智能变电站介绍.ppt
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智能变电站简介
Ethernet Modbus or Canbus
1# 直 流 屏
总监控
(服务器)
1# 交 流 屏
1# Ups (Inv) 屏
1# 通 讯 屏
0# 直 流 屏
2# 直 流 屏
2# 通 讯 屏
2# Ups (Inv) 屏
2# 交 流 屏
1# 分 电 屏
2# 分 电 屏
3# 分 电 屏
1# 分 电 屏
2# 分 电 屏
3# 分 电 屏
2.1 一体化电源的特点
1 2 3
各种操作电源高度整合，集中监控； 统一用DL/T860标准接入自动化系统；
全部馈出开关均采用模块化设计； 远程可操作系统中任一个可操控部件；
4
3 IEC 61850标准
IEC 61850标准的内容框架 信息模型
物理设备 逻辑设备 5 逻辑节点 数据对象 数据属性 建模方法 7-1 7-4
4 IEC 61850标准
IEC 61850模型扩展原则
LN、DO和CDC都可以扩展 扩展应遵循国网公司标准 《IEC61850国际标准工程化实施技术规范》
逻辑设备 LD 物理设备 PHD
《IEC61850工程应用模型》
模板
逻辑节点类 LN
数据对象类 DO 公共数据类 CDC 数据属性 DA
IEC 61850模型体系结构
LN
LD PHD
接地距离I段：PDIS1 接地距离II段：PDIS2 接地距离III段：PDIS3
逻辑设备 公用/保护/测量/控制/录波 物理设备 实际的保护装置
分层模型
4 IEC 61850标准
IEC 61850的模型框架
公共LD：装置告警/装置自检信息 保护LD：保护启动/保护动作/定值/压板信息 测量LD：交流量/直流量 控制及开入LD：断路器/刀闸/变压器分接头 录波LD：录波信息
智能变电站设计交流 PPT课件
电站建设的必要性、变电站接入系统方案、变电站 本期和远景建设规模、变电站站址选择、变电站工 程设想、节能降耗分析、工程投资估算及经济评价 报告等，工作重点是站址选择和投资估算。
-5--5-
一、 变电站设计前期工作
2. 项目核准。 目前500kV及以下非跨省输变电工程由各省
发改委核准，其它范围仍由国家发改委核准。
-2-32-3-
典型设计-220kV
过程层网络设计原则： 220kV电压等级过程层GOOSE和SV按共网传输配 置，网络采用双重化星形以太网络。 220kV各间隔保护装置、母线保护采用点对点方式 完成与合并单元、智能终端采样值和跳合闸命令的 信息交互。继电保护之间的联闭锁、失灵启动等信 息通过过程层GOOSE网络传输；双重化配置的保 护不直接交换信息。
-2-62-6-
典型设计-220kV
组屏方式-220kV配电装置户外布置 合并单元、智能终端下放布置到配电装置处的智能 控制柜中，保护、测控、电能表、过程层交换机等 组屏布置于二次设备室中。每条220kV线路的两套 保护、电能表、过程层交换机组一面屏，测控可单 独集中组屏。
智能变电站设计交流
孙中尉 0531-85183721
2015.08
-1--1-
一、设计流程简介 二、智能变电站设计原则 三、其他
-2--2-
设计流程简介
-3--3-
变电站的设计阶段，包括可行性研究、 初步设计、施工图设计和竣工图设计几 个阶段。
-4--4-
一、 变电站设计前期工作
1. 输变电工程可行性研究 ； 变电站部分可行性研究的主要工作内容包括变
智能变电站设计原则
-1-01-0-
概述 主要设计依据 典型设计方案
-1-11-1-
-5--5-
一、 变电站设计前期工作
2. 项目核准。 目前500kV及以下非跨省输变电工程由各省
发改委核准，其它范围仍由国家发改委核准。
-2-32-3-
典型设计-220kV
过程层网络设计原则： 220kV电压等级过程层GOOSE和SV按共网传输配 置，网络采用双重化星形以太网络。 220kV各间隔保护装置、母线保护采用点对点方式 完成与合并单元、智能终端采样值和跳合闸命令的 信息交互。继电保护之间的联闭锁、失灵启动等信 息通过过程层GOOSE网络传输；双重化配置的保 护不直接交换信息。
-2-62-6-
典型设计-220kV
组屏方式-220kV配电装置户外布置 合并单元、智能终端下放布置到配电装置处的智能 控制柜中，保护、测控、电能表、过程层交换机等 组屏布置于二次设备室中。每条220kV线路的两套 保护、电能表、过程层交换机组一面屏，测控可单 独集中组屏。
智能变电站设计交流
孙中尉 0531-85183721
2015.08
-1--1-
一、设计流程简介 二、智能变电站设计原则 三、其他
-2--2-
设计流程简介
-3--3-
变电站的设计阶段，包括可行性研究、 初步设计、施工图设计和竣工图设计几 个阶段。
-4--4-
一、 变电站设计前期工作
1. 输变电工程可行性研究 ； 变电站部分可行性研究的主要工作内容包括变
智能变电站设计原则
-1-01-0-
概述 主要设计依据 典型设计方案
-1-11-1-
智能变电站介绍PPT课件
-
18
一次设备智能化——高压断路器在线 监测
-
19
三层两网
-
站控层 站控层 网络 间隔层 过程层
网络
过程层
20
为什么要采用IEC61850规约？
----基于IEC61850规约的智能化变电站的特点
在规约里，每台IED作为一个服务器（Service），被细分逻辑设备 （Logical Device）、逻辑节点（Logical Node）和数据对象（Data Object）以及各对象的数据属性（Data Attribute）进行分层分级的建模。 每个服务器包含一个或多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包 含数据对象。数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通 信而言，IED 同时也扮演客户的角色。任何一个客户可通过抽象通信服务接
-
↑
14
智能一次设备——电子式互感器+合并单元
PSET6000GS电子式互感器
-
15
智能一次设备——变压器在线监测
局放监测 铁心电流监测 油中含水量监测
-
16
智能一次设备——变压器在线监测
局放监测 铁心电流监测
-
17
一次设备智能化——高压断路器在线 监测
SF6压力监测 SF6含水监测 储能电机电流检测 分合闸时间监测
过程层设备：光CT/PT，合并单元，智能开关等。
-
31
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
——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
智能变电站IEC61850模型及通讯课件
映射到实际通信网络（SCSM）
8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 9-1 通过单向多路点对点串行通信链路采样值 9-2 ISO8802-3之上的采样值
5
模型的概念
模型
建模
概念
应用
认知
检测
6
广义模型的概念
模型是现实事物的某些代表性特点的表 示，可以是物理实体，也可以是某种图 形或者是一种数学表达式， 模型是对现实世界的简化，是为了简化 问题而做出的一种抽象，是对问题进行 的书面上的、图形或文字的、无歧义的 描述。
主要内容
智能电 网
一致 性测
试
智能变 电站
模型
工程 应1用
建模 认知
变电站规约发展历程
明 2000 天
标准规约 ➢IEC 61850国际标准
1990 今 天
1980
公开规约 ➢ DNP ➢ IEC 60870 -5-10X
私有和工业规约 ➢ Modbus,CDT,U4f等 私有的规约
昨 天
1970
21
抽象通信服务接口
IEC-61850
工 业自
动化系统 制造报文 （MMS）
SCSM1 AL1
保
应用过程
持
相
对
ACSI抽象通信服务接口
稳 定
SCSM2
...
SCSMn
AL2
...
Aln
22
...
可 特殊接口 以
不 断 发 应用层 展 变 化
layer1..6
模型的概念
模型
建模
概念
应用
认知
检测
23
48
什么是MMS
采样值 (组播)
8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 9-1 通过单向多路点对点串行通信链路采样值 9-2 ISO8802-3之上的采样值
5
模型的概念
模型
建模
概念
应用
认知
检测
6
广义模型的概念
模型是现实事物的某些代表性特点的表 示，可以是物理实体，也可以是某种图 形或者是一种数学表达式， 模型是对现实世界的简化，是为了简化 问题而做出的一种抽象，是对问题进行 的书面上的、图形或文字的、无歧义的 描述。
主要内容
智能电 网
一致 性测
试
智能变 电站
模型
工程 应1用
建模 认知
变电站规约发展历程
明 2000 天
标准规约 ➢IEC 61850国际标准
1990 今 天
1980
公开规约 ➢ DNP ➢ IEC 60870 -5-10X
私有和工业规约 ➢ Modbus,CDT,U4f等 私有的规约
昨 天
1970
21
抽象通信服务接口
IEC-61850
工 业自
动化系统 制造报文 （MMS）
SCSM1 AL1
保
应用过程
持
相
对
ACSI抽象通信服务接口
稳 定
SCSM2
...
SCSMn
AL2
...
Aln
22
...
可 特殊接口 以
不 断 发 应用层 展 变 化
layer1..6
模型的概念
模型
建模
概念
应用
认知
检测
23
48
什么是MMS
采样值 (组播)
《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。
智能变电站网络分析仪学习PPT课件
10
-
流量计算
在采样率为4000Hz时，常见的MU数据集流量估算如下：100Mbps以太网的端口带宽折算成Bytes合12500KBytes，实际应用设计时，带宽使用率建议控制在40%以下，即控制在5000KB，22通道约合4个MU，9通道约合7个MU。
通道数
单个数据包大小（Bytes）
流量（Bytes/S）
释义
17
-
故障录波及网络分析仪配置原则
d）采样值传输可采用网络方式或点对点方式，当通过网络方式接收 SV报文时，网络报文记录装置每个百兆接口接入合并单元报文的数量不宜超过 5 台。e）故障录波装置采用网络方式接受SV报文和GOOSE报文时，故障录波功能和网络记录分析功能可采用一体化设计。
d条明确了采样值和开关量的传输方式：采样值采用网络和点对点传输均可以，开关量采用网络传输。e条明确了故障录波和网络记录分析装置的整合原则：故障录波采用组网方式。
5
-
SV采样值报文(传输电流、电压的测量值)面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文(传输控制命令和状态信息)基于制造报文规范MMS协议报文(后台与保护、测控设备之间的数据读写、目录列表上送、事件列表上送等服务)PTP1588对时报文
网络分析仪检测对象
6
-
智能变电站组网图
7
-
在线通讯监视(各种异常告警)。通讯信息记录及分析(链路，MMS，GOOSE,SV报文进行分析)波形还原及异常告警(人机界面告警及硬接点输出告警)数据检索及提取(按照时间段、报文类型、报文特征(如异常标记、APPID）等条件检索并提取报文列表)数据转换(导出CAP格式或者COMTRADE格式)
23
-
工程使用-光口分配(流量分配)
-
流量计算
在采样率为4000Hz时，常见的MU数据集流量估算如下：100Mbps以太网的端口带宽折算成Bytes合12500KBytes，实际应用设计时，带宽使用率建议控制在40%以下，即控制在5000KB，22通道约合4个MU，9通道约合7个MU。
通道数
单个数据包大小（Bytes）
流量（Bytes/S）
释义
17
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故障录波及网络分析仪配置原则
d）采样值传输可采用网络方式或点对点方式，当通过网络方式接收 SV报文时，网络报文记录装置每个百兆接口接入合并单元报文的数量不宜超过 5 台。e）故障录波装置采用网络方式接受SV报文和GOOSE报文时，故障录波功能和网络记录分析功能可采用一体化设计。
d条明确了采样值和开关量的传输方式：采样值采用网络和点对点传输均可以，开关量采用网络传输。e条明确了故障录波和网络记录分析装置的整合原则：故障录波采用组网方式。
5
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SV采样值报文(传输电流、电压的测量值)面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文(传输控制命令和状态信息)基于制造报文规范MMS协议报文(后台与保护、测控设备之间的数据读写、目录列表上送、事件列表上送等服务)PTP1588对时报文
网络分析仪检测对象
6
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智能变电站组网图
7
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在线通讯监视(各种异常告警)。通讯信息记录及分析(链路，MMS，GOOSE,SV报文进行分析)波形还原及异常告警(人机界面告警及硬接点输出告警)数据检索及提取(按照时间段、报文类型、报文特征(如异常标记、APPID）等条件检索并提取报文列表)数据转换(导出CAP格式或者COMTRADE格式)
23
-
工程使用-光口分配(流量分配)
《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
智能设备原理及功能PPT
智能 终端
开关
互感器
开关
22
智能设备基本原理及功能
一
二
三
四
连接两个或多个子网，子网本身可由数个网段通过转发器
连接而成。主要传输SV、GOOSE信息。
23
智能设备基本原理及功能
一
二
三
四
虚 拟 局 域 网 划 分
通过设置交换机VLAN，可以实现局部区域通信，控制网络流量。如： 线路1的合并单元，智能单元，保测装置，电能表互通。 线路2的合并单元，智能单元，保测装置，电能表互通。 各线路之间流量不通。
基于IEC61850， 数字化 网络化
智能一次设备 高级应用
变电站发展进程
传统变电站 综自变电站 数字化 变电站 智能变电站
6
一
二
三
四
二 智能变电站的“新”
• 新装备、新设备 • 新标准 • 新体系结构 • 新功能、新应用
6
7
智能变电站的“新”
一
二 二
三
四
监控主机
MMS
SV
GOOSE 智能 终端
SV交换机2 GOOSE交换机2
线路保护1
线路保护2
合并单元1
智能终端1
合并单元2
智能终端1
34
智能设备配置原则
一
二
三
四
（3）保护应直接采样，对于单间隔的保护应直接跳闸，涉及 多间隔的保护（母线保护）宜直接跳闸。
保护装置 配置原则
（1）直接采样
（2）直接跳闸
线路保护
母线保护
其他保护
线路保护
母线保护
MMS
IEC61850
其他 IED
变电站智能化设备与状态监测系统解决方案PPT课件
<Terminal name="Term1" connectivityNode="null/null/null/null" substationName="null" voltageLevelName="null" bayName="null" cNodeName="null"/>
</TransformerWinding> <TransformerWinding name="SHRTw2" type="PTW" >
lnType=" YPTR " lnInst="1" prefix="" desc="" /> <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YLTC "
lnType=" YLTC " lnInst="2" prefix="" desc="" /> <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YEFN "
20
智能变压器模型
变压器独立建立间隔。一次设备用PTR、PTW等建模。 过程层接口LN固定包括YPTR、YLTC。 如下为示例： <PowerTransformer name=”1#主变” type="PTR" > <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YPTR "
</TransformerWinding> <TransformerWinding name="SHRTw2" type="PTW" >
lnType=" YPTR " lnInst="1" prefix="" desc="" /> <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YLTC "
lnType=" YLTC " lnInst="2" prefix="" desc="" /> <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YEFN "
20
智能变压器模型
变压器独立建立间隔。一次设备用PTR、PTW等建模。 过程层接口LN固定包括YPTR、YLTC。 如下为示例： <PowerTransformer name=”1#主变” type="PTR" > <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YPTR "
智能变电站
② 通过CID和SCD文件描述（互操作）
2.3 IEC 61850标准
IEC61850提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列 规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。
IEC 61850标准的内容框架
信息模型
信息服务模型
5
模板 7-3 公共数据类
物理设备 逻辑设备 逻辑节点 数据对象 数据属性 建模方法
智能变电站
项目建设背景
1
智能变电站简介
2
智能站设计技术背景
3
智能站保护测试现状
1 智能变电站简介
智能变电站分为过程层（设备层）、间隔层、站控层。 过程层（设备层）包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单 元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、 计量、状态监测等相关功能。 间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置等二次设备，实现使用一个 间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、 智能传感器和控制器通信。 站控层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实 现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制的功能，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。
7-4 7-1
面向变电站层的通信
MMS报文 8-1
面向过程层的通信
SV报文 GOOSE报文
9-1/9-2 8-1
设备与系统的描述 6
2.3 IEC 61850标准
各种描述文件的作用和流转过程
.ssd文件
描述一次接线图
二次系统设计
描述一次接线、二 次设备和通信系统 （最完整）
IED实例配置：通信参数及信号
2.3 IEC 61850标准
IEC61850提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列 规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。
IEC 61850标准的内容框架
信息模型
信息服务模型
5
模板 7-3 公共数据类
物理设备 逻辑设备 逻辑节点 数据对象 数据属性 建模方法
智能变电站
项目建设背景
1
智能变电站简介
2
智能站设计技术背景
3
智能站保护测试现状
1 智能变电站简介
智能变电站分为过程层（设备层）、间隔层、站控层。 过程层（设备层）包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单 元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、 计量、状态监测等相关功能。 间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置等二次设备，实现使用一个 间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、 智能传感器和控制器通信。 站控层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实 现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制的功能，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。
7-4 7-1
面向变电站层的通信
MMS报文 8-1
面向过程层的通信
SV报文 GOOSE报文
9-1/9-2 8-1
设备与系统的描述 6
2.3 IEC 61850标准
各种描述文件的作用和流转过程
.ssd文件
描述一次接线图
二次系统设计
描述一次接线、二 次设备和通信系统 （最完整）
IED实例配置：通信参数及信号
相关主题
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
传统互感器
传统一次设备
站控层
工作站1 工作站2 远动站
间隔层
装置1
以太网 IEC61850-8-1
装置n
过程层 合并单元
智能接口
光缆
ECVT
电子式互Байду номын сангаас器 智能一次设备
控制网络化关键技术之
——智能一次设备
• 智能一次设备是将计算机、传感器、信息技术与 传统一次设备组合，形成具有智能功能的一次设 备。智能一次设备具有自动检测自身故障、自动 测量、自动控制、自动调节与远方控制中心通信 等功能。
通信标准化——
IEC61850(DLT/860)
• IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站 自动化系统唯一国际标准，全名为变电站通信网 络和系统(Communication Networks and Systems in Substations)。由国际电工委员会第 57技术委员会(IEC TC57) 制订。
过程层GOOSE网络的拓扑结构
《110(66)～220千伏智能变电站设计规范》推荐采用星型
网络结构
GOOSE网络的配置原则
• 220kV变电站 220kV宜配置双套物理独立的单网，110kV
宜配置双网；主变 220kV 侧宜配置双套物理独立 的单网，主变110kV 、35kV 侧宜配置双网； 35kV 及以下若采用户内开关柜保护测控下放布置 时，宜不设置独立的 GOOSE 网络 • 110kV变电站
智能变电站的主要特点
• 通信标准化 • 测量数字化 • 控制网络化 • 状态可视化 • 功能一体化 • 信息互动化
智能变电站设计的主要依据性文件
• Q/GDW383-2009《智能变电站技术导则》 • Q/GDW393-2009 《110(66)～220千伏智能变电站设计规
范》 • 《高压设备智能化技术分析报告》 • Q/GDW 441-2010 《智能变电站继电保护技术规范》 • Q/GDW Z 414-2010《变电站智能化改造技术规范》 • Q/GDW 424-2010 《电子式电流互感器技术规范》 • Q/GDW 425-2010 《电子式电压互感器技术规范》 • Q/GDW 426-2010 《智能变电站合并单元技术规范》 • Q/GDW 427-2010 《智能变电站测控单元技术规范》 • Q/GDW 429-2010 《智能变电站网络交换机技术规范》 • Q/GDW 428-2010 《智能变电站智能终端技术规范》 • Q/GDW 430-2010 《智能变电站智能控制柜技术规范》
• IEC61850规范了变电站内智能电子设备（IED） 之间的通信行为和相关的系统要求，具有开放性 、分层结构、可自我描述、完整性等特点。
• IEC61850为变电站自动化系统统一协议、统一数 据模型、统一接口，实现数据交换的无缝连接， 实现不同厂家产品的互操作提供了可能。
测量数字化 ——关键技术
• GSE分为2种不同的控制类和报文结构，其中一 种为GOOSE(generic object oriented substation event)，即面向通用对象的变电站事件。
• GOOSE报文时间延迟规定在4ms。报文的传输服 务是应用层到表示层后，直接映射到底层（数据 链路层和物理层），并采用了VLAN、优先级等技 术，保证报文传输的实时性。
电子式互感器的优点
• 无磁饱和、频率响应范围宽、精度高、暂态特性好，不受 环境因素影响；
• 数字信号通过光纤传输，增强了抗EMI性能，数据可靠性 大大提高；
• 无传统二次负荷概念； • 高低压部分的光电隔离，使得电流互感器二次开路、电压
互感器二次短路可能导致危及设备或人身安全等问题不复 存在。 • 避免了传统充油互感器渗漏油现象，也避免了SF6互感器 的SF6气体的渗漏气现象；
• 电子式互感器 • 合并单元
电子式互感器的分类
电子式互感器
电流互感器
电压互感器
Faraday原理 罗式线圈 Pockels效应
电容/电感 分压原理
电磁式互感器与电子式互感器对比
电
测量、保护等装置
磁 式 互 感 器
电缆
微机系统
CT/PT A/D CPU
变转
RAM
换换
ROM
I/O等
电子式互感器对测量系统精 度的提升
智能变电站介绍
汪和龙 (2011年7月)
智能变电站的定义
• 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。
合并单元
• 用以对来自二次转换器的电流和（ 或）电压数据 进行时间相关组合的物理单元。合并单元可以是 互感器的一个组成件，也可以是一个分立单元。
控制网络化
• 变电站的结构体系
工作站1 工作站2 远动站
RS485、以太网 IEC-60870-5-
104/103
网关
网关
网关
电缆
装置1
装置n
CT/PT
110kV 、主变各侧宜配置双网；35kV 及以 下若采用户内开关柜保护测控下放布置时，宜不 设置独立的 GOOSE 网络，若采用户外敞开式配 电装置保护测控集中布置时， 可设置独立的 GOOSE 网络。
自动化系统的同步对时
CT 0.2级
VT 0.2级
线缆误差 0.1
传统电能表
0.2级 A/D转换
电子式CT 0.2级
电子式VT 0.2级
光缆 数字传输 无误差
全数字系统 无误差
测量系统误差 0.7
测量系统误差 0.4
电子式互感器对测量系统结 构的影响
• 常规测量系统的一般架构
电子式互感器对测量系统结 构的影响
• 某智能变电站采样值传输方案
• 目前，完全意义上的智能一次设备尚未有成熟的 经验和广泛的市场供给。一般采用“电力功能元 件+智能组件 ”的组合方式实现对常规一次设备 的智能化改造，使其具备智能设备的特点。
某变电站一次设备智能化方案
“三层两网” 的结构体系
控制网络化关键技术之
——GOOSE
• IEC61850中定义了通用变电站事件（GSEgeneric substation event model），该模型提供 了在全系统范围内快速可靠地输入、输出数据值 的功能。
传统一次设备
站控层
工作站1 工作站2 远动站
间隔层
装置1
以太网 IEC61850-8-1
装置n
过程层 合并单元
智能接口
光缆
ECVT
电子式互Байду номын сангаас器 智能一次设备
控制网络化关键技术之
——智能一次设备
• 智能一次设备是将计算机、传感器、信息技术与 传统一次设备组合，形成具有智能功能的一次设 备。智能一次设备具有自动检测自身故障、自动 测量、自动控制、自动调节与远方控制中心通信 等功能。
通信标准化——
IEC61850(DLT/860)
• IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站 自动化系统唯一国际标准，全名为变电站通信网 络和系统(Communication Networks and Systems in Substations)。由国际电工委员会第 57技术委员会(IEC TC57) 制订。
过程层GOOSE网络的拓扑结构
《110(66)～220千伏智能变电站设计规范》推荐采用星型
网络结构
GOOSE网络的配置原则
• 220kV变电站 220kV宜配置双套物理独立的单网，110kV
宜配置双网；主变 220kV 侧宜配置双套物理独立 的单网，主变110kV 、35kV 侧宜配置双网； 35kV 及以下若采用户内开关柜保护测控下放布置 时，宜不设置独立的 GOOSE 网络 • 110kV变电站
智能变电站的主要特点
• 通信标准化 • 测量数字化 • 控制网络化 • 状态可视化 • 功能一体化 • 信息互动化
智能变电站设计的主要依据性文件
• Q/GDW383-2009《智能变电站技术导则》 • Q/GDW393-2009 《110(66)～220千伏智能变电站设计规
范》 • 《高压设备智能化技术分析报告》 • Q/GDW 441-2010 《智能变电站继电保护技术规范》 • Q/GDW Z 414-2010《变电站智能化改造技术规范》 • Q/GDW 424-2010 《电子式电流互感器技术规范》 • Q/GDW 425-2010 《电子式电压互感器技术规范》 • Q/GDW 426-2010 《智能变电站合并单元技术规范》 • Q/GDW 427-2010 《智能变电站测控单元技术规范》 • Q/GDW 429-2010 《智能变电站网络交换机技术规范》 • Q/GDW 428-2010 《智能变电站智能终端技术规范》 • Q/GDW 430-2010 《智能变电站智能控制柜技术规范》
• IEC61850规范了变电站内智能电子设备（IED） 之间的通信行为和相关的系统要求，具有开放性 、分层结构、可自我描述、完整性等特点。
• IEC61850为变电站自动化系统统一协议、统一数 据模型、统一接口，实现数据交换的无缝连接， 实现不同厂家产品的互操作提供了可能。
测量数字化 ——关键技术
• GSE分为2种不同的控制类和报文结构，其中一 种为GOOSE(generic object oriented substation event)，即面向通用对象的变电站事件。
• GOOSE报文时间延迟规定在4ms。报文的传输服 务是应用层到表示层后，直接映射到底层（数据 链路层和物理层），并采用了VLAN、优先级等技 术，保证报文传输的实时性。
电子式互感器的优点
• 无磁饱和、频率响应范围宽、精度高、暂态特性好，不受 环境因素影响；
• 数字信号通过光纤传输，增强了抗EMI性能，数据可靠性 大大提高；
• 无传统二次负荷概念； • 高低压部分的光电隔离，使得电流互感器二次开路、电压
互感器二次短路可能导致危及设备或人身安全等问题不复 存在。 • 避免了传统充油互感器渗漏油现象，也避免了SF6互感器 的SF6气体的渗漏气现象；
• 电子式互感器 • 合并单元
电子式互感器的分类
电子式互感器
电流互感器
电压互感器
Faraday原理 罗式线圈 Pockels效应
电容/电感 分压原理
电磁式互感器与电子式互感器对比
电
测量、保护等装置
磁 式 互 感 器
电缆
微机系统
CT/PT A/D CPU
变转
RAM
换换
ROM
I/O等
电子式互感器对测量系统精 度的提升
智能变电站介绍
汪和龙 (2011年7月)
智能变电站的定义
• 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。
合并单元
• 用以对来自二次转换器的电流和（ 或）电压数据 进行时间相关组合的物理单元。合并单元可以是 互感器的一个组成件，也可以是一个分立单元。
控制网络化
• 变电站的结构体系
工作站1 工作站2 远动站
RS485、以太网 IEC-60870-5-
104/103
网关
网关
网关
电缆
装置1
装置n
CT/PT
110kV 、主变各侧宜配置双网；35kV 及以 下若采用户内开关柜保护测控下放布置时，宜不 设置独立的 GOOSE 网络，若采用户外敞开式配 电装置保护测控集中布置时， 可设置独立的 GOOSE 网络。
自动化系统的同步对时
CT 0.2级
VT 0.2级
线缆误差 0.1
传统电能表
0.2级 A/D转换
电子式CT 0.2级
电子式VT 0.2级
光缆 数字传输 无误差
全数字系统 无误差
测量系统误差 0.7
测量系统误差 0.4
电子式互感器对测量系统结 构的影响
• 常规测量系统的一般架构
电子式互感器对测量系统结 构的影响
• 某智能变电站采样值传输方案
• 目前，完全意义上的智能一次设备尚未有成熟的 经验和广泛的市场供给。一般采用“电力功能元 件+智能组件 ”的组合方式实现对常规一次设备 的智能化改造，使其具备智能设备的特点。
某变电站一次设备智能化方案
“三层两网” 的结构体系
控制网络化关键技术之
——GOOSE
• IEC61850中定义了通用变电站事件（GSEgeneric substation event model），该模型提供 了在全系统范围内快速可靠地输入、输出数据值 的功能。