智能变电站系统调试

间隔层 过程层
装置1
合并器单元
ECVT
电子式互感器
以太网 IEC61850-8-1
装置n
智能接口
智能一次设备
光纤以太网 GOOSE +SMV
基于站控层IEC61850协议的成套继电 保护、测控装置 基于站控层IEC61850、GOOSE、SV网 络接口的成套继电保护、测控装置 基于全站过程层网络信息共享接口的 集中式数字化保护及故障录波装置
智能变电站系统调试与检测
2011年11月
1 智能变电站系统结构及特点
2 智能变电站系统测试 3 智能变电站系统现场调试 4 总结
目录
智能变电站系统特征
智能变电站
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。
罗氏线圈原理电子式互感器(ECT、EVT) 光学原理电子式互感器（OCT、OVT） 智能一次设备 合并单元 智能终端
基于IEC61850体系站控层、间隔层、过程层设备及系统
传统变电站二次设备典型布置
CT 一
次 电
CT
流 CT
一
PT
次 电
PT
压 PT
二次电流
继电保护
小 CT PT
AD 转 换
CPU
继 电 器
无源型电子 式互感器
有源型电子 式互感器
数据采集传感准确化、信号传输光纤化、信号输出数字化 是智能变电站对电子式互感器的基本要求。
数据采集设备
有源型电子式互感器：最大限度降低由于绕制工艺、浇 铸、一次导线位置、一次电流磁场耦合干扰及温度等 造成的计量误差；有源电子式电流互感器采用空心线 圈感应高压侧信号，所以必需给高压侧供电，因此供 电可靠性问题必须解决。
有关术语
• 电子式互感器：一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或
多个电流或电压传感器组成，用于传输正比于被测量的量，以供给测 量仪器、仪表和继电保护或控制装置。
•MU合并单元（Merg用in以g 对Un来it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。合并单元可是互感器的一个组成件，也可 是一个分立单元。
• 智能一次设备：指变电站高压电器设备（主要包括断路器、隔离开关
、变压器）具有自动测量、自动控制、自动调节、自身状态监测及预 警、通信功能。
智能变电站分层结构
站控层
工作站1
工作站2
远动站
基于IEC61850的计算机监控系统 基于IEC61850的嵌入式公用接口装置 基于IEC61850的保护信息子站 IEC61850系统集成组态软件
智能变电站
同步技术
采用 B码、秒脉冲或 IEEEl588网络对时方式实现
采样值同步
网络传输技术
构成网络化二次回路实现采样 值及其他信息的网络化传输
有关术语
• 过程层：又称为设备层，主要指变压器站内的变压器、断路器，隔离
开关及其辅助触点，电流、电压互感器等一次设备。
• 间隔层：包括测量、控制组件及继电保护组件。 • 站控层：又称变电站层，大致包括站控系统、站监视系统、站工程师
智能变电站数据采集设备 智能变电站信息交互网络 智能变电站继电保护设备 智能变电站时间同步系统 智能变电站计算机监控系统 智能变电站故障记录及辅助设备 智能变电站计量系统 智能变电站智能一次设备 智能变电站辅助设备
智能变电站关键技术
数据采集设备
对于采用电子式互感器的智 能变电站，互感器是实现智 能变电站信息采集的基础， 测量的准确性、实时性 可靠性是智能变电站安全高 效和优质运行的关键技术。
智能变电站系统特征
智能变电站采用了多种新技术，其整个二次系统的整体架构、配置及与一次系统的 连接方式与传统变电站相比均有较大变化
数字采样技术
采用电子式互感器实现电压 电流信号的数字化采集Biblioteka Baidu
智能传感技术
采用智能传感器实现一次设 备的灵活控制
信息共享技术
采用基于IEC61850标准的 信息交互模型实现二次设备 间的信息高度共享和互操作
电子式互感器
电流 变换
光学原理互感器 （OCT/OVT）
法拉第效应 塞格奈克效应 (Faraday effect) (Sagnac effect)
电压 变换
普克尔效应 （Pockel effect）
罗氏线圈原理互感器 （ ECT/EVT）
罗柯夫斯线圈 (Rogowski coil)
电容分压 电阻分压
CPU
智能终端
开关场
至母差、测控、电能表等
...
CPU
IEC60044-8 合并器 IEC61850-9-1
IEC61850-9-2
CPU 继电保护
GOOSE
集控室
智能变电站技术特点
（1）间隔层和站控层设备的通信接口和模型全面支持 IEC61850标准，协议标准、开放，可实现网络化二次功能； （2）过程层由传统的电流、电压互感器逐步改变为电子式互 感器，通过合并单元接入装置； （3）支持与开关的智能化接口； （4）一次设备向智能化发展； （5）一次与二次设备之间的电缆连接变为光纤连接； （6）多种过程层组网技术，支持与互感器的IEC61850-9-1 点对点、IEC61850-9-2总线和GOOSE模式，可单独组网， 也可与站控网、过程网共同组网。
数据采集设备
无源型电子式互感器的关键技术要求：有效解决温度、 震动等因素对光学折射效应的影响，确保其长期工 作的稳定性。
电 流
输
二次电压 开关量
出
输入
开入量电缆 开出量电缆
断
路
控制和信号电缆
器
开关场
操作箱
集控室
智能变电站二次设备典型布置
一
电流 线圈
AD
CPU
LED
次 电
电流 线圈
AD
CPU
LED
流
电流 线圈
AD
CPU
LED
一
分压 器
AD
CPU
LED
次 电 压
分压 器
AD
CPU
LED
分压 器
AD
CPU
LED
断 路 器
操作 回路
工作台及与电网调度中心的通信系统。
• 智能终端：又称智能操作箱，就地实现高压开关设备的遥信、遥控、
保护跳闸等功能，并通过基于IEC 61850标准的通信接口实现与过程 层的通信功能。
• GGOOOOSSEE：：面向通用对象的变电站事件（General Object Oriented
Substation Event）。用于一次设备的操控及二次设备间的闭锁与联 动,是一种通信服务机制。