智能变电站介绍 ppt课件

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计量
IEC61850
录波
测控2
智能化变电站 保护2 不完全等同于
IEC 61850
过程层设备 一次设备
合并单元
智能操作箱
合并单元
智能操源自文库箱
电子式互感器 开关设备
电子式互感器 开关设备
智能化变电站介绍
六大特征：一次设备智能化、互感器数字化、二次设备网络化、传 输介质光纤化、通信标准统一化、信息应用集成化；
层 设
备
开关量跳闸网络化、数字化
站控层网络是否采用了IEC 61850协议
智能单元（未下放）+开关
数字化变电站
开关量跳闸二次回路是否 实现了网络化、数字化
模拟量采集二次回路是否 实现了网络化、数字化
IEC61850（DL/T 860 ） 变电站通信网络和系统标准
智能单元（下放）+开关 智能开关
合并单元+传统互感器 有源式互感器 无源式互感器
传统电流互感器的缺点
r1 I1 L1
I
' 2
r2'
Ie
Ie
L'2 RL' L'L
i1,i2 (A)
?
t(s) t(s)
差动保护不平衡电流的波形
电子式互感器的优缺点
优点 1、高低压系统完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性
能和优越的性价比； 2、不含铁芯，消除了磁饱和和铁磁谐振等问题； 3、无CT开路、PT短路的危险，互感器的精度与负载无关 4、动态范围大，测量精度高； 5、暂态特性好 6、没有因充油而潜在的易燃、易爆炸等危险 7、 体积小、重量轻 8、适应了电力系统数字化、智能化和网络化发展的需要
智能化变电站优点
• 开放的通信协议、统一的数据模型，信息的集成化应用，为 电网开展高级应用提供了便捷条件，如为定期检修过渡到状 态检修提供一个更好的信息平台；
• 网络化、数字化的一、二次设备，节约了大量二次电缆，设 计、施工效率较高，减少了变电站的投资；克服了传统互感 器绝缘结构复杂、测量范围小、存在饱和等缺陷；
磁光玻璃 纯光纤
电压互感器
普克尔电光效应 克尔效应 逆压磁效应
电子式电流互感器分类
Faraday 电磁感应原理
Faraday 磁旋光效应
铁心线圈
法拉第 (Michael Faraday) 1791年－1867年
空心线圈
玻璃、光纤 或镀模玻璃
低功率铁心线圈
电流互感器 （LPCT）
罗可夫斯基线圈
电流互感器 （RCT）
缺点 目前可靠性不如常规互感器
电子式互感器标准
国际标准 IEC60044-7、IEC60044-8
国家标准 GB/T20840.7、GB/T20840.8
电子式互感器分类
按一次部分是否需要供电来分：
电流互感器
有源型
电压互感器
罗氏线圈 LPCT
电容分压 电阻分压 组合式分压
无源型
电流互感器 法拉第磁光效应
合并单元是否下放
三网是否共享物理链路
概述及特点
智能化变电站与传统变电站比较
节省投资、二次接线简单、可靠性高、便于设备维护升 级、便于变电站规模的扩建和功能的扩充
概述及特点
变电站信息传输和处理的数字化 统一的信息模型：数据模型、功能模型 统一的通信协议：信息无缝交换 高质量信息：可靠性、完整性、实时性 各种设备和功能共享统一的信息平台
数字化的三个主要特征
（1）站控层网络是否采用了IEC61850协议； （2）开关量跳闸二次回路是否实现了网络化、数字化； （3）模拟量采集二次回路是否实现了网络化、数字化；
模拟采样网络化、数字化
站控层 IEC61850
CT/PT 二次回路 模拟量采集
跳闸二次回路 开关量输入输出
二 次 设
备
站 站控层网络 控
智能化变电站是由电子式互感器、智能化开关等智能化一 次设备、网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范 基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作 的现代化变电站。
将会影响电力系统的开发、设计、调试、运行，给生产带来 了新的问题和挑战。
智能化变电站概述及特点
典型结构：包括四层设备和三个网络
• 开放式的通信规约使程序化操作实现更加方便，减少了误操 作情况的发生；
• 满足电网“高效”和“兼容性”的要求，为今后智能电网的 发展打下坚实的物质基础 ；
智能化变电站技术构成
主要构成：
电子式互感器 智能开关设备 网络化二次设备 IEC61850标准应用 以太网通信网络
电子式互感器
传统电磁式互感器暴露固有的缺陷： １、绝缘、重量支撑结构复杂，产品造价随电压等级 呈指数上升高； ２、电磁式电流互感器存在固有的磁饱和现象，严重 时造成保护的拒动或误动； ３、动态测量范围小，频带窄，高频响应特性差； ４、电压互感器器存在二次短路的危险，电流互感器 存在二次开路的危险； ５、存在易燃、易爆等危险。
①硬件上:由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化、数字化 的二次设备组成； ②软件上:以IEC61850标准作为通信协议，实现设备间充分的信息共享和互操作；
一次设备智能化
硬件 数字化变电站
软件
互感器数字化
二次设备网络化 传输介质光纤化 通信标准统一化
IEC 61850
信息应用集成化
数字化变电站是未来变电站自 动化技术发展的趋势，是建设 智能电网的重要组成部分。
站控层设备
监控系统
工程师工作站
故障信息系统
站控层MMS网络 站控层网络
间隔层设备
保护1
测控1
{ 过程层网络 GOOSE跳闸网络 SAV采样值网络
HUB/MAU
NIC
% UTILIZATION
TAB
GD RE I F JA KB L C
M7 N 8 O9 GD GD GD BNC 4Mb/s GD T 2 U 3 V0 W. X Y Z
智能变电站介绍
主要内容
➢ 智能化变电站概述及特点 ➢ 电子式互感器介绍 ➢ 智能单元介绍 ➢ IEC61850介绍 ➢ 智能化变电站工程应用介绍
智能化变电站概述及特点
技术发展的趋势：
1、机电式 2、晶体管式 3、集成电路 4、微机型??
微机式将原来由电路实现的保护用计算机程序语言代替；将 处理的过程数字化了，但信息采集、传输、输出过程没有实 现数字化。
光学电流互感器 (OCT）
Rogowski电子式互感器
• 电流测量：采用罗氏（Rogowski）空芯线圈和低功率线 圈（LPCT）电磁感应原理
远端模块由电子电路构成，需要供电，因此称为有源式电子 互感器，有源式电子互感器技术较为成熟，在国内外已有一 定的应用。