智能变电站相关技术介绍-PPT课件
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智能变电站介绍PPT课件
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18
一次设备智能化——高压断路器在线 监测
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19
三层两网
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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
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↑
14
智能一次设备——电子式互感器+合并单元
PSET6000GS电子式互感器
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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
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智能一次设备——变压器在线监测
局放监测 铁心电流监测
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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。
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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)
《智能电网技术》课件
发展分布式能源和储能技术，提高能源利用效率和电网稳定性。
分布式能源和储能技术
借助物联网和通信技术，实现电网设备和用户之间的实时互动。
物联网和通信技术
加强网络安全技术的研究和应用，确保智能电网的数据安全和稳定运行。
网络安全技术
05
CHAPTER
智能电网的实际案例分析
国家智能电网示范工程介绍
选取具有代表性的国家智能电网示范工程，如特高压输电工程、智能变电站等，介绍其建设背景、目的和意义。
介绍城市智能电网建设的背景、目的和意义，以及城市智能电网的基本架构和功能特点。
城市智能电网建设概述
选取具有代表性的城市智能电网建设案例，如智慧城市建设中的电网改造、分布式能源接入等，介绍其建设过程和实施效果。
典型城市智能电网建设案例
总结城市智能电网建设的经验教训，分析存在的问题和改进方向，为其他城市的智能电网建设提供借鉴。
智能电网的发展经历了多个阶段，从早期的数字化变电站到现代的能源互联网，逐步实现了从局部优化到全局优化的转变。
总结词
智能电网的发展可以分为三个阶段。第一阶段是数字化变电站，通过数字化技术实现设备的远程监控和自动化控制。第二阶段是高级计量基础设施，实现用户侧的智能计量和需求响应管理。第三阶段是能源互联网，实现不同能源系统之间的互联互通和优化调度。
高度自动化和智能化
用户参与和互动
绿色和可持续发展
借助先进的人工智能和大数据技术，实现电网的高度自动化和智能化。
通过智能家居、分布式能源等技术，实现用户与电网的互动，提高能源利用效率。
推动电网的绿色和可持续发展，减少对环境的影响。
利用大数据和人工智能技术，对电网运行状态进行实时分析和预测。
高级分析和预测技术
分布式能源和储能技术
借助物联网和通信技术，实现电网设备和用户之间的实时互动。
物联网和通信技术
加强网络安全技术的研究和应用，确保智能电网的数据安全和稳定运行。
网络安全技术
05
CHAPTER
智能电网的实际案例分析
国家智能电网示范工程介绍
选取具有代表性的国家智能电网示范工程，如特高压输电工程、智能变电站等，介绍其建设背景、目的和意义。
介绍城市智能电网建设的背景、目的和意义，以及城市智能电网的基本架构和功能特点。
城市智能电网建设概述
选取具有代表性的城市智能电网建设案例，如智慧城市建设中的电网改造、分布式能源接入等，介绍其建设过程和实施效果。
典型城市智能电网建设案例
总结城市智能电网建设的经验教训，分析存在的问题和改进方向，为其他城市的智能电网建设提供借鉴。
智能电网的发展经历了多个阶段，从早期的数字化变电站到现代的能源互联网，逐步实现了从局部优化到全局优化的转变。
总结词
智能电网的发展可以分为三个阶段。第一阶段是数字化变电站，通过数字化技术实现设备的远程监控和自动化控制。第二阶段是高级计量基础设施，实现用户侧的智能计量和需求响应管理。第三阶段是能源互联网，实现不同能源系统之间的互联互通和优化调度。
高度自动化和智能化
用户参与和互动
绿色和可持续发展
借助先进的人工智能和大数据技术，实现电网的高度自动化和智能化。
通过智能家居、分布式能源等技术，实现用户与电网的互动，提高能源利用效率。
推动电网的绿色和可持续发展，减少对环境的影响。
利用大数据和人工智能技术，对电网运行状态进行实时分析和预测。
高级分析和预测技术
智能变电站交换机及组网技术42页PPT
。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
智能变电站交换机及组网技术
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
智能变电站交换机及组网技术
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
《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
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工程使用-光口分配(流量分配)
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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
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工程使用-光口分配(流量分配)
变电事业部智能变电站SMV通讯培训课件
2 特点和优势
SMV通讯具有高精度、低时延和高可靠性的特点，可以提高变电设备的监测和保护能力。
SMV通讯技术应用案例
智能变电站中的应用
SMV通讯技术在智能变电站中用于实现设备之间的 实时数据传输和监测。
变电设备监测中的应用案例
SMV通讯技术可以用于监测变电设备的运行状态， 提供及时的故障诊断和维护。
智能变电站的基本原理
组成部分
智能变电站的监控系统由SCADA系统、保护系统、 通信系统和辅助设备组成。
通讯协议介绍
智能变电站使用通讯协议来实现设备间的数据传输 和互动，常见的协议有IEC 61850和DNP3。
SMV通讯技术简介
1 基本概念
SMV（Sampled Measured Values）通讯技术用于实时传输采样测量值，实现设备之 间的高速数据传输。
SMV通讯培训
1
基础知识
学习SMV通讯技术的基本概念、通讯协
实践操作
2
议和数据传输原理。
通过实际操作，掌握SMV通讯设备的配
置和调试技。
3
案例分析
分析实际应用案例，了解SMV通讯技术 在变电站中的具体应用。
变电事业部智能变电站 SMV通讯培训课件
本课件介绍变电事业部智能变电站的基本原理、SMV通讯技术的应用案例以 及相关培训内容。
智能变电站简介
定义
智能变电站是指采用先进的监控与通信技术，实现自动化、智能化管理的变电站。
发展背景和意义
随着能源互联网的发展，智能变电站能够提高能源供电质量和效率，具有重要的战略意义。
SMV通讯具有高精度、低时延和高可靠性的特点，可以提高变电设备的监测和保护能力。
SMV通讯技术应用案例
智能变电站中的应用
SMV通讯技术在智能变电站中用于实现设备之间的 实时数据传输和监测。
变电设备监测中的应用案例
SMV通讯技术可以用于监测变电设备的运行状态， 提供及时的故障诊断和维护。
智能变电站的基本原理
组成部分
智能变电站的监控系统由SCADA系统、保护系统、 通信系统和辅助设备组成。
通讯协议介绍
智能变电站使用通讯协议来实现设备间的数据传输 和互动，常见的协议有IEC 61850和DNP3。
SMV通讯技术简介
1 基本概念
SMV（Sampled Measured Values）通讯技术用于实时传输采样测量值，实现设备之 间的高速数据传输。
SMV通讯培训
1
基础知识
学习SMV通讯技术的基本概念、通讯协
实践操作
2
议和数据传输原理。
通过实际操作，掌握SMV通讯设备的配
置和调试技。
3
案例分析
分析实际应用案例，了解SMV通讯技术 在变电站中的具体应用。
变电事业部智能变电站 SMV通讯培训课件
本课件介绍变电事业部智能变电站的基本原理、SMV通讯技术的应用案例以 及相关培训内容。
智能变电站简介
定义
智能变电站是指采用先进的监控与通信技术，实现自动化、智能化管理的变电站。
发展背景和意义
随着能源互联网的发展，智能变电站能够提高能源供电质量和效率，具有重要的战略意义。
《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
变电站综合自动化.ppt课件
三、变电站综合自动化系统的功能
变电站综合自动化系统的基本功能体现在下述5个子系统的功能中： 1. 监控子系统 (1) 数据采集 对供电系统运行参数的在线实时采集是变电所自动化系统的基本功能之一，变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量。 （2）数据处理与记录 数据处理的内容为电力部门和用户内部生产调度所要求的数据。 1) 变电所运行参数的统计、分析与计算 2) 变电所内运行参数和设备的越限报警及记录 3) 变电所内的事件记录
回顾：电力系统自动化的分类（按运行管理区域分类）
调度自动化
发电厂自动化
火电厂自动化
水电厂自动化
配电网自动化
变电所综合自动化和数字化变电所
常规的变电站存在的问题： ★ 安全性、可靠性不能满足电力系统发展的需求。 ★ 不适应电力系统快速计算和实时性要求。 ★ 供电质量缺乏科学的保证。 ★ 不利于提高运行管理水平。 ★ 维护工作量大，设备可靠性差。 ★ 占地面积大，增加征地投资。
三、变电站综合自动化的发展概况
1、国外变电站综合自动化的早期发展概况 国外变电站自动化的研究工作始于20世纪70年代。70年代末，英、西德、意大利、澳大利亚等国新装的远动装置都是微机型的。 变电站综合自动化的研究工作，于70年代中、后期开始。1975年由关西电子公司和三菱电气有限公司合作，研究配电变电站数字控制系统。1979年9月完成样机，称为SDCS-1型，12月在变电站安装运行，1980年开始商品化生产。 SDCS-1型由13台微机组成。如下图，它具有对一个77kV/6.6kV的配电变电站的全部保护和控制功能。该变电站具有3台变压器，4回77kV进线，36回6.6kV馈电线路。
4、国内无人值班的发展简况
☞早期的无人值班变电站没有自动化功能。只适合不重要的35KV变电站。 ☞20世纪60年代，进入了远方监视的无人值班阶段。 ☞20世纪80年代后期，无人值班技术又上了一个台阶。促进了调度自动化实用化的深入开展和电网调度管理水平的提高。 ☞国家电力调度通信中心于1993年12月28日发布了调自 [ 1994 ] 2号文件《关于在地区电网中实施变电站遥控和无人值班的意见》。 该文件明确指出实行变电站遥控和无人值班是可行的，是电网调度管理的发展方向，并明确指出各单位要积极稳妥地开展此项工作，要根据当地的实际情况，因地制宜，统筹安排，综合考虑，做好规划，逐步实施。根据需要有些地区可考虑新建变电站一步到位，即按无人站设计建设，尤其是地区变电站 。该文件对全国无人值班变电站的建设起了很大的推动作用。
变电站综合自动化系统的基本功能体现在下述5个子系统的功能中： 1. 监控子系统 (1) 数据采集 对供电系统运行参数的在线实时采集是变电所自动化系统的基本功能之一，变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量。 （2）数据处理与记录 数据处理的内容为电力部门和用户内部生产调度所要求的数据。 1) 变电所运行参数的统计、分析与计算 2) 变电所内运行参数和设备的越限报警及记录 3) 变电所内的事件记录
回顾：电力系统自动化的分类（按运行管理区域分类）
调度自动化
发电厂自动化
火电厂自动化
水电厂自动化
配电网自动化
变电所综合自动化和数字化变电所
常规的变电站存在的问题： ★ 安全性、可靠性不能满足电力系统发展的需求。 ★ 不适应电力系统快速计算和实时性要求。 ★ 供电质量缺乏科学的保证。 ★ 不利于提高运行管理水平。 ★ 维护工作量大，设备可靠性差。 ★ 占地面积大，增加征地投资。
三、变电站综合自动化的发展概况
1、国外变电站综合自动化的早期发展概况 国外变电站自动化的研究工作始于20世纪70年代。70年代末，英、西德、意大利、澳大利亚等国新装的远动装置都是微机型的。 变电站综合自动化的研究工作，于70年代中、后期开始。1975年由关西电子公司和三菱电气有限公司合作，研究配电变电站数字控制系统。1979年9月完成样机，称为SDCS-1型，12月在变电站安装运行，1980年开始商品化生产。 SDCS-1型由13台微机组成。如下图，它具有对一个77kV/6.6kV的配电变电站的全部保护和控制功能。该变电站具有3台变压器，4回77kV进线，36回6.6kV馈电线路。
4、国内无人值班的发展简况
☞早期的无人值班变电站没有自动化功能。只适合不重要的35KV变电站。 ☞20世纪60年代，进入了远方监视的无人值班阶段。 ☞20世纪80年代后期，无人值班技术又上了一个台阶。促进了调度自动化实用化的深入开展和电网调度管理水平的提高。 ☞国家电力调度通信中心于1993年12月28日发布了调自 [ 1994 ] 2号文件《关于在地区电网中实施变电站遥控和无人值班的意见》。 该文件明确指出实行变电站遥控和无人值班是可行的，是电网调度管理的发展方向，并明确指出各单位要积极稳妥地开展此项工作，要根据当地的实际情况，因地制宜，统筹安排，综合考虑，做好规划，逐步实施。根据需要有些地区可考虑新建变电站一步到位，即按无人站设计建设，尤其是地区变电站 。该文件对全国无人值班变电站的建设起了很大的推动作用。
2024版变电站PPT课件
定义电压变换电流分配电力系统保护定义及功能分类及特点分类设备密集电压等级多技术要求高断路器变压器隔离开关继电保护母线相关术语解析变压器变压器的作用变压器的类型变压器的结构变压器的运行与维护用于控制、保护和切断高压电路中的设备，保证电力系统的安全运行。
高压开关设备的作用高压开关设备的类型高压开关设备的结构高压开关设备的运行与维护包括断路器、负荷开关、隔离开关、接地开关等。
主要由触头系统、灭弧系统、操作系统、绝缘支撑件等组成。
需要定期进行巡视检查、预防性试验、故障诊断与处理等。
高压开关设备保护与控制装置保护与控制装置的作用用于监测电力系统的运行状态，当发生故障或异常时，及时切断故障电路或调整系统运行方式，保证电力系统的安全稳定运行。
保护与控制装置的类型包括继电保护装置、自动重合闸装置、备自投装置、安全自动装置等。
保护与控制装置的结构主要由测量比较元件、逻辑判断元件、执行元件等组成。
保护与控制装置的运行与维护需要定期进行巡视检查、预防性试验、故障诊断与处理等。
辅助设备的运行与维护需要定期进行巡视检查、预防性试验、故障诊断与处理等，同时还需要注意对辅助设备的维护和保养，以延长其使用寿命。
辅助设备的作用为变电站主要设备提供必要的辅助服务，保证变电站的正常运行。
辅助设备的类型包括站用电源系统、直流电源系统、防雷接地系统、照明系统、消防系统等。
辅助设备的结构根据不同类型的辅助设备，其结构也有所不同，但一般都包括电源、控制保护、测量显示等部分。
辅助设备电气设备组成变电站主要由变压器、断路器、隔离开关、母线、互感器、避雷器等电气设备组成。
变电站基本概念变电站是电力系统中的关键节点，用于变换电压、汇集和分配电能，保证电能的安全、经济、优质传输。
运行原理通过变压器将高电压变换为低电压或相反，以满足不同电压等级电网的互联和用户需求。
同时，通过各类开关设备实现电路的通断和故障隔离。
运行原理简述操作规范严格执行“两票三制”，即工作票、操作票制度，交接班制、巡回检查制、设备定期试验轮换制。
变电站智能化设备与状态监测系统解决方案PPT课件
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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 "
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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 "
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MMS
2）新标准
IEC 61850标准、IEEE 1588
SV 合并 单元 GOOSE 智能 终端
3）新体系结构
继电保护系统、通信网络结构
4）新功能与新应用
1 智能变电站的优势 智能变电站的本质特征
电子式互感器/合并单元
• 过程设备的数字化
智能终端 IEC 61850标准
• 信息传输的网络化
网络通信技术
•
• •
模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通
信网络所取代，二次设备硬件系统大为简化 统一的信息模型，避免了规约转换，信息可以 充分共享 可观测性和可控性增强，产生新型应用：如状 态监测、站域保护控制
1 智能变电站的优势
电缆
交 流 输 入 模 件 Ａ ／ Ｄ 变 换 微 计 算 机 开 入 开 出 模 件
2 电子式互感器/合并单元
合并单元
3Io Ia，Ib，Ic（保护）
ECT EVT 其他MU
SV报文
Ia，Ib，Ic（测量）
Ua，Ub，Uc，3Uo
合并单元 MU
IEC 60044-8 IEC 61850-9-2
母线电压
点对点或 交换式以太网 电流电压信号同步 报文处理和发送
保护 测控 计量 录波
主要功能： 多路电流电压信号的采集与处理
电缆
人机对话模件 端子箱
继电保护
1 智能变电站的优势
高速以太网通信
微 计 算 机 交 流 输 入 模 件 Ａ ／ Ｄ 变 换
人机对话模件 合并单元
智 能 终 端
继电保护
一次设备的数字化改变了继电保护设备的结构
1 智能变电站的优势
1）新装置、新设备
电子式互感器、合并单元 智能终端、交换机等
监控主机
• VS 与被测电流 I 成正比
V s R sh
Np Ns
I
2 电子式互感器/合并单元
I sr
传统电磁式电流互感器
Np Ns
I pr
I/I变换
具备低功率输 入接口的设备
Vsr Rsh
Np Ns
I pr I/V变换
铁心线圈低功率电流互感器
对电磁式电流互感器的改进
2 电子式互感器/合并单元
2 电子式互感器/合并单元
• 电子式电压互感器 分压型电压互感器（有源）
R1
R2
Usr
电阻分压
电容分压
阻容分压
与常规电容式电压互感器原理相同，输出电压不超过±5V
2 电子式互感器/合并单元
光学电压互感器（无源） Pockels效应（1893年）
线偏振光通过有电场作用的Pockels晶体时，折射成两束 线偏振光，两者相位差正比与被测电压
磁光材料
出射光
检偏器
磁场 B
入射光
V Hd l V N I L l
旋转角与电流I成正比关系
法拉第磁旋光效应 （1846年）
2 电子式互感器/合并单元
I
空心线圈 （或铁心线圈）
磁光玻璃
I
高压侧
高压侧 低电压信号需 要就地数字化
A/D、积分器 等需要供电！
光纤
光纤
低压侧
低压侧
有源型电流互感器
2 电子式互感器/合并单元
一次导线 空芯线圈 采集模块 绝缘子
有源电子式电流互感器
光纤 C相 B相 激光供电 数据处理 A相 保护 测控 计量
一次场
主控室或保护小室
2 电子式互感器/合并单元
智能变电站相关技术介绍
2019年5月 武汉
主要内容
1 2 智能变电站的优势 电子式互感器/合并单元 智能终端 IEC 61850标准 时钟同步
3
4 5
1 智能变电站的优势
智能变电站是智能电网的重要内容
发电 输电
变电领域的发展重点 是智能变电站
变电
调度
智能 电网
用电 配电
智能变电站对智能电 网的建设将起到先驱 作用
1 智能变电站的优势
变电站层
计算机监控系统 计算机监控系统
103规约
网络
网络
IEC 61850-8
间隔层
微机保护/微机测控
微机保护/微机测控
电缆
网络
IEC 61850-9
过程层
电磁式互感器
一次设备
新型电子式互感器 数字化一次设备
变电站综合自动化
智能变电站
1 智能变电站的优势
• 光纤代替电缆，设计安装调试都变得简单
无源型电流互感器
2 电子式互感器/合并单元
有源电子式互感器的供电方式
功电方式 CT供电 电容分压供电 激光供电 组合供电 供电原理 利用特殊CT从母线上感应电压，经 整流、滤波、稳压后供电 利用电容分压，经整流、滤波、稳 压后供电 主要缺点 散热（大电流） 死区（小电流） 电气隔离
低压侧通过光纤传输光能，由光电 能量有限/ 池将光能专为电能（最大功率1W） 成本/寿命 CT供能（或电容分压供电） +激光供电 供能系统复杂 切换问题
2 电子式互感器/合并单元
光学电流互感器存在的问题
温度对精度的影响
LED发光二极管老化
V Hd l V N I L l
VV = （ T ， ）
该比例系数（维尔德常数）是温度和光源工作波长的函数 光源工作波长是温度和驱动电流的函数 对策： 信号处理技术（自适应补偿） 保证驱动电流恒定
罗可夫斯基空心线圈电流互感器
B
线圈感应电压
空心线圈
被测电流
d d I et () k ( ) d t d t
电流 I
e (t)
• 空心线圈的感应电压与被测电流的导 数成正比（ Rogowski，1912年）
2 电子式互感器/合并单元
光学电流互感器
普通光 起偏器 偏振光 Faraday旋光角 电流
主要内容
1 2 智能变电站的优势 电子式互感器/合并单元 智能终端 IEC 61850标准 时钟同步
3
4 5
2.1 电子式互感器/合并单元
传统电磁式互感器的缺点
• 绝缘问题：绝缘困难，含油有爆炸危险，造价高 • 测量准确问题：含铁芯，具有非线性特性，存在饱和问题， 不能反映系统故障时非周期性分量；频带响应特性较差， 频带窄
• 信号输出问题：模拟电信号（1A/5A，100V/57.7V）
• 运行安全问题：电压互感器不能短路，电流互感器不能开 路，电压互感器存在铁磁谐振问题
2 电子式互感器/合并单元
• 电子式电流互感器（各种名称）
铁心线圈低功率电流互感器（有源） 罗可夫斯基空心线圈电流互感器（有源） 光学电流互感器（无源）
名称 铁心线圈低功率 电流互感器 电磁感应原理 （互感） 强电/弱电 罗可夫斯基空心 线圈电流互感器 电磁感应原理 （自感） 强电/弱电 光学电流互感器
传感原理
信号变换
磁旋光效应原理
强电/光信号
2 电子式互感器/合并单元
铁心线圈低功率电流互感器
B 电流-电压转换器 高阻 R VS Rb
铁芯线圈
电流I
2）新标准
IEC 61850标准、IEEE 1588
SV 合并 单元 GOOSE 智能 终端
3）新体系结构
继电保护系统、通信网络结构
4）新功能与新应用
1 智能变电站的优势 智能变电站的本质特征
电子式互感器/合并单元
• 过程设备的数字化
智能终端 IEC 61850标准
• 信息传输的网络化
网络通信技术
•
• •
模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通
信网络所取代，二次设备硬件系统大为简化 统一的信息模型，避免了规约转换，信息可以 充分共享 可观测性和可控性增强，产生新型应用：如状 态监测、站域保护控制
1 智能变电站的优势
电缆
交 流 输 入 模 件 Ａ ／ Ｄ 变 换 微 计 算 机 开 入 开 出 模 件
2 电子式互感器/合并单元
合并单元
3Io Ia，Ib，Ic（保护）
ECT EVT 其他MU
SV报文
Ia，Ib，Ic（测量）
Ua，Ub，Uc，3Uo
合并单元 MU
IEC 60044-8 IEC 61850-9-2
母线电压
点对点或 交换式以太网 电流电压信号同步 报文处理和发送
保护 测控 计量 录波
主要功能： 多路电流电压信号的采集与处理
电缆
人机对话模件 端子箱
继电保护
1 智能变电站的优势
高速以太网通信
微 计 算 机 交 流 输 入 模 件 Ａ ／ Ｄ 变 换
人机对话模件 合并单元
智 能 终 端
继电保护
一次设备的数字化改变了继电保护设备的结构
1 智能变电站的优势
1）新装置、新设备
电子式互感器、合并单元 智能终端、交换机等
监控主机
• VS 与被测电流 I 成正比
V s R sh
Np Ns
I
2 电子式互感器/合并单元
I sr
传统电磁式电流互感器
Np Ns
I pr
I/I变换
具备低功率输 入接口的设备
Vsr Rsh
Np Ns
I pr I/V变换
铁心线圈低功率电流互感器
对电磁式电流互感器的改进
2 电子式互感器/合并单元
2 电子式互感器/合并单元
• 电子式电压互感器 分压型电压互感器（有源）
R1
R2
Usr
电阻分压
电容分压
阻容分压
与常规电容式电压互感器原理相同，输出电压不超过±5V
2 电子式互感器/合并单元
光学电压互感器（无源） Pockels效应（1893年）
线偏振光通过有电场作用的Pockels晶体时，折射成两束 线偏振光，两者相位差正比与被测电压
磁光材料
出射光
检偏器
磁场 B
入射光
V Hd l V N I L l
旋转角与电流I成正比关系
法拉第磁旋光效应 （1846年）
2 电子式互感器/合并单元
I
空心线圈 （或铁心线圈）
磁光玻璃
I
高压侧
高压侧 低电压信号需 要就地数字化
A/D、积分器 等需要供电！
光纤
光纤
低压侧
低压侧
有源型电流互感器
2 电子式互感器/合并单元
一次导线 空芯线圈 采集模块 绝缘子
有源电子式电流互感器
光纤 C相 B相 激光供电 数据处理 A相 保护 测控 计量
一次场
主控室或保护小室
2 电子式互感器/合并单元
智能变电站相关技术介绍
2019年5月 武汉
主要内容
1 2 智能变电站的优势 电子式互感器/合并单元 智能终端 IEC 61850标准 时钟同步
3
4 5
1 智能变电站的优势
智能变电站是智能电网的重要内容
发电 输电
变电领域的发展重点 是智能变电站
变电
调度
智能 电网
用电 配电
智能变电站对智能电 网的建设将起到先驱 作用
1 智能变电站的优势
变电站层
计算机监控系统 计算机监控系统
103规约
网络
网络
IEC 61850-8
间隔层
微机保护/微机测控
微机保护/微机测控
电缆
网络
IEC 61850-9
过程层
电磁式互感器
一次设备
新型电子式互感器 数字化一次设备
变电站综合自动化
智能变电站
1 智能变电站的优势
• 光纤代替电缆，设计安装调试都变得简单
无源型电流互感器
2 电子式互感器/合并单元
有源电子式互感器的供电方式
功电方式 CT供电 电容分压供电 激光供电 组合供电 供电原理 利用特殊CT从母线上感应电压，经 整流、滤波、稳压后供电 利用电容分压，经整流、滤波、稳 压后供电 主要缺点 散热（大电流） 死区（小电流） 电气隔离
低压侧通过光纤传输光能，由光电 能量有限/ 池将光能专为电能（最大功率1W） 成本/寿命 CT供能（或电容分压供电） +激光供电 供能系统复杂 切换问题
2 电子式互感器/合并单元
光学电流互感器存在的问题
温度对精度的影响
LED发光二极管老化
V Hd l V N I L l
VV = （ T ， ）
该比例系数（维尔德常数）是温度和光源工作波长的函数 光源工作波长是温度和驱动电流的函数 对策： 信号处理技术（自适应补偿） 保证驱动电流恒定
罗可夫斯基空心线圈电流互感器
B
线圈感应电压
空心线圈
被测电流
d d I et () k ( ) d t d t
电流 I
e (t)
• 空心线圈的感应电压与被测电流的导 数成正比（ Rogowski，1912年）
2 电子式互感器/合并单元
光学电流互感器
普通光 起偏器 偏振光 Faraday旋光角 电流
主要内容
1 2 智能变电站的优势 电子式互感器/合并单元 智能终端 IEC 61850标准 时钟同步
3
4 5
2.1 电子式互感器/合并单元
传统电磁式互感器的缺点
• 绝缘问题：绝缘困难，含油有爆炸危险，造价高 • 测量准确问题：含铁芯，具有非线性特性，存在饱和问题， 不能反映系统故障时非周期性分量；频带响应特性较差， 频带窄
• 信号输出问题：模拟电信号（1A/5A，100V/57.7V）
• 运行安全问题：电压互感器不能短路，电流互感器不能开 路，电压互感器存在铁磁谐振问题
2 电子式互感器/合并单元
• 电子式电流互感器（各种名称）
铁心线圈低功率电流互感器（有源） 罗可夫斯基空心线圈电流互感器（有源） 光学电流互感器（无源）
名称 铁心线圈低功率 电流互感器 电磁感应原理 （互感） 强电/弱电 罗可夫斯基空心 线圈电流互感器 电磁感应原理 （自感） 强电/弱电 光学电流互感器
传感原理
信号变换
磁旋光效应原理
强电/光信号
2 电子式互感器/合并单元
铁心线圈低功率电流互感器
B 电流-电压转换器 高阻 R VS Rb
铁芯线圈
电流I