智能变电站运行维护知识完整版

跳闸命令，并实现失灵跳各侧断路器。
非电量保护：非 终电端量上保送护过采程用层就G地OO直S接E 电网缆。跳闸，信息通过本体智能
智能终端
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智能站的一二次设备
二次设备和一次设备功能重新定位：
一次设备智能化
保
SMV 光纤
护
逻 GOOSE
辑 光纤
开
ECT
(CPU)
入 开
交 A MU 流 /D
输转 入换 组组 件件
人机对话模件
IED 数字化保护
出 组 件
智能终端
一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构： 1)、AD变换没有了，代之以高速数据接口。 2)、开关量输出 DO、输入DI移入智能化开关，保护装置发
容应包含合并单元、智能终端与保护、测控、故障录波等装置间传 输的一次设备本体位置/告警信息，合并单元/智能终端自检信息、 保护跳闸/重合闸信息、测控遥控合闸/分闸/联闭锁信息以及保护 失灵启动和保护联闭锁信息等
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过程层交换机 -定义
? 一种有源的网络元件。交换机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。
? 母线电压合并单元 ：可以采集来自传统一次电压互感器的模拟 信号，同时采集分段开关状态、分段开关刀闸状态和并列把手 状态等，进行同步、并列 /解列处理后，将并列前及并列后的母 线电压通过以太网接口（光纤网口）或 FT3接口(光纤串口 )给间 隔合并单元、母线测控、母联备自投等多个二次设备提供采样 信息。
测控装置
局端计量
电量采集器
计量 表计
过 程
UDM-501 主变高压侧
智能组件 1
UDM-501 主变高压侧 智能组件 2
UDM-501 主变低压侧
智能组件 1
UDM-501 主变低压侧 智能组件 2
UDM-501 主变本体
智能组件
UDM-501 110kV 线路 智能组件
UDM-501 110kV 分段 智能组件
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光纤插件
智能终端 -构成
开出插件 开入插件
电源插件 操作插件
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智能终端 -通讯
? GOOSE： generic object oriented substation events（面向对 象的变电站事件）
? 主要用于在多IED间传递信息，包括传输跳合闸信息（命令）。 ? ICD文件G1访问点 ? 其对过程层GOOSE通讯的数据模型及服务 ? 主要用于过程层设备与间隔层设备间、间隔层设备之间通信，其内
UDL-551 10kV 分段智
能组件
层
LDTVB 电子式或 JDFD 电子式或 常规电流互感器 常规电压互感器
常规一次开 关设备
开关柜
主变本体
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开关柜
开关柜
?传统互感器测量范围、绝缘、饱和、谐振问题； ?传统互感器二次负载问题； ?信息难以共享； ?设备之间不具备互操作性； ?系统可靠性受二次电缆影响。
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电压切换原理
对于双母线接线方式，本装置能够自动实现母线电压切换功能。合并单元 采集I母线路隔离刀闸1G位置和II母线路隔离刀闸2G位置，根据这两个位置 来切换选择取I母或II母电压。
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智能终端 -定义
? 一种智能组件。与一次设备采用电缆连接，与保护、测 控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备的信息采 集、控制等功能。
? 保护装置、智能终端等智能电子设备间的相互启动、相互闭锁、 位置状态等交换信息可通过 GOOSE 网络传输，双重化配置的保护之 间不直接交换信息。
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直采直跳
直采网跳
网采网跳
当前主流模式
条件：二次厂
家交换机技术 成熟（过渡方 案）
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理想方案
直采直跳模式
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保护、测控装置 -定义
? IED：Intelligent Electronic Device，智能电子设备； ? 一种带有处理器，具备以下全部或者部分功能的电子设备
：①采集或者处理数据②接受或者发送数据③接受或者发 送控制指令④执行控制指令
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保护、测控装置 -通讯
智能变电站运行维护知识
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1
一 智能站的基本概念 二 智能站的一二次设备 三 智能站与常规站的区别 四 智能站设备的运行维护
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智能电网
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10
智能一 次设备
高级 应用
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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
箱功能 ，通过光纤 GOOSE 网或点对点的光纤连接接收相关联的间 隔层设备的控制指令，完成对断路器的分相或三相操作，同时采集断 路器的相关状态信号通过光纤上送给间隔层设备 。
? 变压器本体智能终端 ： 装置用于采集非电量直跳开入信号、非电量
告警开入信号、 变压器分接头档位信号、相关的刀闸位置信号、直流 测量信号、 其它相关的开入信号或中性点的模拟量信号，利用符合 IEC61850 标准的 GOOSE 和 SV 报文，上送给间隔层装置使用。装 置接收间隔层的 GOOSE 命令， 实现变压器档位调节、 刀闸分合控 制、 其它独立开出控制的功能。 同时装置具备非电量开入直接跳闸 功能 。
网采网跳模式
SMV GOOSE
测控装置 智能终端
…
保护装置
合并单元
断路器、刀闸
电子式互感器
SMV和GOOSE分别组网模式
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线路保护：
线路保护直接采样，直接跳相应断路器；经 络启动断路器失灵、重合闸。
GOOSE 网
变压器保护直接采样，直接跳各侧断路器；跳母联、分
主变保护：
段断路器及闭锁备自投、启动失灵等可采用 GOOSE 网 络传输。变压器保护可通过 GOOSE 网络接收失灵保护
? MMS：Manufacturing Message Specification（制造 报文规范）
? 主要用于间隔层设备与站控层设备之间的通讯，反映变电 站的基本信息和定值服务功能。
? ICD文件S1访问点 ? 其对站控层MMS通讯的数据模型及服务
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间隔层 goose组网 及MU采集。
一 智能站的基本概念 二 智能站的一二次设备 三 智能站与常规站的区别 四 智能站设备的运行维护
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智能站的一二次设备
SMV 光纤 ECT
MU 端子箱
交 流 输 入
A/D
保 护
转 换
逻 辑
开 入 开
GOOS E光纤
出
组 组 (CPU组
件件) 件
人机对话模件 IED数字化保 护传统微机保护
背面
正面
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智能终端 -基本功能
? 完成位置信号及遥信信号量的采集，并上送给保护及测 控
? 完成直流量的采集，并上送给保护或测控 ? 接收保护及测控装置的控制指令，并执行等。
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智能终端 -分类
? 间隔常规智能终端 ： 为传统断路器提供数字化接口并具有就地操作
测控装置 GOOSE
智能终端
…
保护装置 SMV
合并单元
断路器、刀闸
电子式互感器
SMV和GOOSE均采用点对点模式
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直采网跳模式
GOOSE
测控装置 智能终端
…
保护装置 SMV
合并单元
断路器、刀闸
电子式互感器
SMV采用点对点模式 GOOSE采用组网模式
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功能的变电站。
站 控 层
站控层 网络
间 隔 层
GPS/ 北斗
网络打印机
588 IEC61
588 IEC61
P T SN
MMS,GOOSE
UDT-531 主变 保护测控装置 1
UDT-531 主变 保护测控装置 2
过程层 网络
SV,GOOSE
SUPER5000 当地监控 （一体化信息平台）
横向隔离
SEM5000 在线 监测子系统
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电压并列原理
合 并单元 通过电 缆 或 GOOSE 采集母联（ 分 段） 及 两 侧隔刀、 PT 隔刀 双位 置 信号 ， 同 时通过电 缆 接入 母线并列 强 制 把手 信号 ， 根据 以 上 信号实 现电压 并列 功能。
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电压、电流数据接收
电压、电流数据处理
电压、电流数据发送
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合并单元 -分类
? 间隔常规合并单元 ：采集来自传统一次互感器的模拟信号及接 收电压合并单元的电压信号或其他合并单元的数字信号，进行 同步处理后通过以太网接口（光纤）给保护、测控、数字式电 度表、数字式录波仪等多个二次设备提供采样信息。
UDD-501 远动 通信装置
调度
纵向加密
UDB-501 110kV 母差 保护装置
UDR-503 网络报文记 录及故障录波装置
UDA-501 自动控制 装置（备自投、低
周低压减载）
UDL-531 110kV 线路保 护测控装置
UDL-531E 110kV 分段保 护测控装置
UDC-331 10kV 馈线、电容 器、接地变等保护
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合并单元 -通讯
SMV：sampled measured value（采样值传输） ICD文件M1访问点 其对过程层SMV通讯的数据模型及服务 规约：9-2规约，FT3规约 采样频率：4000桢/秒 基于发布 / 订阅机制，交换采样数据集中的采样值的相关模型对象和服 务，以及这些模型对象和服务到SO/IEC8802-3帧之间的映射。 主要用于过程层设备与间隔层设备间通信，其内容应包含合并单元与保 护、测控、故障录波、 PMU、电能表等装置间传输的电流、电压采样值 信息。
线路保护 （ VLAN ）
母线保护 （ VLAN ）
过程层交换机 （ VLAN ）
过程层中心交换机 （ VLAN ）
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智能操作箱 （ VLAN2 ）
合并单元 2 （ VLAN3 ）
过程层交换机 -基本功能
? 主要应用于GOOSE/SV数据组网网络，用于GOOSE/SV 数据传输，比如测控装置数据采集、控制命令，间隔层 保护装置间开入开出命令（失灵启动、保护之间联闭锁 ，联跳信息等）传输。
国网厦门供电公司变电运维室布命令，由一次设备的执行器来执行操作。
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合并单元 -定义
合并单元：对一次互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理， 并将处理后的数字信号按照特定格式转发给间隔层设备使用的装置。 Merging Unit，简称MU
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? 各种功能共用统一的信息平台，避免设备重复投入。 ? 非常规互感器测量精度高、无饱和、无CT二次开路、无
PT二次短路。 ? 无PT二次反送电现象。 ? 二次接线简单。 ? 光纤取代电缆，电磁兼容性能优越。 ? 信息传输通道都可自检，可靠性高。 ? 管理自动化。
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保护、测控装置 -构成
光 纤 插 件
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CP 电
U源 板插
件
完成采样 数据处理， 计算、发 送指令等
功能。
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? 220kV 及以上电压等级的继电保护及与之相关的设备、 网络等应 按照双重化原则进行配置。（ 开关保护双重化、重合闸双重化 ）
双重化
? 双重化配置的 MUБайду номын сангаас应与电子式互感器两套独立的二次采样系统 一一对应
? 双重化配置保护使用的 GOOSE(SV) 网络应遵循相互独立的原则， 当一个网络异常或退出时不应影响另一个网络的运行。
? 两套保护的跳闸回路应与两个智能终端分别一一对应；两个智能 终端应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应。
背面
正面
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合并单元 -基本功能
?过程层电流、电压互感器与间隔层IED装置的接口设备； ?采集传统电流、 电压互感器的模拟量信号，及电子式电流、 电 压互感器的数字量信号， 并将采样值（SV）按照 IEC61850-9-2 以 光以太网形式上送给间隔层的保护、测控、故障录波等装置； ?根据过程层智能终端发送过来的面向通用对象的变电站事件 （GOOSE） 或本装置就地采集开入值来判断刀闸、 断路器位置完 成电压切换或并列功能。