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
18
智能变压器建模实例
逻辑节点 智能变压器模型
思源电气
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
19
逻辑节点
思源电气
变压器：(power transformer)
类型 PTR
PTW
名称
默认关联 逻辑节点
局部放电 避雷器状态
设备选型
UDM-502-G合并单元
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 埃肯
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元
PSD JC1-10/800
表2.GIS智能化项目 安装位置
实现功能
GIS智能组件柜
GOOSE跳合闸
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
要求；
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
17
KEMA认证
思源电气
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
量 在线测温
栅在线测温系统
实现功能 在线测温
要求 输出485接口
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
9
变电站设备需求
功 能
项目
组
表4.状态监测平台
设备选型
安装位置
状态可视化
状
态 基本告警功
GIS智能组件柜
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
测量数字化 开关、刀闸的位置 共50点
机械特性
机械特性 机械特性
共48点数 泄漏电流、动作次数
要求
包括同一间隔隔离开关、 接地开关等，支持顺序 操作 智能组件集成合并单元 空结点
485信号
4-20mA 4-20mA 4-20mA
铁芯电流专业检 测单元
油色谱专业检测 单元
过程层交 换机
GIS 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
避雷器专业检测 单元
局部放电专业检 测单元
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
过程层交 换机
4
站内系统结构
思源电气
思源电气
主要内容
思源电气
变电站智能设备状态监测系统解决方案概 述
变电站智能设备状态监测系统详细设计
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
1
变电站智能设备状态监测系统解决方案概述 思源电气
整体方案 站内系统结构 方案概述 系统特点
变电站智能化设备与状态监测系 统解决方案
花小健 2010年04月09日
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved. Copyright © Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
11
系统特点
思源电气
思源电气变电站智能设备状态监测系统，由功能 传感变送器、智能组件柜、系统层网络、状态监 测系统软件有机组成。通信协议完全符合 IEC61850标准，模型符合IEC61850-90-3的标准 框架。遵循《Q/GDW XXX-2009高压设备智能化 技术导则》，融合了数学模型、模式识别、数据 挖掘等先进工具的专家系统，使系统具有“测量 数字化、控制网络化、分析就地化、状态可视化、 功能一体化、信息互动化”的特征。
IEC61850 4-20mA
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
8
变电站设备需求
思源电气
表3.10kV开关柜
功 能
项目
组
设备选型
安装位置
测 10kV开关柜 QS-Safe1000光纤光 智能组件柜
13
智能组件平台
思源电气
可灵活扩展，具备下列功能：
接入电子式PT、CT； 模拟量输入（4~20mA,0~5V）及可编程的485/CAN接口，可方便
接入各式传感器； 可监视并控制断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关等； 集成保护、测控、计量功能； 具有PT并列、电压切换功能；
智能组件与系统层间实时传输SMV、GOOSE报文，支持 站域保护；
测量
集成 CT
表1.变压器智能化项目
设备选型
安装位置
实现功能
UDM-502-T合并单元 UDM-502-T合并单元
变压器智能组件 柜
变压器智能组件 柜
控制风扇 4组，8个控制结
点
有载调压的控制
UDM-502-T合并单元
智能组件柜
测量数字化
要求 实现智能组件控制 实现智能组件控制
IEC61850-9-2
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
12
系统详细设计
智能组件设计 组网方案设计 状态监测系统
思源电气
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
网络满流量时保证GOOSE响应的实时性，可靠抵御网络 风暴；
支持IEEE1588-2008或秒脉冲对时； 能够适应户外运行环境，工作温度范围-40℃~+85℃；
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
7
变电站设备需求
思源电气
功能 项目 组
控制
网络化操动控 制
测量 GIS 互感器
位置信息 气体密度 SF6气体水分 分合闸线圈电 流波形 监测 分合闸时间 储能电机工作 状态
顶层油温
来自百度文库
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
底层油温
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
监测
光纤绕组测温
-
油中溶解气体 油中水分
TROM-600HW-SD，UDM-502-T合并单元
铁心接地电流
TIC-I-SD，UDM-502-T合并单元
主油箱气体压力 光纤压力传感器，UDM-502-T合并单元
监能 测
SHR-5000SD
平
台 可编程专家
诊断系统
主控室
思源电气
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
10
系统特点
思源电气
我们提供的变电站智能设备状态监测系统方案， 充分结合了公司自身技术、生产、市场优势，提 供国际先进的TROM-600HW-SD智能油色谱在线 监测系统、TIC-I-SD智能铁芯电流在线监测系统、 JC1-10/800避雷器在线监测系统、SD-CB-CBM 断路器状态监测系统，同时可以方便地接入市场 上成熟的ECOM公司的SF6微水监测系统，而且 该变电站智能设备状态监测系统对于加拿大 OPSENS公司的光纤压力监测系统同样可以方便 接入。该变电站智能设备状态监测系统提供了其 他站内在线监测子系统的接入兼容接口，使系统 扩展及升级非常便利。
局部放电
DMS局放监测设备
智能组件柜
智能组件柜
智能组件柜 主变本体
主变本体，智能 组件柜
2个测温点
2个测温点 通道数
变送器接口
8气+微水监测
1个电流通道 气体压力变送 局部放电的超高
频信号
DC4－20mA电流 DC4－20mA电流 不用传感器，用公式
计算得到
485接口
穿心CT 输出DC4-20mA 外置式传感器
一次设备
一次设备本体 （主变/电抗器
/GIS）
传感器及控制 信号
变送器 智能一次设备
智能组件柜
智能组件柜 （可根据需求 选配）： 智能单元 合并单元 检测单元 监测功能组主 IED（数据存 储、就地分 析） 保护、测控 电能质量监测 计量
智能设备系统框图
系统层网络
交换机 交换机柜
系统层
状态监测系 统： 1.状态显示 2.基本告警 3.可编程专 家系统
14
智能组件柜的环境适应能力
思源电气
电磁兼容能力，可适 应智能组件柜内强电 磁干扰环境；
电压渐变抗扰度
电磁兼容性 能
电压暂降和短时中 断抗扰度
浪涌（冲击）抗扰 度
电快速瞬变脉冲群 抗扰度
振荡波抗扰度
静电放电抗扰度
+20%～-20%
50%暂降0.1s，中断 0.05s
4级
4级
3级
4级
工频磁场抗扰度
5级
各变电站状态监测系统还可以通过电力通 信网络及路由器实现信息共享，为智能电 网的互动性、共享性要求做好有力的支撑。
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
3
状态监测中心系统结构框图
思源电气
GPS 以太网
思源电气作为智能变电站状态监测系统的 集成供应商，能够提供较为完备的站级智 能设备状态监测的系统解决方案。
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
6
变电站设备需求
思源电气
功能 组
项目
控制
冷却器 有载分接开关
脉冲磁场抗扰度
5级
阻尼振荡磁场抗扰 5级 度
射频电磁场辐射抗 3级 扰度
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
15
IEC61850标准服务支持
思源电气
基于SISCO通信标准库开发的IEC61850-81的站层通信协议标准MMS；
Sieyuan Electric
Copyright © SHR Automation Co., Ltd. All Rights Reserved.
2
整体方案
思源电气
智能变电站状态监测中心系统由监测中心 系统软件和各变电站的状态监测系统共同 组成。中心通过电力通信网络连接各变电 站（应用IEC61850标准或104规约或B/S结 构访问服务），获取各变电站的实时信息， 和评价结果，同时可以调用各变电站内的 设备历史数据、特征曲线等信息。