智能化一次设备与状态监测

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方案概述
思源电气
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。
安装位置
实现功能 要求
10kV开关柜 在线测温
QS-Safe1000光纤光 栅在线测温系统
智能组件柜
在线测温
输出485接口
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变电站设备需求
表4.状态监测平台
思源电气
设备选型
安装位置
功 能 组
项目
状态可视化 状 态 监 测 平 台 基本告警功 能 可编程专家 诊断系统
SHR-5000SD
主控室
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பைடு நூலகம்
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系统特点
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智能变压器建模实例
逻辑节点 智能变压器模型
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整体方案
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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。 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。
思源电气
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 机械特性 机械特性 机械特性 4-20mA 4-20mA 4-20mA
网络化操动控 制 GIS 互感器 位置信息 气体密度 SF6气体水分 分合闸线圈电 流波形
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 埃肯
思源电气
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。
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系统详细设计
思源电气
智能组件设计 组网方案设计 状态监测系统
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智能组件与系统层间实时传输SMV、GOOSE报文，支持 站域保护； 网络满流量时保证GOOSE响应的实时性，可靠抵御网络 风暴； 支持IEEE1588-2008或秒脉冲对时； 能够适应户外运行环境，工作温度范围-40℃~+85℃；
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KEMA认证
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状态监测中心系统结构框图
电力数据通信网 监测中心/远 方调度 路由器
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交换机 B/S结构 GPS 交换机 以太网 IEEE1588网 络对时方式 以太网 104 VDU 打印机 。。。。。 。。
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变电站设备需求
表1.变压器智能化项目
功能 组 项目 设备选型 安装位置 实现功能 控制风扇 4组，8个控制结 点 有载调压的控制 变压器智能组件 柜 变压器智能组件 柜 智能组件柜
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变电站设备需求
表2.GIS智能化项目 设备选型 功能 组 控制 测量 项目 UDM-502-G合并单元 GIS智能组件柜 GOOSE跳合闸 安装位置 实现功能
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系统层
一次设备本体 （主变/电抗器 /GIS）
变送器
交换机
状态监测系 统： 1.状态显示 2.基本告警 3.可编程专 家系统 管理监控
智能一次设备
交换机柜
智能设备系统框图
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变电站智能化设备与状态监测系 统解决方案
花小健 2010年04月09日
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主要内容
思源电气
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
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智能组件柜 智能组件柜 智能组件柜
2个测温点 2个测温点 通道数 变送器接口
DC4－20mA电流 DC4－20mA电流 不用传感器，用公式 计算得到
油中溶解气体 油中水分
铁心接地电流 主油箱气体压力 局部放电 TROM-600HW-SD，UDM-502-T合并单元 TIC-I-SD，UDM-502-T合并单元 光纤压力传感器，UDM-502-T合并单元 DMS局放监测设备 智能组件柜 智能组件柜 主变本体 主变本体，智能 组件柜 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 485接口 穿心CT 输出DC4-20mA 外置式传感器
工频磁场抗扰度
脉冲磁场抗扰度 阻尼振荡磁场抗扰 度 射频电磁场辐射抗 扰度
5级
5级 5级 3级
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IEC61850标准服务支持
思源电气
基于SISCO通信标准库开发的IEC61850-81的站层通信协议标准MMS； 支持过程层实时状态量采集和命令控制的 IEC61850-8-1的GOOSE协议标准； 支持过程层模拟量电流、电压的采样值服 务IEC61850-9-2标准格式；
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
共48点数 泄漏电流、动作次数
IEC61850 4-20mA
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变电站设备需求
表3.10kV开关柜
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设备选型 功 能 组 测 量 项目
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系统特点
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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。
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智能组件柜的环境适应能力
电磁兼容能力，可适 应智能组件柜内强电 磁干扰环境；
电压渐变抗扰度 电压暂降和短时中 断抗扰度 浪涌（冲击）抗扰 度 电快速瞬变脉冲群 抗扰度 振荡波抗扰度 电磁兼容性 能 静电放电抗扰度
思源电气
+20%～-20% 50%暂降0.1s，中断 0.05s 4级 4级 3级 4级
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智能组件平台
可灵活扩展，具备下列功能：
思源电气
接入电子式PT、CT； 模拟量输入（4~20mA,0~5V）及可编程的485/CAN接口，可方便 接入各式传感器； 可监视并控制断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关等； 集成保护、测控、计量功能； 具有PT并列、电压切换功能；
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IEC61850标准互操作
思源电气
工具支撑最新IEC61850变电站配置文件Schema 语法校验功能保证了模型、服务的配置文件互操作 性； 灵活的映射规则管理方案保证了应用模型的标准互 操作（模型标准化存在地区差异）； 各种开入、开出虚端子设计使得装置之间的信号连 接配置的标准化； 系统配置工具一、二次一体化设计，SSD和FUN； KEMA一致性认证是满足IEC61850互操作的基本 要求；
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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
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站内系统结构
一次设备 传感器及控制 信号 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 系统层网络
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
测量数字化 开关、刀闸的位置 共50点
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
监测
分合闸时间 储能电机工作 状态 局部放电 避雷器状态
PSD JC1-10/800
思源电气
要求
冷却器 控制 有载分接开关
UDM-502-T合并单元
实现智能组件控制
UDM-502-T合并单元
实现智能组件控制
测量
集成 CT
UDM-502-T合并单元
测量数字化
IEC61850-9-2
顶层油温 底层油温 光纤绕组测温 监测
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元 BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元 -
交换机
远方数据处理及通信装置
状态监测站
其他变电站
IEC61850
IEC61850
主变压器 监测功能组主IED
(由通用检测单元
GIS 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
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
过程层交 换机