变电站智能化设备应用实例和讲解
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6
变电站设备需求
功能 组
项目
控制
冷却器 有载分接开关
Βιβλιοθήκη Baidu
表1.变压器智能化项目
设备选型
安装位置
实现功能
UDM-502-T合并单元 UDM-502-T合并单元
变压器智能组件 柜
变压器智能组件 柜
控制风扇 4组，8个控制结
点
有载调压的控制
测量
集成 CT
UDM-502-T合并单元
智能组件柜
测量数字化
要求 实现智能组件控制 实现智能组件控制
变电站智能化设备与状态监测系 统解决方案
主要内容
变电站智能设备状态监测系统解决方案概 述
变电站智能设备状态监测系统详细设计
1
变电站智能设备状态监测系统解决方案概述 整体方案 站内系统结构 方案概述 系统特点
2
整体方案
智能变电站状态监测中心系统由监测中心 系统软件和各变电站的状态监测系统共同 组成。中心通过电力通信网络连接各变电 站（应用IEC61850标准或104规约或B/S结 构访问服务），获取各变电站的实时信息， 和评价结果，同时可以调用各变电站内的 设备历史数据、特征曲线等信息。
管理监控
5
方案概述
本方案采用思源电气的智能组件平台，接 入思源电气在市场上成熟的油色谱在线监 测系统；铁芯电流在线监测系统；避雷器 在线监测系统；断路器机械特性在线监测 系统，其中包括断路器分合闸线圈电流波 形、储能电机工作状态；断路器网络化操 控、数字化测量等智能化设备。
思源电气作为智能变电站状态监测系统的 集成供应商，能够提供较为完备的站级智 能设备状态监测的系统解决方案。
各变电站状态监测系统还可以通过电力通 信网络及路由器实现信息共享，为智能电 网的互动性、共享性要求做好有力的支撑。
3
状态监测中心系统结构框图
GPS 以太网
电力数据通信网
交换机
B/S结构
104
远方数据处理及通信装置
交换机
IEEE1588网 络对时方式
监测中心/远 方调度
路由器
VDU
打印机
交换机
状态监测站
一次设备
一次设备本体 （主变/电抗器
/GIS）
传感器及控制 信号
变送器 智能一次设备
智能组件柜
智能组件柜 （可根据需求 选配）： 智能单元 合并单元 检测单元 监测功能组主 IED（数据存 储、就地分 析） 保护、测控 电能质量监测 计量
智能设备系统框图
系统层网络
交换机 交换机柜
系统层
状态监测系 统： 1.状态显示 2.基本告警 3.可编程专 家系统
计算得到
485接口
穿心CT 输出DC4-20mA 外置式传感器
7
变电站设备需求
功能 项目 组
控制
网络化操动控 制
测量 GIS 互感器
位置信息
气体密度
SF6气体水分
监测
分合闸线圈电 流波形
分合闸时间
储能电机工作 状态
局部放电 避雷器状态
设备选型
UDM-502-G合并单元
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 埃肯
IEC61850-9-2
顶层油温
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
底层油温
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
监测
光纤绕组测温
-
油中溶解气体 油中水分
TROM-600HW-SD，UDM-502-T合并单元
铁心接地电流
TIC-I-SD，UDM-502-T合并单元
项目
组
设备选型
安装位置
测 10kV开关柜 QS-Safe1000光纤光 智能组件柜
量 在线测温
栅在线测温系统
实现功能 在线测温
要求 输出485接口
9
变电站设备需求
表4.状态监测平台
设备选型
安装位置
功 能
项目
组
状态可视化
状
态 基本告警功
监能 测
SHR-5000SD
平
台 可编程专家
诊断系统
主控室
10
系统特点
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元
PSD JC1-10/800
表2.GIS智能化项目 安装位置
实现功能
GIS智能组件柜
GOOSE跳合闸
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
GIS智能组件柜
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
主油箱气体压力 光纤压力传感器，UDM-502-T合并单元
局部放电
DMS局放监测设备
智能组件柜
智能组件柜
智能组件柜 主变本体
主变本体，智能 组件柜
2个测温点
2个测温点 通道数
变送器接口
8气+微水监测
1个电流通道 气体压力变送 局部放电的超高
频信号
DC4－20mA电流 DC4－20mA电流 不用传感器，用公式
我们提供的变电站智能设备状态监测系统方案， 充分结合了公司自身技术、生产、市场优势，提 供国际先进的TROM-600HW-SD智能油色谱在线 监测系统、TIC-I-SD智能铁芯电流在线监测系统、 JC1-10/800避雷器在线监测系统、SD-CB-CBM 断路器状态监测系统，同时可以方便地接入市场 上成熟的ECOM公司的SF6微水监测系统，而且 该变电站智能设备状态监测系统对于加拿大 OPSENS公司的光纤压力监测系统同样可以方便 接入。该变电站智能设备状态监测系统提供了其 他站内在线监测子系统的接入兼容接口，使系统 扩展及升级非常便利。
11
系统特点
思源电气变电站智能设备状态监测系统，由功能 传感变送器、智能组件柜、系统层网络、状态监 测系统软件有机组成。通信协议完全符合 IEC61850标准，模型符合IEC61850-90-3的标准 框架。遵循《Q/GDW XXX-2009高压设备智能化 技术导则》，融合了数学模型、模式识别、数据 挖掘等先进工具的专家系统，使系统具有“测量 数字化、控制网络化、分析就地化、状态可视化、 功能一体化、信息互动化”的特征。
。。。。。 其他变电站 。。
以太网
IEC61850
主变压器 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
铁芯电流专业检 测单元
油色谱专业检测 单元
过程层交 换机
IEC61850
GIS 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
避雷器专业检测 单元
局部放电专业检 测单元
过程层交 换机
4
站内系统结构
测量数字化 开关、刀闸的位置 共50点
机械特性
机械特性 机械特性
共48点数 泄漏电流、动作次数
要求
包括同一间隔隔离开关、 接地开关等，支持顺序 操作 智能组件集成合并单元 空结点
485信号
4-20mA 4-20mA 4-20mA
IEC61850 4-20mA
8
变电站设备需求
表3.10kV开关柜
功 能
变电站设备需求
功能 组
项目
控制
冷却器 有载分接开关
Βιβλιοθήκη Baidu
表1.变压器智能化项目
设备选型
安装位置
实现功能
UDM-502-T合并单元 UDM-502-T合并单元
变压器智能组件 柜
变压器智能组件 柜
控制风扇 4组，8个控制结
点
有载调压的控制
测量
集成 CT
UDM-502-T合并单元
智能组件柜
测量数字化
要求 实现智能组件控制 实现智能组件控制
变电站智能化设备与状态监测系 统解决方案
主要内容
变电站智能设备状态监测系统解决方案概 述
变电站智能设备状态监测系统详细设计
1
变电站智能设备状态监测系统解决方案概述 整体方案 站内系统结构 方案概述 系统特点
2
整体方案
智能变电站状态监测中心系统由监测中心 系统软件和各变电站的状态监测系统共同 组成。中心通过电力通信网络连接各变电 站（应用IEC61850标准或104规约或B/S结 构访问服务），获取各变电站的实时信息， 和评价结果，同时可以调用各变电站内的 设备历史数据、特征曲线等信息。
管理监控
5
方案概述
本方案采用思源电气的智能组件平台，接 入思源电气在市场上成熟的油色谱在线监 测系统；铁芯电流在线监测系统；避雷器 在线监测系统；断路器机械特性在线监测 系统，其中包括断路器分合闸线圈电流波 形、储能电机工作状态；断路器网络化操 控、数字化测量等智能化设备。
思源电气作为智能变电站状态监测系统的 集成供应商，能够提供较为完备的站级智 能设备状态监测的系统解决方案。
各变电站状态监测系统还可以通过电力通 信网络及路由器实现信息共享，为智能电 网的互动性、共享性要求做好有力的支撑。
3
状态监测中心系统结构框图
GPS 以太网
电力数据通信网
交换机
B/S结构
104
远方数据处理及通信装置
交换机
IEEE1588网 络对时方式
监测中心/远 方调度
路由器
VDU
打印机
交换机
状态监测站
一次设备
一次设备本体 （主变/电抗器
/GIS）
传感器及控制 信号
变送器 智能一次设备
智能组件柜
智能组件柜 （可根据需求 选配）： 智能单元 合并单元 检测单元 监测功能组主 IED（数据存 储、就地分 析） 保护、测控 电能质量监测 计量
智能设备系统框图
系统层网络
交换机 交换机柜
系统层
状态监测系 统： 1.状态显示 2.基本告警 3.可编程专 家系统
计算得到
485接口
穿心CT 输出DC4-20mA 外置式传感器
7
变电站设备需求
功能 项目 组
控制
网络化操动控 制
测量 GIS 互感器
位置信息
气体密度
SF6气体水分
监测
分合闸线圈电 流波形
分合闸时间
储能电机工作 状态
局部放电 避雷器状态
设备选型
UDM-502-G合并单元
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 埃肯
IEC61850-9-2
顶层油温
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
底层油温
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
监测
光纤绕组测温
-
油中溶解气体 油中水分
TROM-600HW-SD，UDM-502-T合并单元
铁心接地电流
TIC-I-SD，UDM-502-T合并单元
项目
组
设备选型
安装位置
测 10kV开关柜 QS-Safe1000光纤光 智能组件柜
量 在线测温
栅在线测温系统
实现功能 在线测温
要求 输出485接口
9
变电站设备需求
表4.状态监测平台
设备选型
安装位置
功 能
项目
组
状态可视化
状
态 基本告警功
监能 测
SHR-5000SD
平
台 可编程专家
诊断系统
主控室
10
系统特点
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元
PSD JC1-10/800
表2.GIS智能化项目 安装位置
实现功能
GIS智能组件柜
GOOSE跳合闸
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
GIS智能组件柜
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
主油箱气体压力 光纤压力传感器，UDM-502-T合并单元
局部放电
DMS局放监测设备
智能组件柜
智能组件柜
智能组件柜 主变本体
主变本体，智能 组件柜
2个测温点
2个测温点 通道数
变送器接口
8气+微水监测
1个电流通道 气体压力变送 局部放电的超高
频信号
DC4－20mA电流 DC4－20mA电流 不用传感器，用公式
我们提供的变电站智能设备状态监测系统方案， 充分结合了公司自身技术、生产、市场优势，提 供国际先进的TROM-600HW-SD智能油色谱在线 监测系统、TIC-I-SD智能铁芯电流在线监测系统、 JC1-10/800避雷器在线监测系统、SD-CB-CBM 断路器状态监测系统，同时可以方便地接入市场 上成熟的ECOM公司的SF6微水监测系统，而且 该变电站智能设备状态监测系统对于加拿大 OPSENS公司的光纤压力监测系统同样可以方便 接入。该变电站智能设备状态监测系统提供了其 他站内在线监测子系统的接入兼容接口，使系统 扩展及升级非常便利。
11
系统特点
思源电气变电站智能设备状态监测系统，由功能 传感变送器、智能组件柜、系统层网络、状态监 测系统软件有机组成。通信协议完全符合 IEC61850标准，模型符合IEC61850-90-3的标准 框架。遵循《Q/GDW XXX-2009高压设备智能化 技术导则》，融合了数学模型、模式识别、数据 挖掘等先进工具的专家系统，使系统具有“测量 数字化、控制网络化、分析就地化、状态可视化、 功能一体化、信息互动化”的特征。
。。。。。 其他变电站 。。
以太网
IEC61850
主变压器 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
铁芯电流专业检 测单元
油色谱专业检测 单元
过程层交 换机
IEC61850
GIS 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
避雷器专业检测 单元
局部放电专业检 测单元
过程层交 换机
4
站内系统结构
测量数字化 开关、刀闸的位置 共50点
机械特性
机械特性 机械特性
共48点数 泄漏电流、动作次数
要求
包括同一间隔隔离开关、 接地开关等，支持顺序 操作 智能组件集成合并单元 空结点
485信号
4-20mA 4-20mA 4-20mA
IEC61850 4-20mA
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变电站设备需求
表3.10kV开关柜
功 能