智能变电站基础总体介绍调整.ppt

目录,变电站发展历程,智能变电站基础知识,智能变电站设备介绍,变电站各发展阶段示意图,数字化过程是一个逐步深入的过程 传统变电站综合自动化站数字化变电站智能变电站,变电站自动化系统的演变,智能终端,MU,传统微机保护,交流输入组件,A/D 转换组件,保护逻辑(CPU),开入开出组件,人机对话模件,二次设备和一次设备功能重新定位：,ECT,一次设备智能化,IED 数字化保护,SV 光纤,GOOSE 光纤,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变换移入电子式互感器，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，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作。,电缆,电缆,传统变电站向数字化变电站的发展,数字化变电站与传统变电站网络结构对比,传统变电站结构图,数字化变电站结构图,3种典型组网模式,演变关系,智能电网,高级应用,智能一次设备,智能变电站,数字化变电站,特点1：全站信息数字化,特点2：通信平台网络化,特点3：信息共享标准化,特点4：高级应用互动化,智能变电站,智能变电站的定义,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、协同互动等高级功能的变电站。,智能变电站优势,国电南自自主专业众多,智能变电站二次系统 智能一次设备 在线监测 视频监控 一体化电源,智能变电站发展方向,智能一次设备在变电站的应用； 一次设备的状态监测和二次系统融合，形成真正的一体化平台，为运行维护人员提供必要的信息； 对关键设备进行状态监测，利于设备检修，降低全生命周期成本；提升设备的可靠性和利用率，提高运行维护的效率; 共同完成EPC工程;,目录,智能变电站设备介绍,变电站发展历程,智能变电站基础知识,特殊名词解释,过程层：指包括变压器、断路器、隔离开关、互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。主要实现变电站一次设备的信息的采集、测量、控制等功能。 MMS：制造报文规范，在智能变电站中通常指站控层网络通信规约，主要用于二次设备与监控系统之间的通信。MMS规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备（IED）、智能控制设备的通信行为，使出自不同制造商的设备之间具有互操作性。 GOOSE：是一种通用面向对象变电站事件，是IEC61850中定义的一种快速报文格式。主要用于实现在多IED之间的信息传递，取代传统电缆传递的开关量信号，如：接入保护或测控的开关量信号、五防闭锁信号等，具有高传输成功概率。 SV ：指采样值，主要功能是过程层与间隔层间采样值的传递。在智能变电站中通常所说的SV是指以报文形式传输的采样值，报文格式多采用IEC 61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC60044-8(FT3)标准。,特殊名词解释,DL/T 860：IEC 61850标准在国内转化后的电力行业标准，其内容完全等同于IEC 61850国际标准。 IEC60044-7：是IEC发布的电子式电压互感器标准。 IEC60044-8：是IEC发布的电子式电流互感器标准，它对电子式互感器及合并单元的设计、试验、通信方式等做出了详细定义，有时候特指IEC 60044-8标准中规定的FT3采样值传输协议。国网公司在FT3的基础上进行了扩展，发送频率加倍，带宽增加了一倍，采样值通道也扩展为22路。 IEC61850-9-1：一种采样值传输标准，遵循了IEC60044-78标准对合并单元的要求，该标准的映射方法相对固定、简单。目前已经废止不用。 IEC61850-9-2：一种采样值传输标准，它定义了电子式互感器往外发送采样值报文所应遵循的报文格式，即用通信的方式取代了传统互感器使用电缆传输的电压、电流等信号。,三层两网,目录,智能变电站设备介绍,变电站发展历程,智能变电站基础知识,智能变电站设备,过程层设备 间隔层设备 站控层设备,过程层设备： 电子式互感器: PSET6000系列有源电子式互感器 PSOT6000系列无源电子式互感器 合并单元： PSMU 600系列 智能终端: PSIU 600系列 智能组件： PSIU 600和PSSC 600系列 户外柜： TDC-05系列,过程层设备功能,500kV独立支柱式电子式电流互感器 PSET6500CTDW 330kV独立支柱式电子式电流互感器 PSET6330CTDW 220kV独立支柱式电子式电流互感器 PSET6220CTDW 110kV独立支柱式电子式电流互感器 PSET6110CTDW 35kV开关柜内电子式电流互感器 PSET6035CTDH 10kV开关柜内电子式电流互感器 PSET6010CTDH 500kVGIS电子式电流互感器 PSET6500CTGS 330kVGIS电子式电流互感器 PSET6330CTGS 220kVGIS电子式电流互感器 PSET6220CTGS 110kVGIS电子式电流互感器 PSET6110CTGS,电子式电流（电压）互感器型号 CT/VT,电子式互感器与常规互感器比较,共同点： 功能相同： 实现无畸变的准确传变一次电流及电压 基本技术要求相同： 电流准确度0.2S/5P20(TPY) 电压准确度0.2/3P 绝缘水平 动热稳定电流 .,电子式互感器与常规互感器比较,不同点： 实现方式不同 数据输出不同 常规互感器：模拟量1A/5A、100V/57.7V 电子式互感器：数字量 ECT：测量2D41H、保护01CFH EVT：测量/保护 2D41H 负载功率、电磁兼容、温度特性等,按 传 感 原 理,法拉第磁光效应（光学电子式电流互感器）,法拉第电磁感应（线圈电子式电流互感器）,磁光玻璃式,全光纤式,空心线圈式（RCT） (Rogowsgi线圈),低功率线圈式（LPCT）,ECT的基本分类及典型结构,AIS结构有源电子式组合互感器,AIS结构有源电子式组合互感器,采集器,PSET6000有源式互感器原理,AIS电子式互感器,优点： 1.测量线圈与主回路直接无直接的电气联系，而仅通过电磁场耦合，因此与主回路之间有良好的电气绝缘，无充油充气带来的易燃易爆危险，符合环保要求； 2.无铁芯饱和等问题，测量范围宽，线性度好，准确度高； 3.线圈感应电压对频率响应好，暂态特性好； 4.低功率的输出易于转化为数字量； 5.体积小，质量轻，生产成本低；,电子式电流互感器原理,i,Rogowski线圈结构及原理,优点： 电容式电压互感器具有电场强度裕度大，绝缘可靠性高、且分压电容可兼作耦合电容器供高频载波通道使用、不会与开关端口电容形成铁磁谐振、能消雷电波头、价格便宜等优点。,电子式电压互感器原理,电容分压器原理图,电容分压器由高压臂电容C1和低压臂电容C2组成. 由图可知 ：U2U1C1/（C1C2）U1/K 分压比K（C1C2）/C1,GIS电子式互感器,低功率、小信号模拟输入；光纤数字信号输出； 采集器就近安装于GIS端子室或汇控柜内； 可靠的直流供电；,GIS电子式互感器,GIS上安装电子互感器,10kV有源电子式互感器,供能方式,PSET6000电子式互感器供能方式 110kV及以上CT：激光电源+线路取能； 110kV及以上PT：双路直流电源； 10kV、35kV互感器：直流电源； GIS、HGIS场合：双路直流电源；,互感器校验,装置型号,PSMU 600 系列合并单元型号,PSMU 600 系列合并单元,合并单元是实现电子式互感器与二次设备接口的关键装置 数据合并： 合并单元同时接收并处理三相电流和电压信号，并按照IEC 60044-8或IEC 61850-9-2格式输出 数据同步： 合并单元实现独立采样的三相电路和电压的信号同步 信号分配： 智能二次设备从合并单元获取一次电流电压信息,合并单元接口,合并单元输出接口标准 IEC60044-8传输标准：其传输接口速度为2.5Mbit/S，采用串行点对点光纤传输。其优点是收发实时性高，传输延时固定，从而使得实现差动保护时，各侧同步可以完全不依赖于外部同步源，缺点是光纤链路较复杂。 IEC61850-9-2网络传输方式：优点是数据共享方便，易于实现互操作，缺点是网络数据流量大，且传输延时不固定，数据同步需依赖外部同步时钟源。 IEC61850-9-2点对点传输方式：继承了IEC60044-8标准的数据等间隔发送和固定传输时延等优点，利于差动保护实现且不依赖于外部时钟源。,合并单元同步,数据同步问题 三相电流、电压采样须同步 （合并单元实现） 变压器差动保护不同电压等级的多个间隔获取数据存在同步 （保护装置实现） 母线差动保护从多个间隔获取数据存在同步 （保护装置实现）,合并单元照片,MU基本特性 支持PPS、B码、IEEE 1588多种对时方式； 支持国网FT3、国网9-2多种输出协议； 软件积分，精度高。,PT并列和切换示意图,PT并列示意图,低电压等级实现模式 PT并列由PT智能单元+PT并列装置的模式实现,PSIU 600系列智能终端 给传统断路器或变压器提供数字化变电站接口； 在开关端子箱安装智能终端：对刀闸等进行状态采集和控制，就地操作箱功能； 在变压器端子箱安装智能终端，实现变压器本体保护和变压器测控功能：采集温度、档位、非电量、中性点地刀等状态，控制风扇和档位 对时、事件记录功能.,智能终端,智能终端发展阶段,操作箱CPU实现就地智能化的装置 具备一定功能的智能终端 （已经广泛应用在数字化工程中） 引入在线监测功能的智能操作 引入断路器智能操作 （分相控制、智能分合闸等） 由真正的智能一次设备完全替代了智能终端的功能,装置型号,PSIU 600 系列智能单元型号,装置照片,PSIU 601分相开关智能终端,适用于双跳圈双合圈（或单合圈）且分相动作的断路器,装置照片,PSIU 600 系列智能终端,TDC05户外柜 TDC-05型户外机柜的设计目标是为在户外条件下运行的自动化设备及其它普通电气设备提供接近室内的工作环境，同时为这些设备提供必要的防护。 该型户外柜具有对外部环境一定的隔离功能，双层柜体设计，防尘、防水、防太阳辐射。其工作模式为在柜内湿度达到一定时（可设定），温湿度传感控制器启动电加热器和位于柜内顶部的风扇，将柜内湿气排出柜外；当柜内温度上升到某一温度时，柜内风扇启动，柜外新鲜空气经过滤后自机柜下层进入柜内，将柜内热气从机柜上部排出柜外。户外柜设计要求满足系列标准GB/T 19183,户外柜,户外柜,现场装置图片正面,现场装置图片背面,智能变电站设备,过程层设备 间隔层设备 站控层设备,变压器保护装置照片,主变保护主后分开装置,线路保护装置照片,母线保护装置照片,SGB750 母线保护,点对点方案,点对点模式,PSL 603U,SGB 750,低压包保护测控装置,装置背板照片,测控装置照片,故障录波器装置照片,故障录波器,计量,计量：“瓶颈”在于校验方案和规程 国电南自DTAD 6268系列智能变电站电能表 具有IEEE 1588对时功能的电能表设计。 IEC 61850-9-2标准采样值网络传输的自适应接收。 采用DL/T 645-2007的多功能电能表通信规约开发实现。 基于IEC 61850的电能量数据模型实现、支持MMS。 智能电能表在线校验方案。 针对智能变电站特定需求的智能监测功能设计。 精度达0.2S级的有功和无功电能算法实现及安全存储。 10kV、35kV低压馈线场合 采用传统PT+电子式CT（罗科夫斯基线圈+LPCT测量线圈+ 传统计量线圈）模式：兼容传统计量系统,现场照片,电子式互感器及合并器,常规测试 额定延时（关键） 双AD一致性测试 异常的影响,智能终端,动作时间,网络测试,交换机性能测试 VLAN和GMRP对比（关键） SV点对点和组网差异,对时系统,同步精度 主从时钟切换 守时 时钟恢复,智能变电站设备,过程层设备 间隔层设备 站控层设备,原则,IEC 61850定义的模型交互过程,SSD,ICD,系统组态工