智能变电站的知识介绍

相
相
C相 相 相 相 相 1
1
A相 相 Biblioteka Baidu 相 相 2
相
相
B相 相 相 相 相 2
相
相
C相 相 相 相 相 2
2
相相相相1 相相相相1 相相相相1 相 相 / PMU 相相
I EC60044- 8 I EC61850- 9- 1 I EC61850- 9- 2
相相相相2 相相相相2 相相相相2 相相
测 控 PCS9705
遥控操作
信号（位置、告警 等）
智能就地 PCS222
保护跳闸告 警
位 置跳 、闸 闭 锁 信 号
位置\保护 跳闸反校
保 护 PCS941
保护跳闸
录 波 器 PCS997
GOOSE2 Addr:01-0C-CD-01-00-13 Vid:013 Priority:4 MinTime:10 MaxTime:2000
比较项目
常规互感器
电子式互感器
绝缘
复杂
绝缘简单
体积及重量
大、重
体积小、重量轻
CT动态范围
范围小、有磁饱和
范围宽、无磁饱和
PT谐振
易产生铁磁谐振
PT无谐振现象
CT二次输出
不能开路
可以开路
输出形式
模拟量输出
数字量输出
智能化的一次设备
按应用场合划分：GIS结构的电子互感器、AIS结构 (独立式)电子互感器、 直流用电子式互感器，按是否 供电分如下两种：
➢ 间隔内装置间交换数据——GOOSE
➢ 过程层与间隔层交换采样数据——SMV
➢ 过程层与间隔层交换控制和状态数据——GOOSE
IEC61850简介
➢ 间隔层装置与变电站监控系统之间交换控制数据——MMS ➢ 监控层与保护主站通信——MMS ➢ 间隔间交换快速数据——GOOSE ➢ 变电站层间交换数据——MMS ➢ 变电站与控制中心交换数据——不在标准范围，也有用户希
介绍和概述
Part 1
术语
Part 2
总体要求
Part 3
系统和工程管理
Part 4
功能和设备模型的通信要求
Part 5
变电站自动化系统结构语言
Part 6
基本通信结构和模型
Part 7
一致性测试
Part 10
Part 8 通信服 务映射
Mapping Mapping
Stack A
Stack A
Station/Interbay bus (LAN) MMS+GOOSE
刀闸位置 刀闸位置 保护动作 （差动、失灵）出口
保护动作 (单跳、三跳)
母差动作 启动远跳、 闭锁重合闸
GOOSEX Addr:01-0C-CD01-00-1X Vid:01X
母差动作 启动远跳、 闭锁重合闸
保护动作 (单跳、三跳)
线路保护
1PCS931 （含重合闸1）
线路保护
2PCS902 （含重合闸2）
智能站与常规站的区别
站控层 网络层 间隔层
智能站与常规站的区别
➢ 常规站是通讯规约（IEC103)只作为通信规范站控层、网络 层、间隔层光纤或双绞线以太网利用现有二次技术/结合一次 设备运行模式/习惯与传统变电站一致；智能变电站是 IEC61850标准不仅作为通信规范，IEC61850标准规范采样 /传输等模式，光纤或双绞线以太网，站控层、间隔层、过程 层，一/二次设备使用光缆连接，用智能互感器/开关，其余 一次设备与传统变电站一致。
合并单元
合并单元：信号合并、数据同步、分配信号、供电
智能化的一次设备
智能就地柜备视图及正视图
智能就地柜
➢ 智能就地柜功能强大，在传统的开关场的端子箱基础上，使 用了新型温度控制，抗干扰技术、防潮，空气循环、防尘防 水、除湿汇控柜的设计，温度/湿度的控制采用了温湿控制器 处理；采用均匀放置来实现防潮的处理；其独特的外形及布 局完成空气循环、抗干扰等。
GIS开关+PCS-9520电子式电流电压 互感器
220kV保护小室
GIS开关+PCS-9520电子式电流电压 互感器
110kV保护小室
IEC61850简介
IEC61850标准是迄今为止最为完善的变电站自动化标准。 IEC61850是一个网络和计算机技术高度发展的产物。嵌入式 硬件技术、嵌入式操作系统技术的快速发展和广泛应用，为IE C61850在电力系统的应用创造了有利条件。是基于网络通信 平台的变电站自动化系统唯一的国际标准。
GPS对时装置
PCS-900系列保护装置
PCS-900保护装置
PCS-9821智能控制装置
PCS-222智能操作箱
GOOSE+SMV-A GOOSE+SMV-B
PCS-221合并单元
PCS-221合并单元
……
PCS-9821开关智 能控制装置
GOOSE+SMV-A GOOSE+SMV-B
PCS-221合并单元
GOOSEX
保 重护 合动 闸作 出口 、气断 压路 低K器 闭 K合位 锁后置 重、 合闸
Addr:01-0C-CD01-00-1X Vid:01X
保护动作、 重合闸出口
断路器位置、 KK合后
气压低闭锁重合闸
智能终端I
GOOSEX Addr:01-0C-CD-01-00-1X Vid:01X
KK合后、告警、闭锁（电缆） 告警、闭锁（电缆）
GOOSE的典型配置
110kVGOOS E：
GOOSE1 Addr:01-0C-CD-01-00-11 Vid:011 Priority:4 MinTime:10 MaxTime:2000
GOOSE3 Addr:01-0C-CD-01-00-12 Vid:012 Priority:4 MinTime:10 MaxTime:2000
智能变电站结构
IEC61850-9-1/9-2
电子互感器和GOOSE的变电站
MMS-A
以太网 MMS-B
操作员 工作站
220kVXXX变系统结构图
微机五防 工作站
继电保护 工程师站
网络、232、 modern送各 级调度中心
/集控中心
RCS-9698H 远动双机
……
RCS-9785系列 HEWLETT PACKARD
IEC61850简介
➢ IEC61850-9-1 IEC60044-8（FT3）
- 电流测量额定值：2D41H 11585（十进制） - 电流保护额定值：01CFH 463（十进制） - 电压额定值： 2D41H 11585（十进制）
➢ IEC61850-9-2LE 一般按一次值处理（比例因子电流为0.001\电压为0.01） ➢ 小信号 - 电流互感器：保护用--150mV，225mV，测量用--4V 等 - 电压互感器：2/ 3 V，4/ V3，6.5/ V3等
➢ 常规站是一二次设备设计重视通讯网络的部分；智能变电站 是重视二次设备智能与一次设备连接，智能开关/互感器不同 于传统变电站，通信网络与GOOSE网络分开。
智能站与常规站的区别
➢ 常规站是二次结构分为站控层、网络层、间隔层；智能变电 站是过程层、间隔层、站控层。
➢ 常规站是站控层包括监控后台（嵌入五防系统） 、工程师站、 保护信息子站、运动设备，独立五防它们之间的规约是传统 的通讯规约；智能变电站是站控层设备同常规站，但是规约 是IEC61850规约。
此外，单可视方式是可选的 。
IEC61850简介
MMS实现：定值
定值功能通过定制控 制块（SGCB）来实现， 映射到MMS的读写服务 。通过定制控制块，可以 实现选择定值区进行召唤 、修改、定制区切换。
IEC61850简介
MMS实现：遥控
遥控、遥调等控制功 能通过IEC61850的控制 相关数据结构实现，映 射到MMS的读写和报告 服务。
IEC61850规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备 的自描述特征和通用配置语言，使不同智能电气设备间的信 息共享和互操作成为可能。不仅规范保护测控装置的模型和 通信接口，而且还定义了电子式CT、PT、智能化开关等一次 设备的模型和通信接口。
IEC61850简介
IEC61850解决的主要问题：网络通信；变电站内信息共享和 互操作；变电站的集成与工程实施
智能变电站介绍
➢ 智能变电站是指变电站自动化系统采用IEC61850国际标准， 信息采集、传输、处理、输出过程全部智能。其基本特征为 设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管 理自动化。
➢ 智能化一次设备:电子式互感器、智能化开关等。
➢ 网络化二次设备:过程层是一次设备与二次设备的结合部分， 包括光电式互感器、合并单元、智能终端,间隔层是由保护 装置、测控装置、故障录波装置以及其他智能设备构成、站 控层包括监控系统主机、操作员工作站、远动机、保护信息 子站、维护工程师站等
➢ 常规站是监控双网配置，网络采用星型结构；智能变电站 是 监控双网传输保护信息、测控采样信息、联闭锁GOOSE信息、 顺控信息等，保护信息单网传输保护信息、录波信息等， GOOSE双网配置，都使用IEC61850标准。
智能站与常规站的区别
➢ 常规站是开关、刀闸、互感器、电抗器等不具备61850标准， 互感器与测控装置、保护装置仍然采用传统电缆连接，开关、 刀闸、变压器与测控装置、保护装置、操作箱仍然采用传统 电缆连接；智能变电站电子式互感器、智能化开关外，其他 一次设备均采用传统设备，电子式互感器(传感模块+合并单 元)，智能化开关 ，通过光纤连接。
光纤电流传感器 一次导线
绝缘子
光纤 光缆
一次场
C相
B相
光纤耦合器 光纤偏振器 光纤调制器
光源驱动 信号解调
A相
合 保护
并 单
测控
元 计量
主控室或保护小室
有源电子式互感器
无源电子式互感器
智能化的一次设备
AIS
GIS
OCT/OVT
MU
远端模块和MU的连接
A相 相 相 相 相 1
相
相
B相 相 相 相 相 1
IED名称_LD名称_故障序号_*.HDR（CFG、DAT）。 统一规范的故障报告采用XML格式存放在HDR文件中
，内容如下：
IEC61850简介
➢ IEC61850标准定义了其中两种抽象模型
采样值传输（SMV）模型
通用变电站事件（GOOSE）模型
➢ SMV模型应用于采样值传输及相关服务，而GOOSE模型则 提供了变电站事件（如命令、告警等）快速传输的机制，可 用于跳闸和故障录波启动等报文的传输。
智能终端II
GOOSEX Addr:01-0C-CD-01-00-1X Vid:01X
智能化的一次设备
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。
Mapping Mapping
Stack X
Stack Y
Porcess bus (LAN) GOOSE+SMV
Part 9 通信服 务映射
IEC61850简介
➢ 间隔层装置与变电站监控系统之间交换事件和状态数据— MMS
➢ 间隔层装置与远方保护交换数据——私有规约，未来发展也 可用以太网方式借用GOOSE或SMV
望采用61850
IEC61850简介
MMS实现：信号上送
遥信、开入等信号类数据 的上送功能通过BRCB（有缓冲 报告控制块）来实现，映射到 MMS的读写和报告服务。通过 有缓冲报告控制块，可以实现 遥信和开入的变化上送、周期 上送、总召、事件缓存。由于 采用了多可视的实现方案，使 得事件可以同时送到多个后台 。
GOOSE4 INPUT1 . . .
GOOSE的典型配置I
GOOSEX
220kVGOOSAddr:01-0C-CD-01-00-1X Vid:01X
E：
母差保护1中的 失灵保护
GOOSEX Addr:01-0C-CD-01-00-1X Vid:01X
母差保护2中的 失灵保护
保护动作 （差动、失灵）出口
➢ 智能就地柜箱体外壳由双层不锈钢板组成：可以防止阳光直 接辐射箱体内部；外层喷塑，增强对阳光的反射；双层结构 可以增加外壳的整体强度；夹层之间的空气，作为温度变化 的缓冲。通风与对流设计，防尘防水设计， 除湿处理，加热 器的布局，强电磁干扰的处理，除了金属外壳双层设计，另 接地铜牌接点选择、智能操作箱用二次电缆等及柜外壳等可 靠接地。
此外，单可视方式是可选的。
IEC61850简介
MMS实现：测量上送
遥测、保护测量类数据的 上送功能通过URCB（无缓冲报 告控制块）来实现，映射到 MMS的读写和报告服务。通过 无缓冲报告控制块，可以实现 遥测的变化上送、周期上送、 总召。由于采用了多可视的实 现方案，使得事件可以同时送 到多个后台。
IEC61850提供多种 控制类型，PCS系列装 置实现了增强型SBOw 功能和直控功能，支持 检同期、检无压、闭锁 逻辑检查等功能。
IEC61850简介
MMS实现：故障报告
故障报告功能通过RDRE逻辑节点实现，映射到MMS的 报告和文件操作服务。
录波文件产生时，RDRE下的RcdMade和FltNum通过报 告上送到后台；后台以如下方式召唤故障报告：