新一代智能变电站层次化保护技术介绍-增2014-04-30
新一代智能化变电站二次系统新技术综述
针对不 同电压等级,站域保护将实现集中后备保护、站域备 自投、 低频低压减载 、过负荷联切、低压简易母线保护等功能 , 减少二次设备 数量 ,降低了建设成本。
3 3 产践级 保 护
、 受 。 J 罨 拯制等
功能即智能终端的作用。
通过二次 系统的功能整合和设备集成 优化 了 一 次i 殳 备的配置数
次化保护控制系统和二次设备集成方案 ,简要分析 了新技术的特点和应 用。
枣 词 新一代智能 变电站 ; 层 次化保护 ;二次系统集成
1 引 言
信息,综合判断后 , 通过各站域级保护系统下达控制指令。三层保护协 调 配合 ,构成 以就地级保护为基础 , 站域级保护与广域级保护为补充的
新一代智能 变电站是在智能变 电站设计 、建设及运行经验 的基础
上构建以 “ 集成智能设备和一体化业务 系统”应用 为特征 , 实现专业设
计 向整体 设计的转变,一次设备智能化 向智能一次设备的转变,是先进 适用技术的集成应用。 本文根据 新一代智 能变 电站 的发 展方向和顶层 设计理 念 ,结合典 型示范工程建设实践 , 简 要阐述 了新一代智能变电站二次系统新技术、 新设备特点和应用。
障,保护站内各 电气元件。
故 障录波与网络 分析集成 装置解决了动态和暂态报: 史旧记录问题 , 同时可以简化网络配置方案,节省线缆敷设数量。
4 2 , 过程层设备集成
1 1 O k V及 以下 电压等 级采用合并单 元 ( MU )与智能终端装置集 成 ,实现过程层 S V / G O OS E 共 网共 口 传 输 该装嚣 一 方面用以对来自 二次转换器的电流或 电压数据进行时问相关乏 目 合实 合 另一方面具有与一次设备采用 电缆连接 ,与保扩 、 光纤连接 , 实现对断路器、刀闸、主变压器等 元的功能 : 专I 二 } 复爵采用
智慧变电站:新一代智能变电站的概念及建设目标阐述
智慧变电站新一代智能变电站的概念及建设目标阐述导读智能变电站是建设智能电网的关键环节和重要内容,一次设备的智能化是智能变电站与传统变电站的重要区别,研究智能变电站一次设备智能化技术具有重要的意义和价值。
智能变电站是建设智能电网的关键环节和重要内容,一次设备的智能化是智能变电站与传统变电站的重要区别,研究智能变电站一次设备智能化技术具有重要的意义和价值。
出了智能变电站一次设备智能化的相关建议。
智能电网是构建全球互联、高度智能、清洁环保、高效利用、友好互动的全球能源互联网的重要支撑,是承载和推动新一轮能源革命的基础平台。
发展智能电网有利于清洁可再生能源的开发利用、资源的最优配置、雾霾的治理以及电动汽车等新型高科技产业的快速发展,发展智能电网已成为我国能源发展的战略目标。
未来的智能电网将采用先进的材料技术、可再生能源发电技术、传感技术、通信技术、超导技术、储能技术、先进控制理论,使得能源开发更清洁,利用更高效,配置更优化,碳排放量更低。
未来的智能电网将实现微电网与特高压骨干电网协同发展,电网与用户友好互动,从而更好的服务于国民经济的发展。
“绿色供电、智慧用电”是智能电网内涵的深刻体现。
智能变电站是坚强智能电网的基石和重要支撑,而一次设备的智能化是智能变电站建设的关键环节。
1.智能变电站概念及其建设目标智能变电站采用先进、环保、集成、可靠、低碳的智能设备,能够自动完成信息采集、测量、计量、保护、在线监测、自诊断等基本功能,支持电网实时智能调节、自动控制、协同互动、在线分析决策等功能[1-4]。
新一代智能变电站技术是在传统变电站技术基础上的不断创新和变革,其不断融合先进、前瞻的新技术,运行经济环保,设备先进适用可靠,使电网运行更安全稳定。
新一代智能变电站为集自我保护、控制和管理功能于一体的高度智能体,具备智能化、协同互动、即插即用和集成化等技术特征。
新一代智能变电站建设的目标:采用先进的技术手段将站内的高压一次设备高度集成、二次设备高度集成、设备与建筑物高度集成,高度集成设备的设计、制造、调试均在工厂内一体化完成,设备技术先进可靠;新一代智能变电站功能齐全、智能化程度高、调试及维护灵活方便、运行稳定可靠;装配式建设、标准化设计、工厂化加工是新一代智能变电站设备模块化的主要体现;新一代智能变电站内部之间及其与站外的通信准确可靠,结构布局合理,尽可能地节约土地、能源、水、材料等资源,有效减少环境污染和生态破坏;新一代智能变电站具有效率最大化、维护量最小化、资源节约化、环境友好化、信息资源最优化的优势;新一代智能变电站支持与多级调控中心的信息传输。
智能变电站
智能变电站二次设备特点
变电站内常规的二次设备,如继电保护 装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远 动装置、故障录波装置、电压无功控制、 同期操作装置以及正在发展中的在线状态 检测装置等全部基于标准化、模块化的微 处理机设计制造,设备之间的连接全部采 用高速的网络通信,二次设备不再出现常 规功能装置重复的I/O现场接口,通过网 络真正实现数据共享、资源其享,常规的 功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
继电保护系统调试 站控层保护信息管理系统、间隔层继电保护设 备和过程层设备构成。 调试内容:外部检查;绝缘试验和上电检查; 工程配置;通信检查;单体调试;整组调试;故 障录波功能;继电保护信息管理系统 远动通信系统调试 由站控层远动通信设备、间隔层二次设备构成 调试内容:远动遥信、遥测、遥控、遥调和主 备切换功能测试
采样值点对点、GOOSE组网
采样值点对点、GOOSE组网:大量工程应用
采样值、GOOSE分别组网
采样值、GOOSE分别组网:
采样值、GOOSE共网
采样值、GOOSE共网:桂林500kV动模
智能变电站概况
培 训 内 容
网络结构概述 智能变电站特点
二次设备 智能变电站调试
检验前的准备工作
3、现场调试大项和流程
调试导则规定: 站内网络系统调试 由交换机和各类通信介质组成 调试内容:外部检查;工程配置;通信光缆检查;通信铜 缆检查。 计算机监控系统调试 三层设备,包括测量、控制、状态检测、五防等相关功能 调试内容:设备外部检查;绝缘试验和上电检查;工程配 置;通信检查;遥信、遥测、遥控、遥调功能,同期控制, 防误闭锁,顺序控制功能,自动电压无功控制,定值管理功 能,主备切换功能
智能变电站技术
智能变电站技术在当今科技飞速发展的时代,电力系统的智能化变革正深刻影响着我们的生活和社会的运转。
其中,智能变电站技术作为电力系统的关键环节,扮演着至关重要的角色。
智能变电站,简单来说,就是将先进的信息技术、传感器技术、自动化控制技术等深度融合,实现变电站运行的智能化、高效化和可靠化。
传统变电站在运行过程中,往往存在诸多问题。
比如,设备监测手段相对单一,难以实时、全面地获取设备的运行状态信息;数据采集和处理能力有限,无法快速准确地分析和判断故障;操作和控制方式不够灵活,难以适应复杂多变的电力需求。
而智能变电站技术的出现,有效地解决了这些问题。
智能变电站的核心在于智能化的设备。
这些设备配备了高精度的传感器,能够实时感知电压、电流、温度等关键参数,并将这些数据快速准确地传输到控制系统。
以变压器为例,通过在变压器内部安装传感器,可以实时监测油温、油位、绕组温度等重要指标,一旦出现异常,能够及时发出警报,甚至自动采取相应的保护措施,大大提高了变压器的运行可靠性。
在数据采集与处理方面,智能变电站展现出了强大的能力。
它能够同时采集大量的实时数据,并通过先进的算法和模型进行快速分析。
这种高效的数据处理不仅有助于及时发现潜在的故障隐患,还能为电力系统的优化运行提供有力支持。
例如,根据不同时间段的用电负荷情况,智能调整变电站的输出功率,实现电力资源的合理分配,提高能源利用效率。
智能变电站的另一个重要特点是其自动化的控制功能。
通过预先设定的程序和规则,变电站能够自动完成一系列操作,如设备的投切、无功补偿的调整等。
这不仅减少了人工干预带来的误差和风险,还大大提高了操作的效率和准确性。
在通信方面,智能变电站采用了高速、可靠的通信网络。
这使得站内各个设备之间能够实现无缝的数据交换和协同工作。
同时,智能变电站还能够与上级调度中心和其他变电站进行高效通信,实现整个电力系统的优化调度和协调运行。
此外,智能变电站还具备良好的兼容性和扩展性。
电力系统中智能变电站继电保护技术分析
电力系统中智能变电站继电保护技术分析
智能变电站继电保护技术是指在电力系统中利用先进的计算机技术和智能化装置来实
现对变电站及其附属设备的在线监测、故障检测和保护动作的技术。
其主要作用是提高电
力系统的可靠性、实时性和安全性,并对电力设备进行精确、快速的故障诊断和处理。
智能变电站继电保护技术的主要优势是能够快速准确地检测变电站设备的状态和故障
信息,并通过智能化的故障诊断系统进行分析和判断,及时采取相应的保护措施,避免发
生故障和事故,从而保证电力供应的可靠性。
与传统的继电保护技术相比,智能变电站继
电保护技术具有以下特点:
1.高度自动化:智能变电站继电保护技术利用先进的计算机技术和自动控制装置,能
够实现对整个变电站的在线监测和自动故障检测,并能够根据故障的严重程度和紧急程度
自动进行保护动作,减少人工干预。
2.智能化诊断:智能变电站继电保护技术通过实时采集和监测变电站的各项参数和状
态信息,并通过智能化的故障诊断系统进行分析和判断,可以准确地识别故障类型和位置,并给出相应的处理建议,提高故障处理的效率和准确性。
3.远程控制和监测:智能变电站继电保护技术具有远程控制和监测的功能,可以通过
远程通信网络对变电站进行实时监控和远程操作,使得运维人员可以随时随地对电力设备
进行控制和管理,提高了工作效率和便捷性。
4.多级保护策略:智能变电站继电保护技术采用多级保护策略,即从设备级别到系统
级别,设置多重保护,提高了电力系统的安全性和可靠性。
当发生故障时,可以根据故障
的严重程度和紧急程度依次启动不同级别的保护策略,确保故障的处理能够及时和有效地
进行。
阐述智能变电站过程层应用技术
阐述智能变电站过程层应用技术引言智能变电站,是在传统变电站的基础上,引入大量的智能化设备,以数字化、网络化和智能化为目标,具备自动控制、智能调节、在线分析等高级功能的变电站。
与常规变电站相比,智能变电站自动化系统包括了站控层、间隔层和过程层,过程层是其区别于常规变电站的亮点之一,能够提升设备的抗干扰能力以及信息的共享程度。
同时,过程层中应用了大量的新设备和新技术,对于实时性和可靠性有着很高的要求,应该得到电力技术人员的重视。
1、过程层的组成在智能变电站中,过程层是指位于一层设备和二层设备之间的结合面,主要功能在于对变电站设备运行状态的监测、对各种数据信息的采集以及对系统控制命令的执行等。
简而言之,就是将常规变电站间隔层中的部分应用转移到过程层来完成。
过程层以光纤作为信息服务的媒介,其服务方式包括了GOOSE信息传输和分采样值传输两种。
过程层主要是由变压器、互感器、隔离开关、断路器等一次设备,以及相应的附属组件和相对独立的智能化电子设备组成,相比于常规变电站,智能变电站过程层引入了大量的新技术和新设备,结合GOOSE信息传输和分采样值传输两种信息传输方式,能够更加有效的掌握变电站的运行状态,为调整设备运行参数,维护电力系统安全稳定运行提供了完整准确的参考依据。
2、过程层的技术要求2.1采样值传输要求在智能变电站自动化系统中,采样值传输是过程层和间隔层之间实现相互通信的关键,包含了过程层上的最大数据流。
采样值报文对于传输效率有着很高的要求,即使是在极端的情况下,也必须能够对报文的响应时间进行明确。
采样值传输的技术要求包括:一方面,当传输量较大,而且实时性要求较高时,应该采用发布者/订阅者结构;另一方面,依照IEC61850-9-2的标准定义,采样值传输在接入到过程层网络时,应该采用光纤的方式,同时避免间隔层中的计量设备、保护设备等与合并单元的直接连接,而是应该通过过程层交换机来获取采样值信号,从而实现信息的共享。
智能变电站的继电保护措施分析
智能变电站的继电保护措施分析智能变电站是一种基于现代先进控制与通信技术的新型电力系统,其具有高效、可靠、灵活等优点。
继电保护措施是智能变电站的重要组成部分,它可以在电网发生异常时对电力设备进行快速保护,避免事故扩大,保证系统的安全稳定运行。
1.多层次继电保护体系智能变电站采用多层次继电保护,包括主保护、备用保护、局部保护等各个层次。
主保护是基础保护,一般采用距离保护等,当发生严重故障时起主导作用,使故障部位迅速脱离电网。
备用保护避免主保护失效,一般采用电流差动保护、母线保护等,当主保护失效时,备用保护会立即起作用。
局部保护一般用于发电机、变压器等特定电力设备,以维护设备本身的安全。
2.数字化、集成化继电保护系统智能变电站的继电保护系统采用数字化技术,实现继电保护信息的采集、传输、处理、控制与管理等多个环节的自动化,并将这些信息与企业级应用系统集成,形成一个完整的数字化、集成化继电保护体系。
这种集成化的继电保护系统便于管理和操作,不仅提高了保护系统的灵活性,还可以实现对大规模电网的实时监测、分析和控制。
3.智能化保护智能变电站的继电保护采用智能化技术,可以对电力故障进行实时监测、预测和诊断,实现对电网的实时控制和精准保护。
智能化继电保护同时可以实现对负荷、电网状态等多个因素的实时控制,通过发出相关的控制信号,对电网进行动态调节。
这种智能化的保护技术不仅能提高电网的安全稳定性,还可以节约电力资源,提高电网的经济性和可靠性。
总之,智能变电站采用多层次继电保护体系、数字化、集成化继电保护系统以及智能化保护技术,既提高了电力设备和电网的安全稳定性,又提高了电网的可靠性和经济性,对电力系统的现代化和智能化发展起到了重要的推动作用。
智能变电站二次技术介绍
●过程层SV网(光以太网交换机)(点对点方式下逐渐在淘汰) 如果采样值报文采用网络传输时: 500KV: 3/2接线时宜按串冗余配置2台交换机; 220KV:双母线接线时宜按4个断路器单元冗余配置2台交换机; 66/35KV:宜按母线段配置。
智能变电站二次技术介绍
智能站二次设备特点
7)对时系统 站控层设备:SNTP(Simple Network Time Protocol)简单网络对时协 议。 间隔层设备:IRIG-B(一般用电B码)、SNTP。 过程层设备:IRIG-B(一般用光B码)、PPS。 整个变电站也可采用 基于网络系统的IEEE 1588对时。
光纤以太网:GOOSE 过程层交换机
北京四方
SV
电缆
GOOSE
SV
GOOSE
低压装置
北京四方
保护装置
北京四方
保护柜
测控装置
北京四方
间隔层设备
电以太网: MMS\GOOSE
北京四方
电以太网:MMS
北京四方
站控层交换机电ຫໍສະໝຸດ 太网:MMS北京四方监控系统 远动装置 站控层设备
智能变电站二次技术介绍
智能站系统网络结构
一次导线 空芯线圈 AD采集模块
A/D 采集器1
浅色为保护采样线圈、深色为测量采样线圈
A/D CPU PWR 光纤至 合并单元1
绝缘子
A/D CPU A/D PWR 光纤至 合并单元2
采集器: 双AD方案,保证采 样可靠性; 低功耗设计; 双电源方案; 测温功能; 完善的自检功能, 如A/D电源低等。
智能变电站二次技术介绍
智能站二次设备特点
2)合并单元(MU: Merging Unit ) 2-1)作用:信号合并、数据同步、数据输出、电压并列。通过SV光 信号将电流、电压传给保护、测控等间隔层设备。 私有协议
智能化变电站技术介绍
智能化变电站技术介绍在当今的电力系统中,智能化变电站技术正发挥着日益重要的作用。
它不仅提升了电力供应的稳定性和可靠性,还为能源的高效利用和智能化管理开辟了新的途径。
智能化变电站是采用先进的传感器、智能控制和通信技术,实现对变电站设备的实时监测、控制和保护的一种新型变电站。
与传统变电站相比,其具有更高的自动化水平、更强的信息化处理能力和更优的运行效率。
从设备层面来看,智能化变电站的一次设备实现了智能化。
比如智能变压器,它能够实时监测自身的运行状态,包括油温、油位、绕组温度等参数,并将这些数据传输给监控系统。
智能开关设备则具备了电动操作、状态监测和故障诊断等功能,大大提高了开关设备的可靠性和维护效率。
在二次系统方面,智能化变电站采用了基于IEC 61850标准的通信体系。
这一标准统一了变电站内各种设备的通信接口和数据模型,使得不同厂家的设备能够实现无缝通信和互操作。
通过高速以太网,实现了数据的快速传输和共享,为变电站的智能化控制和管理提供了有力支撑。
智能化变电站的监测系统也非常先进。
它通过各种传感器,如光学互感器、局部放电传感器等,实时采集设备的运行数据。
这些数据经过处理和分析,能够及时发现设备的潜在故障和异常,为设备的预防性维护提供依据。
例如,通过对变压器油中溶解气体的分析,可以早期判断变压器是否存在内部故障;利用局部放电监测技术,可以发现开关柜内的绝缘缺陷。
智能化的控制和保护系统是智能化变电站的核心之一。
它能够根据实时的电网运行状态和故障情况,快速准确地做出控制和保护动作。
与传统的保护装置相比,智能化保护系统具有更高的灵敏度和选择性,能够更好地适应复杂的电网运行环境。
在智能化变电站中,自动化系统也得到了极大的提升。
它实现了变电站的无人值守运行,通过远程监控和控制,减少了人工干预,提高了运行效率和安全性。
同时,自动化系统还具备了智能化的操作票生成和管理功能,大大降低了操作失误的风险。
此外,智能化变电站还具有良好的扩展性和兼容性。
智能变电站关键技术
智能变电站关键技术摘要:为应对智能变电站二次设备分散化配置、集成度低、协调性差的问题,新一代智能变电站技术应运而生。
下文详细介绍了新一代智能变电站预制舱、层次化保护的工作原理、功能配置、技术优势等关键技术,为进一步开展新一代智能变电站二次关键技术研究与实证应用提供了参考关键词:新一代智能变电站;层次化保护1 新一代智能变电站系统结构新一代智能变电站不再拘泥于单一变电站范围,通过广域层和站域层两层结构配置,实现广域信息的统一采集和完全共享,为广域范围的智能保护和控制奠定基础。
站域层涵盖整个变电站,在现有智能变电站的“三层两网”结构基础上,新一代智能变电站新增了“两层一网”的分层分布式结构。
“两层”指就地层智能设备和站控层设备;“一网”指就地层和站控层通信网。
就地层智能设备采用测量、保护等智能组件与一次设备高度融合的智能化一次设备,打破一二次技术壁垒,有效降低设备维护工作量。
站控层采样共网共端口技术,有效减少设备端口数量,提高经济性。
通信网采用一体化高速以太网,实现数据、信息的快速交互,为变电站智能控制、状态检修等提供物理基础。
广域层面向区域电网,利用多个变电站综合信息,统一判定决策,实现相关保护和控制功能。
广域信息的统一采集和完全共享,改变了继电保护等二次系统的配置方式,为层次化保护系统奠定技术基础。
2 新一代智能变电站二次关键技术2.1 预制舱式二次设备预制舱是指在工厂内完成箱体制作、相关配线、二次设备安装调试等工作,并作为一个整体运送至施工现场,在现场与一次设备、土建直接对接,以便于多种方式装卸、运输和设备运行维护的标准工作间。
2.1.1 预制舱组成预制舱由预制舱舱体、二次设备模块、二次设备屏柜(机架)和舱体辅助设施组成,采用标准集装箱式构造。
预制舱舱体包括舱体框架、照明设备及开关(正常照明和应急照明)、舱体配电系统、电源插座、有线电话、折叠桌等设备舱体辅助设施包括安全防护及视频监控措施、通讯设施、辅助功能设备、采暖通风设备、消防安全设备等。
智能变电站技术
智能变电站技术智能变电站技术文档范本:⒈引言⑴目的本文档旨在介绍智能变电站技术的概念、原理和应用。
通过了解这一技术,读者可以深入了解智能变电站的工作原理、优势和相关的法律法规。
⑵范围本文档涵盖了智能变电站技术的基本概念、设备及系统组成、工作原理、应用场景等方面内容。
⒉智能变电站概述⑴定义智能变电站是一种利用先进的传感器、通信技术和自动化控制系统,实现变电站设备监测、控制、调度及数据管理的现代化电力系统。
⑵原理用通信技术将数据传输到监控中心或相关系统,以实现设备监测、故障诊断、远程控制等功能。
⑶应用智能变电站技术广泛应用于电力系统中,包括输电、配电和站内设备。
它可以提高电力系统的安全性、可靠性和运行效率。
⒊智能变电站设备及系统组成⑴主要设备智能变电站主要包括断路器、变压器、隔离开关、组合电器、变电站自动化系统等。
⑵通信系统智能变电站通信系统是实现设备监测和远程控制的关键组成部分,通常采用无线或有线通信方式。
⑶监控系统监控系统是智能变电站的核心,它负责采集设备数据、进行实时监测、故障诊断和远程控制。
⒋智能变电站工作原理⑴数据采集信息,如电流、电压、温度、压力等。
⑵数据传输采集到的数据通过通信系统传输到监控中心或相关系统,可以通过有线或无线方式进行传输。
⑶数据处理和分析监控中心或相关系统对接收到的数据进行处理和分析,包括故障诊断、数据统计、预测分析等。
⑷控制指令下发根据分析结果,监控中心可以下发控制指令,如开启/关闭设备,调整参数等。
⒌智能变电站应用场景⑴输电系统智能变电站可以实现对输电线路和变电设备的监测、故障诊断和远程控制,提高输电系统的可靠性和安全性。
⑵配电系统智能变电站可以实现对配电线路和设备的监测和控制,提高配电系统的运行效率和可操作性。
⑶站内设备智能变电站可以实现对站内设备的监测和控制,如变压器、断路器等,提高设备的运行可靠性和安全性。
⒍附件本文档涉及的附件详见附件部分。
⒎法律名词及注释⑴法律名词根据本文档所涉及的法律法规,以下是一些相关的法律名词,包括但不限于:电力法、电力安全法、电力设施保护法等。
新一代智能变电站层次化保护技术介绍增
基于本地信息,优化间隔功能,减少中间环节,提 高可靠性,增强监测信息量,方便现场运维工作。
State Grid Corporation Of China. All rights reserved.@2014
11
二、就地级保护
信息交互
State Grid Corporation Of China. All rights reserved.@2014
7
层次化保护控制体系架构 就地级保护 站域保护控制 广域保护控制 在线监测及预警 检测 附:二次系统技术要求
State Grid Corporation Of China. All rights reserved.@2014
8
二、就地级保护
实现方式
面向对象的保护就地布置,现阶段可采用预制 仓/智能组件柜等方式,逐步实现无防护安装的二次 设备,降低成本:
技术优点
充分利用信息共享优势,完成全站备自投、低周低压减载、 主变过载连切等功能;
过程层
GOOSE
非电量保护动作反馈 信息
开关控制器
直跳
GOOSE
保护跳闸指令(含自 动重合闸)
State Grid Corporation Of China. All rights reserved.@2014
14
二、就地级保护
信息交互
42/42’ 继电保护装置 43 继电保护装置 44 继电保护装置
构成以就地保护为基础、站域与广域保护协同的多维度层次化
继电保护系统
State Grid Corporation Of China. All rights reserved.@2014
6
一、层次化保护控制体系架构
智能变电站层次化继电保护配置优化的探讨
智能变电站层次化继电保护配置优化的探讨摘要:在新一代智能变电站试点建设过程中,提出了层次化继电保护系统,把原有的继电保护划分为就地级保护,增加了站域级、广域级保护控制系统,站域保护集成了部分安全自动装置的功能;并对单套保护做了冗余配置,但就地级保护还是按照原有的配置方式。
本文分析了智能变电站层次化继电保护配置优化措施。
关键词:智能变电站;层次化继电保护;一次设备建模;自动整定;协同目前对于层次化继电保护的研究和应用,主要集中在站域后备保护原理方面,对于就地保护功能配置的优化以及运维的便捷提及较少;同时当站域后备保护的范围扩大后,如何保证其可靠性也是难题之一。
1 现有配置的一些不足1.1后备保护逐级配合线路保护和变压器保护均配置了相邻设备的远后备保护以及作为系统稳定安全的系统级后备保护,这就需要在时间上与邻线或下级设备的后备保护进行配合,尤其对于变压器后备保护涉及的下级设备较多,又作为整个变电站主要的后备保护,造成变压器后备保护配置复杂,在多侧电源的情况下难以整定,甚至出现近后备动作时间大于设备热稳时间,对设备安全运行造成较大的风险。
1.2就地保护间横向耦合由于母线上各间隔的失灵保护通常都配置在母线保护中,也就使得母线保护和各间隔线路保护、变压器保护之间需要相对复杂的联闭锁信号,在实际运维中,这也是智能变电站就地保护虚端子配置复杂以及保护设备检修时安全措施不便的原因之一。
1.3后备保护决策依据不足对于线路保护、变压器保护配置的后备保护范围远大于主保护范围,但受制于保护安装处的测量信息,无法感知系统实际的运行方式及相邻设备电气特征,因此也难以保证在不同运行方式下准确动作。
2 层次化继电保护的优化配置方案2.1保护功能的优化分布原则根据保护范围、是否需要相互配合、综合决策信息来源等因素将就地保护中原有的主保护、后备保护功能在层次化继电保护系统中进行重新组态。
2.1.1就地保护就地保护配置被保护对象的主保护、近后备保护及设备安全的后备保护,尽可能避免就地保护之间的横向连接;在保护功能上就地保护不涉及与相邻设备后备保护在时间或者空间上的配合。
智能变电站技术介绍
智能变电站技术介绍智能变电站,是指利用先进的信息通信技术和自动控制技术,将传统的电力设备与智能化技术相结合,实现电力系统的远程监控、自动化操作和智能化管理的一种现代化电力设施。
智能变电站的引入,极大地提升了电力系统的运行效率、可靠性和安全性,成为电力行业的重要发展方向之一。
一、智能变电站的概述智能变电站通过在变电站内部加装各种传感器、无线通信装置和自动控制系统,实现对变电站设备的实时监测和远程控制。
与传统的变电站相比,智能变电站具有以下主要特点:1.实时监测:智能变电站通过各种传感器对变电设备的运行状态进行实时监测,可以及时发现和定位潜在故障隐患,为运维人员提供准确的故障诊断信息。
2.远程操作:智能变电站支持远程操作,运维人员可以通过网络远程操作变电站设备,实现对电力系统的远程控制和管理。
这样一来,在发生紧急情况时,运维人员不需要亲临变电站现场,可以通过远程操作设备,快速恢复电力系统的供电能力。
3.自动化控制:智能变电站采用先进的自动控制技术,实现对变电站设备的自动化控制。
通过预设的逻辑控制程序,智能变电站可以自主地对电力设备进行自动调节和操作,提高整个变电站的运行效率。
二、智能变电站的关键技术1.传感器技术:智能变电站中的各种传感器,如电流传感器、电压传感器等,可以实时监测电力设备的运行参数,将采集到的数据传输到监控中心,为运维人员提供准确的数据支持。
2.通信技术:智能变电站采用无线通信技术,将各个变电设备的监测数据传输到监控中心。
这样一来,运维人员可以随时随地通过电脑或移动设备获取变电站的实时运行状态,并进行远程控制。
3.自动控制技术:智能变电站通过自动控制系统,对变电设备进行自动调控和操作。
通过设定合理的逻辑控制程序,智能变电站可以自主地对设备进行智能化运行管理,提高整个电力系统的稳定性和可靠性。
4.人工智能技术:为了进一步提高电力设备的故障预测和诊断能力,智能变电站引入了人工智能技术。
通过对海量的历史数据进行分析和学习,智能变电站可以预测设备的寿命和故障概率,并提醒运维人员及时采取维修措施,降低故障风险。
智能变电站技术(详细版)讲解
智能化变电站技术内容提要•智能化变电站概述•如何实现智能化变电站•关键问题分析•智能化变电站技术规范•国内典型工程案例分析智能化变电站概述-定义•《智能变电站技术导则》给出的定义采用先进、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化控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
•智能变电站派生于智能电网智能化变电站概述-变电站内部分层远方控制中心技术服务7功能A 功能B 9变电站层3控制继电保护3控制继电保护81616间隔层传感器操作机构过程层接口过程层高压设备4545IEC61850将变电站分为三层智能化变电站概述-需要区分的概念•变电站层监控系统、远动、故障信息子站等•间隔层保护、测控等•过程层智能操作箱子(或称智能单元合并单元一次设备智能组件等。
智能化变电站概述-需要区分的概念•IEC61850变电站特征:1两层结构(变电站层、间隔层,没有过程层;2一次设备非智能化,间隔层通过电缆与传统互感器和开关连接;3不同厂家的装置都遵循IEC61850标准,通信上实现了互连互通,取消了保护管理机;4间隔层保护、测控等装置支持IEC61850,直接通过网络与变电站层监控等相连。
市场特征:该模式在国网和南网都处于大批量推广阶段,所占比例会越来越大,以后会成为变电站标配。
例如:华东500kV海宁变、湖北500kV武东变等。
智能化变电站概述-需要区分的概念•数字化变电站特征:1三层结构(变电站层、间隔层、过程层;2使用了电子互感器,模拟量通过通信方式上送间隔层保护、测控装置;3通过为传统开关配智能操作箱实现状态量采集与控制的数字化;4间隔层设备通过网络通信方式从过程层获得模拟量、状态量并进行控制;5不同厂家的装置都遵循IEC61850标准,通信上实现了互连互通,取消了保护管理机;6间隔层保护、测控等装置支持IEC61850,直接通过网络与变电站层监控等相连。
新一代智能变电站层次化保护系统_宋璇坤
智能变电站专栏电力建设第34卷第7期2013年7月24 Electric Power Construction Vol.34,No.7,Jul.,2013基金项目:国家电网公司科技项目(新一代智能变电站设计关键技术研究)新一代智能变电站层次化保护系统宋璇坤1,李颖超2,李军1,肖智宏1,刘颖1,闫培丽1(1.国网北京经济技术研究院,北京市100052;2.北京交通大学,北京市100044)摘 要:坚强智能电网建设要求继电保护提高自身性能的同时,也需要加强与安稳控制的优化协调。
提出面向区域电网安全稳定的层次化保护控制系统的概念,该系统在传统保护配置的基础上,设置基于信息共享的站域保护控制和广域保护控制。
介绍了层次化保护控制系统的架构及功能配置,对比分析了其与现有保护、广域保护的性能,给出应用功能示例。
研究结果表明,所提出的层次化保护控制系统可作为今后智能变电站建设的应用方案推广实施。
关键词:智能电网;智能变电站;层次化保护控制;站域保护;广域保护控制Hierarchical Protection &Control System forNew Generation Smart SubstationSONG Xuankun1,LI Yingchao2,LI Jun1,XIAO Zhihong1,LIU Ying1,YAN Peili 1(1.State Power Economic Research Institute,Beijing 100052,China;2.Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)ABSTRACT:A strong smart grid requires relay protection not only to improve its performance,but enhance theoptimization and coordination with stability control system as well.A new concept of hierarchical protection &controlsystem oriented to regional grid security and stability was proposed.On the basis of conventional protectionconfiguration,the substation-area protection &control unit and wide-area protection &control unit based oninformation sharing were set up.Then,the framework and function deployment of hierarchical protection &controlsystem,as well as its application examples were introduced.Through the comparison with the existed protectionscheme and wide-area protection scheme,its performance was also analyzed.The results have shown that theproposed hierarchical protection &control system can be promoted and applied in smart substation construction asapplication scheme.KEYWORDS:smart grid;smart substation;hierarchical protect &control;substation-area protection;wide-areaprotection &control中图分类号:TM 63 文献标志码:A 文章编号:1000-7229(2013)07-0024-06DOI:10.3969/j.issn.1000-7229.2013.07.0050 引 言电网互联和新能源接入是我国坚强智能电网建设的重要内容。
新一代智能化变电站的关键技术
2下 2017年 第6期(总第560期)CHINESE & FOREIGN ENTREPRENEURS109Technology and Management 【科技与管理】2012年10月,国家电网公司在全国共同建设了6座变电站作为示范工程,户外站分别是北京未来城220 kV 变电站,北京海鶄落、天津高新园、上海叶塘3座110 kV 变电站;户内站包括重庆大石220 kV 变电站、湖北未来城110 kV 变电站。
根据已完成6座变电站的建设和运维经验,2014年,将开展110~220 kV 新一代智能化变电站扩大示范工程建设,进而推进实现新一代智能化变电站的关键技术和研究成果。
一、新一代智能化变电站三大突破在新一代智能化变电站的建设过程中,是对智能化变电站的发扬和扩展,体现在对现有智能化变电站基础上进一步梳理、整合、挖掘、提升功能需求;在突破主要体现对智能化变电站设计、建设、运维的理念、技术、设备和管理全方位的重大突破与创新,实现高度集成的变电站建设与管理。
新一代智能化变电站从工作组织体系、顶层设计和规划、重大科研专项研究、技术标准体系和集成检测环境五项措施的保证下,实现了三大核心技术的突破。
(一)集成优化设计技术突破首先,考虑整体集成设计,引领设备制造厂家实现功能集成和技术创新。
其次,优化电气主接线、总平面布局、结构紧凑和减少占地面积。
最后,优化电气设备选型和配置,形成“智能化和集成化”选型原则。
(二)智能设备制造与检测技术突破2013年底,6座变电站投运前期,国家电网公司完成了19类107种型号设备的研制和单机检测工作。
研制完成了“传感器+智能组件”的智能一次设备、集成式隔离断路器、高度精密电子式互感器、集成式无功补偿设备。
实现了一次设备与智能组件一体化设计制造和集成联调;二次设备制定了新一代信息流方案,研制了通用一体化业务平台,提高了系统可扩展性,增加工程集成调试环节,减少现场接线与调试工作,提高了工程建设效率。
智能变电站保护措施及监测技术
智能变电站保护措施及监测技术摘要:新一代智能变电站以“系统高度集成,结构布局合理,装备先进适用,经济节能环保,支撑调控一体”为目标,更加注重变电站建设的投资与效益。
本文分析了新一代智能变电站的关键技术,及二次设备在线监测和评估。
关键词:智能变电站;层次化保护;集成整合型测控;在线监测引言智能变电站间隔功能自治,保护,为单个对象的配置装置的测量和控制,未能充分利用变电站网络丰富的信息资源,造成整个站内采集信息的分散、重复,站内IED、屏柜数量多,网络接线复杂,建设成本较高;另外,随着电网容量的增加,继电保护设备的增多,单纯按固定的时间间隔对设备进行定期检修的做法存在很大的强制性和盲目性,造成了人力、物力资源的浪费,增加了事故发生的概率。
本文分析了新一代智能变电站的关键技术,及二次设备在线监测和评估。
1 层次化保护层次化保护由面向被保护对象的就地层保护、面向变电站的站域层保护控制和面向区域电网多个变电站的广域保护控制组成。
就地层保护实现间隔内元件保护功能,是整个保护体系的基础。
由于保护装置靠近一次设备安放,简化了二次接线,有效减小了保护小室的面积,大量的直采信号实现就地化采集,减少了变电站二次电(光)缆长度。
保护的就地化布置要求二次设备在环境(温度和湿度)和抗电磁干扰方面具备较强的防护能力,如果一味地要求二次设备本身提高其防护水平,必然导致成本较高,难度也大,更为经济合理的做法是依靠柜体提供良好的运行环境,解决温度、湿度、电磁干扰等对保护装置产生的影响。
新型就地化安放设备预制集成舱融合了户外柜和集装箱的优点,箱体良好的抗干扰能力使二次设备不易受自然气候环境和电磁干扰等外界影响,舱内所有设备均在工厂内完成相关接线及调试工作,剖面图如图 1所示,作为一个整体运输至现场,从而有效缩短土建施工、调试周期,使用寿命大于 20 年。
站域层保护基于整站信息共享优势,利用站内多个对象的电压、电流、开关和就地级保护设备状态等信息集中决策,实现保护的冗余和优化。
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二、就地级保护
信息交互
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二、就地级保护
信息交互
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二、就地级保护
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三、站域保护控制
简易母线保护
配置目的:为加速 10kV 及 35kV 母线故障的切除 动作条件:主变低压侧过流 闭锁条件:出线过流启动(GOOSE发送)
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5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、层次化保护控制体系架构
面向区域电网,利用多站的综合 信息,统一判别决策,实现相关 保护及安稳控制等功能 站域保护控制 面向变电站,利用站内多个对象 信息,集中决策,变电站层面的 保护及安全自动控制功能 利用自身有限信息,面向单个对 象,独立、分散实现保护功能, 实现可靠、快速地切除故障
广域保护控制
控制 状态 动作 命令 信息 就地 主变 保护
采 样 值
控制 命令
状态 动作 信息
采 样 值
状态 动作 信息
控制 命令
状态 动作 信息
G E跳 OO S 闸 令 命 合 关 、开 状 态
就地 母线 保护
线路保护通道
跳合 闸命 令、 开关 就地 状态 线路 保护
采 样 值
控制 命令
状态 动作 信息 就地 母线 保护
构成以就地保护为基础、站域与广域保护协同的多维度层次化 继电保护系统 6 State Grid Corporation Of China. All rights reserved.@2014
一、层次化保护控制体系架构
广域保护控制装置
广域保护 控制需要 的采样值 广域保护控 制需要的站 内信息、下 发控制命令
新一代智能变电站层次化保护技术介绍
2014年4月
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层次化保护控制体系架构 就地级保护 站域保护控制
广域保护控制
在线监测及预警 检测 附:二次系统技术要求
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二、就地级保护
信息交互
54 站 域 保 护控 制 系 监控主机 /I区数据通信 站控层 统 网关机(/调度中心) 站 域 保 护控 制 系 综合应用服务器/II区数 站控层 统 据网关机 10kV/35kV 多 合 站域保护控制系统 一装置 10kV/35kV 多 合 站域保护控制系统 一装置 站控层 过程层 MMS 站域保护控制系统的 动作信息
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二、就地级保护
预置舱安装方式
• 可靠性和安全性比较高 • 出厂前完成安装调试,减少 现场工作量 • 运行维护方便
预置仓
集成化一次设备
配 线 架
t°
智能组件柜安装方式
• 结构紧凑,占地少 • 优化二次回路结构 • 出厂前完成安装调试,减 少现场工作量 • 对装置的环境适应性要求 较高
2
一、层次化保护控制体系架构
基础:确保可靠性、选择性、快速性、灵敏性 目标:实现性能提升、技术先进、运行可靠、功能整合、 应用智能、标准规范、支持调控 构建基于时空维度信息的层次化保护控制系统
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61 62 63
站域保护控制系统的 MMS 保护定值、故障录波 等保信信息 就地保护装置与站域 GOOSE 保护控制系统协调配 合信息 10kV/35kV 分段采样 SV 信息 MMS 10kV/35kV 多合一装 置的动作信息 故障录波等保信信息
10kV/35kV 多 合 监控主机 /I区数据通信 站控层 一装置 网关机(/调度中心) 动态记录装置 综合应用服务器 / Ⅱ 区 数据通信网关机( / 调 站控层 度中心)
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三、站域保护控制
实现方式
基于智能变电站网络数据共享,综合利用站内多间隔线路、 元件的电气量、开关量信息,实现站内保护的冗余、优化、补 充及安全自动控制功能: • 采用高速总线,前端数据自由采集,多CPU运算处理; • 试点工程可考虑配置一套站域保护控制系统实现全部站级 功能。
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三、站域保护控制
当前技术形态
就地保护功能冗余; 替代独立安控装置,优化安控功能; 通过网络实现采样、跳闸; 设置独立的功能投退压板; 定值参照就地装置; 支持广域控制命令执行。
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三、站域保护控制
功能配置
序号 1 分类 冗余保护功能 功能模块 110kV线路冗余保护 110kV主变冗余保护 母联(分段)过流保护 失灵保护 加速后备保护 35kV 及10kV 母线后备保护 低频低压减载 站域备自投 主变过载联切 功能描述 作为单套配置保护的冗余 断路器跳闸失灵保护功能 实现变电站内部故障定位,缩短后备保 护切除故障时间 基于GOOSE信息的简易母线保护功能 低周低压减载功能 站内各电压等级综合备自投功能 主变过载联切、负荷均分功能
通信网络
广域保 护控制 需要的 站内信 息、下 发控制 命令
广域层
对时系统
广域 保护 控制 需要 的采 样值
广域保 护控制 需要的 站内信 息、下 发控制 命令
站域保护控制
站域保护控制
广域 保护 控制 需要 的采 样值
对时系统
站域层
站内通信网络
站内通信网络
跳合闸 命令、 开关状 态 跳合 控制 闸命 命令 令、 开关 状态 就地 线路 保护 跳合 闸命 令、 开关 状态 控 制 命 令
调温器
全站授时系统
线路1保护A套 线路2保护B套
配 线 架
线路2保护A套 线路2保护B套
其他装置
与保护对象间 点对点通信
光缆
供电系统
站内网络通信
站内通信网络
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二、就地级保护
功能配置
保留现有线路保护、母线保护、变压器保护等保护功 能。110kV采用保护测控一体装置,集成非关口计量 功能,保护测控功能由独立 CPU 完成。 35kV 及以下 电压等级采用多功能合一装置。
布置方式
基于本地信息,优化间隔功能,减少中间环节,提 高可靠性,增强监测信息量,方便现场运维工作。
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站域保护控制系统 / 动 过程层 态记录装置
开关控制器
开关设备分合位置信 息 非电量保护跳闸指令 信息 非电量保护动作反馈 信息
保护跳闸指令(含自 动重合闸)
电缆直 跳-
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非电量保护 继电保护装置
动态记录装置 / 测控装 过程层 置 开关控制器 直跳
GOOSE GOOSE
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信息交互
信息流 号 11 12 21 22 31 发送端 合并单元 合并单元 开关控制器 开关控制器 非电量保护 接收端 继电保护装置 网络 直采 服务 SV SV GOOSE GOOSE 信息描述 电压、电流采样值 电压、电流采样值 开关设备分合位置信 息
站域保护控制系统 / 动 过程层 态记录装置 继电保护装置 直采
层次化保护控制体系架构 就地级保护 站域保护控制
广域保护控制
在线监测及预警 检测 附:二次系统技术要求
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二、就地级保护
实现方式
面向对象的保护就地布置,现阶段可采用预制 仓/智能组件柜等方式,逐步实现无防护安装的二次 设备,降低成本: • 保留已有元件保护的功能特点; • 改进硬件结构设计,提高电子器件等级, 降低功耗; • 提高抗电磁干扰及温湿度变化能力。
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MMS
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层次化保护控制体系架构 就地级保护 站域保护控制 广域保护控制 在线监测及预警 检测 附:二次系统技术要求
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二、就地级保护
信息交互
42/42’ 43 44 45 继电保护装置 继电保护装置 继电保护装置 继电保护装置 继电保护装置 / 站域保 护控制系统 动态记录装置 监控主机 /I 区数据通信 网关机( / 调度中心) / 动态记录装置 监控主机 /I 区数据通信 网关机(/调度中心) 过程层 过程层 站控层 站控层 GOOSE GOOSE MMS MMS