智能变电站介绍.ppt

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
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
• 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
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
• 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。
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
• 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；
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》
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。
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
电子式互感器 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。
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。
• 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ຫໍສະໝຸດ Baidu
ROM
I/O等
电子式互感器对测量系统精 度的提升