数字化变电站自动化系统解决方案-南瑞资料

数字化变电站的体系结构与通讯网络数字化变电站的体系结构与通讯网络 IEC61850 将数字化变电站分为过程层 间隔层和站控层 各层内部及各层之间采用高 速网络通信 整个系统的通讯网络可以分为 站控层和间隔层之间的间隔层通讯网 以及 间隔层和过程层之间的过程层通讯网 站控层通信全面采用 IEC61850 标准 监控后台 远动通信管理机和保护信息子站均可直接 接入 IEC61850 装置 同时提供了完备的 IEC61850 工程工具 用以生成符合 IEC61850 6 规范的 SCL 文件 可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互 间隔层通讯网采用星型网络架构 在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能 110kV 及 以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网 110kV 以上电压等级的变电站自动化系统 需采用双以太网 网络采用 IEC61850 国际标准进行通信 非 IEC61850 规约的设备需经规约转 换后接入 考虑到传输距离和抗干扰要求 各继电小室与主控室之间应采用光纤 而在各小室 内部设备之间的通讯则可采用屏蔽双绞线 根据过程层的不同需求 我们提供了以下两种数字化变电站解决方案 2 12 1 支持电子式互感器和支持电子式互感器和 GOOSEGOOSE 的数字化变电站的数字化变电站 如图如图 2 12 1 所示 在过程层采用电子式所示 在过程层采用电子式 PT CTPT CT 以及智能化开关设备 变电站所有装置以及智能化开关设备 变电站所有装置 的交流采样数据通过与的交流采样数据通过与 MUMU 合并单元通信获得 各种测量与保护装置的交流采样部分全部合并单元通信获得 各种测量与保护装置的交流采样部分全部 取消 通过取消 通过 GOOSEGOOSE 网络传输实时跳合闸和保护间配合信号 全站使用网络传输实时跳合闸和保护间配合信号 全站使用 IEC61850IEC61850 标准进行标准进行 信息交互 信息交互 该方案的组网原则主要包含以下几点 该方案的组网原则主要包含以下几点 1 1 监控层网络使用星型独立双网 星型网络相比环型网络结构简单 配置简监控层网络使用星型独立双网 星型网络相比环型网络结构简单 配置简 洁 且降低了网络风暴形成的风险 洁 且降低了网络风暴形成的风险 2 2 由于数字化变电站中的过程层通讯网络上数据传输的重要性 过程层通讯由于数字化变电站中的过程层通讯网络上数据传输的重要性 过程层通讯 网需要和间隔层通讯网从物理上分开 过程层网需要和间隔层通讯网从物理上分开 过程层 GOOSEGOOSE 网络采用星型双光纤网络采用星型双光纤 以太网 与站控层分开组网 对于超高压变电站 推荐按电压等级分开组以太网 与站控层分开组网 对于超高压变电站 推荐按电压等级分开组 网 同一电压等级的网 同一电压等级的 GOOSEGOOSE 网络连接在一起 可以充分保证网络连接在一起 可以充分保证 GOOSEGOOSE 的信息的信息 共享的特点 共享的特点 3 3 电子式互感器模拟量数据传输采用点对点的符合电子式互感器模拟量数据传输采用点对点的符合 IEC60044 8IEC60044 8 标准的光纤标准的光纤 网络进行数据传输 确保了模拟采样值传输的实时性和可靠性 网络进行数据传输 确保了模拟采样值传输的实时性和可靠性 图图 2 12 1支持电子式互感器和支持电子式互感器和 GOOSEGOOSE 的数字化变电站解决方案的数字化变电站解决方案 2 22 2 支持电子式互感器和智能控制柜的数字化变电站支持电子式互感器和智能控制柜的数字化变电站 图图 2 2 支持电子式互感器和智能控制柜的数字化变电站解决方案支持电子式互感器和智能控制柜的数字化变电站解决方案 在该方案中 通过在该方案中 通过 PCS 9820GIS 智能控制装置实现对一次和二次设备的智能化控制 将二智能控制装置实现对一次和二次设备的智能化控制 将二 次保护测控和次保护测控和 GIS 的智能控制功能有机整合后下放至的智能控制功能有机整合后下放至 GIS 本体旁 对上按本体旁 对上按 IEC61850 规范接入规范接入 站控层设备 对下与开关机构之间通过电缆连接接插端子 整个方案大大减少了控制电缆 优站控层设备 对下与开关机构之间通过电缆连接接插端子 整个方案大大减少了控制电缆 优 化了二次回路 简化了设计 真正实现了智能开关功能 同时满足和体现了数字化变电站的可化了二次回路 简化了设计 真正实现了智能开关功能 同时满足和体现了数字化变电站的可 靠性和先进性 靠性和先进性 3 电子式互感器电子式互感器 3 13 1 简介简介 电子式互感器是具有模拟量电压输出或数字量输出 供频率电子式互感器是具有模拟量电压输出或数字量输出 供频率 15Hz 100Hz 的电气测量仪器的电气测量仪器 和继电保护装置使用的电流或电压互感器 按照和继电保护装置使用的电流或电压互感器 按照 IEC60044 7 8 的定义 电子式互感器是由连接的定义 电子式互感器是由连接 到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压传感器组成 用于传输正比于被测量的量 到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压传感器组成 用于传输正比于被测量的量 供给测量仪器仪表和保护或控制装置使用的装置 电子式互感器通常由传感模块 安装在远端供给测量仪器仪表和保护或控制装置使用的装置 电子式互感器通常由传感模块 安装在远端 一次侧 又称为远端模块 和合并单元 又称为合并器 组成 一次侧 又称为远端模块 和合并单元 又称为合并器 组成 根据传感模块是否需要供电来划分 可分为有源式电子互感器和无源式电子互感器 根据根据传感模块是否需要供电来划分 可分为有源式电子互感器和无源式电子互感器 根据 应用场合以及整体结构的差异来划分 可分为应用场合以及整体结构的差异来划分 可分为 GIS 结构电子式互感器 结构电子式互感器 AIS 结构电子式互感器结构电子式互感器 和直流电子式互感器 和直流电子式互感器 目前有较多工程应用的为有源式电子互感器 其主要利用电磁感应等原理感应被测信号 目前有较多工程应用的为有源式电子互感器 其主要利用电磁感应等原理感应被测信号 如基于罗戈夫斯基 如基于罗戈夫斯基 Rogowski 线圈和低功率线圈的电子式电流互感器 基于电阻 电容 电 线圈和低功率线圈的电子式电流互感器 基于电阻 电容 电 感分压的电子式电压互感器 这种互感器传感头部分具有需用电源的电子电路 用于感分压的电子式电压互感器 这种互感器传感头部分具有需用电源的电子电路 用于 GIS 或者或者 罐式断路器更方便 对于罐式断路器更方便 对于 AIS 应用场合 则采用取能线圈或激光供能的办法 以解决电源问题 应用场合 则采用取能线圈或激光供能的办法 以解决电源问题 电子式互感器通过合并单元为间隔级设备提供电流和电压信号 数据传输应符合相关标准 电子式互感器通过合并单元为间隔级设备提供电流和电压信号 数据传输应符合相关标准 目前主流的传输标准包括 目前主流的传输标准包括 IEC60044 8 FT3 格式 格式 IEC61850 9 1 和和 IEC61850 9 2 对于保 对于保 护 特别是差动保护等应用场合宜应用可靠性较高的护 特别是差动保护等应用场合宜应用可靠性较高的 IEC60044 8 标准 对于需要信息共享的标准 对于需要信息共享的 应用场合 可以应用互操作性较好的应用场合 可以应用互操作性较好的 IEC61850 9 1 等标准 等标准 电子式电流互感器模拟量输出标准值为电子式电流互感器模拟量输出标准值为 22 5 150 200 225mV 保护用 和 保护用 和 4V 测量用 测量用 数字量输出标准值为 数字量输出标准值为 2D41H 测量用 和 测量用 和 01CFH 保护用 各厂家提供的电子式互感器 保护用 各厂家提供的电子式互感器 输出必须满足以上标准 输出必须满足以上标准 电子式互感器的精度等级 测量用电子式互感器的精度等级 测量用 CT 的标准精度为的标准精度为 0 1 0 2 0 5 1 3 5 级 供特殊级 供特殊 用途的为用途的为 0 2S 和和 0 5S 级 保护用级 保护用 CT 的标准精度为的标准精度为 5P 10P 和和 5TPE 其中 其中 5TPE 的特性考的特性考 虑短路电流中具有非周期分量的暂态情况 其稳态误差限值与虑短路电流中具有非周期分量的暂态情况 其稳态误差限值与 5P 级常规级常规 CT 相同 暂态误差限相同 暂态误差限 值与值与 TPY 级常规级常规 CT 相同 相同 由于各个间隔的电子式互感器独立工作 为获得在同一时刻的电流 电压瞬时值 需要在由于各个间隔的电子式互感器独立工作 为获得在同一时刻的电流 电压瞬时值 需要在 各个远端模块之间实现同步 我们的方案是 在合并单元通过插值算法 实现采样同步 这种各个远端模块之间实现同步 我们的方案是 在合并单元通过插值算法 实现采样同步 这种 方案能在保证同步精度的前提下不依赖于任何外部同步时钟源 具有较高的可靠性 方案能在保证同步精度的前提下不依赖于任何外部同步时钟源 具有较高的可靠性 3 23 2 PCS 9250PCS 9250 系列电子式互感器系列电子式互感器 PCS 9250 系列电子式互感器包括系列电子式互感器包括 10kV 500kV 不同电压等级的独立型电子式电流电压不同电压等级的独立型电子式电流电压 互感器及互感器及 GIS 用电子式电流电压互感器 电流互感器的额定二次输出为用电子式电流电压互感器 电流互感器的额定二次输出为 2D41H 测量 测量 01CFH 保护 测量精度为 保护 测量精度为 0 2s 5TPE 电压互感器的额定二次输出为 电压互感器的额定二次输出为 2D41H 测量精 测量精 度为度为 0 2 3P PCS 9250 系列电子式互感器主要包含以下产品 系列电子式互感器主要包含以下产品 产品名称产品名称型号型号 GIS 用电子式电流互感器PCS 9250 EGC GIS 用电子式电压互感器PCS 9250 EGV GIS 用电子式电流电压组合互感器PCS 9250 EGI 独立型电子式电流互感器PCS 9250 EAC 独立型电子式电压互感器PCS 9250 EAV 独立型电子式电流电压组合互感器PCS 9250 EAI 直流电子式电流互感器PCS 9250 EACD 中低压电子式电流互感器PCS 9250 LAC 中低压电子式电压互感器PCS 9250 LAV 3 33 3 传感模块的配置方案传感模块的配置方案 由于电子式互感器中不再有绕组的概念 传感模块的配置决定了整个系统的可靠性 考虑由于电子式互感器中不再有绕组的概念 传感模块的配置决定了整个系统的可靠性 考虑 到双重化保护的需要 保护传感模块 包括采样线圈 到双重化保护的需要 保护传感模块 包括采样线圈 A D 转换 电源等必须双重化独立配置 转换 电源等必须双重化独立配置 测量传感模块可以单独配置 典型的配置结构如下图所示 测量传感模块可以单独配置 典型的配置结构如下图所示 浅色为保护采样线圈 深色为测量浅色为保护采样线圈 深色为测量 采样线圈采样线圈 图图 3 1电子式互感器配置方案电子式互感器配置方案 3 43 4 PCS 221PCS 221 系列合并单元的配置系列合并单元的配置 合并单元的配置根据保护要求可以选择双重化配置和单配置 一个典型的合并单元的配置根据保护要求可以选择双重化配置和单配置 一个典型的 110kV 变电站合变电站合 并单元配置如图并单元配置如图 3 2 所示 所示 下图以变电站的下图以变电站的 4 个典型间隔为例进行了配置说明 线路间隔 主变间隔 母联间隔配置个典型间隔为例进行了配置说明 线路间隔 主变间隔 母联间隔配置 电子式电流电压互感器电子式电流电压互感器 PCS 9250 EGI 母线 母线 PT 间隔配置电子式电压互感器间隔配置电子式电压互感器 PCS 9250 EGV 其安装位置如图所示合并单元其安装位置如图所示合并单元 MU PCS 221 除主变间隔因参与变压器保护双重化需配置两套合除主变间隔因参与变压器保护双重化需配置两套合 并单元并单元 MU2A MU2B 外 其余线路 母联 外 其余线路 母联 PT 间隔合并单元均为单一配置 线路间隔合并间隔合并单元均为单一配置 线路间隔合并 单元单元 MU1 对本间隔送出的电流 电压信号及母线对本间隔送出的电流 电压信号及母线 PT 间隔间隔 MU4 MU5 送出的母线电压信号进行送出的母线电压信号进行 包括电压切换 合并等功能的处理后给各保护装置 测控装置 计量装置使用 母联间隔合并包括电压切换 合并等功能的处理后给各保护装置 测控装置 计量装置使用 母联间隔合并 单元单元 MU3 对本间隔送出的电流 电压信号进行合并处理后给各保护装置 测控装置使用对本间隔送出的电流 电压信号进行合并处理后给各保护装置 测控装置使用 主主 变间隔的合并单元变间隔的合并单元 MU2A 对本间隔送出的电流 电压信号及母线对本间隔送出的电流 电压信号及母线 PT 间隔间隔 MU4 MU5 送出的母送出的母 线电压信号进行包括电压切换 合并等功能的处理后给变压器第一套保护装置 测控装置使用 线电压信号进行包括电压切换 合并等功能的处理后给变压器第一套保护装置 测控装置使用 MU2B 对本间隔送出的电流 电压信号进行合并处理后给变压器第二套保护装置使用 母线对本间隔送出的电流 电压信号进行合并处理后给变压器第二套保护装置使用 母线 PT 间隔的间隔的 MU 分别接入来自两条母线上的电压信号并实现电压并列功能 电压并列功能不再分别接入来自两条母线上的电压信号并实现电压并列功能 电压并列功能不再 需要单独装置完成 需要单独装置完成 图图 3 2 110kV 变电站自动化系统合并单元典型配置变电站自动化系统合并单元典型配置 图图 3 3 220kV 变电站自动化系统合并单元典型配置变电站自动化系统合并单元典型配置 220kV 变电站也以变电站也以 4 个典型间隔为例进行了配置说明 如图个典型间隔为例进行了配置说明 如图 3 3 所示 线路间隔 主所示 线路间隔 主 变间隔 母联间隔配置电子式电流电压互感器变间隔 母联间隔配置电子式电流电压互感器 PCS 9250 EGI 母线 母线 PT 间隔配置电子式电间隔配置电子式电 压互感器压互感器 PCS 9250 EGV 其安装位置如图所示 合并单元 其安装位置如图所示 合并单元 MU PCS 221 因保护双重化需因保护双重化需 要 线路间隔 主变间隔 母联间隔各配置两套合并单元 母线要 线路间隔 主变间隔 母联间隔各配置两套合并单元 母线 PT 间隔各配置一套合并间隔各配置一套合并 单元分别接入来自两条母线上的电压信号 并在其各自的合并单元内实现电压并列功能 单元分别接入来自两条母线上的电压信号 并在其各自的合并单元内实现电压并列功能 因此电压并列功能不再需要其它单独装置来完成 因此电压并列功能不再需要其它单独装置来完成 对于双母接线或者分段接线 电压切换和电压并列功能可以考虑分别在母线对于双母接线或者分段接线 电压切换和电压并列功能可以考虑分别在母线 PT 的合并单的合并单 元和进出线间隔的合并单元中来完成 元和进出线间隔的合并单元中来完成 3 53 5 低压侧的考虑低压侧的考虑 对于低电压等级 电子式互感器的技术和经济优势不明显 而且各个间隔间的电流和电压对于低电压等级 电子式互感器的技术和经济优势不明显 而且各个间隔间的电流和电压 信号基本上不需要在多个间隔层设备之间共享 不必对电流和电压信息进行数字化后再以信号基本上不需要在多个间隔层设备之间共享 不必对电流和电压信息进行数字化后再以 IEC61850 或者 或者 IEC60044 8 标准进行传输 对于低电压等级 可以仍采用常规互感器 或 标准进行传输 对于低电压等级 可以仍采用常规互感器 或 者采用低功率输出的新型互感器并以就地安装的间隔层设备想配合 间隔层设备采用数字化接者采用低功率输出的新型互感器并以就地安装的间隔层设备想配合 间隔层设备采用数字化接 口支持口支持 IEC61850 规约 规约 4 PCS 9820 GIS 智能控制装置智能控制装置 PCS 9820A 智能控制装置是专为实现对智能控制装置是专为实现对 110KV 500KV GIS 设备的智能控制而设计开设备的智能控制而设计开 发的 以先进的计算机技术实现对发的 以先进的计算机技术实现对 GIS 设备的位置信号采集和监视 模拟量信号采集与显设备的位置信号采集和监视 模拟量信号采集与显 示 远方示 远方 就地控制 信号与操作事件记录与上传 谐波分析 储能电机的驱动和控制 在就地控制 信号与操作事件记录与上传 谐波分析 储能电机的驱动和控制 在 线监测 基于网络通讯的软件联锁等一系列功能 将传统的二次测控功能与线监测 基于网络通讯的软件联锁等一系列功能 将传统的二次测控功能与 GIS 监控有机监控有机 结合在一起 联合组屏设计 优化控制回路 构成智能的控制功能 并可与结合在一起 联合组屏设计 优化控制回路 构成智能的控制功能 并可与 RCS 900 系列系列 保护装置一起组屏安放于保护装置一起组屏安放于 GIS 旁 构成保护及智能一体化控制柜 实现面向间隔的保护 旁 构成保护及智能一体化控制柜 实现面向间隔的保护 测控和测控和 GIS 智能控制一体化 智能控制一体化 PCS 9820 智能控制装置可与保护装置一起组屏安放于智能控制装置可与保护装置一起组屏安放于 GIS 旁 构成保护及智能控制旁 构成保护及智能控制 柜 实现面向间隔的保护 测控和柜 实现面向间隔的保护 测控和 GIS 智能控制一体化 智能控制一体化 图图 4 1基于智能控制柜的典型设计基于智能控制柜的典型设计 如上图 新方案将保护 测控和如上图 新方案将保护 测控和 GIS 智能控制集成于智能控制柜中 安放在智能控制集成于智能控制柜中 安放在 GIS 室 对室 对 下与下与 GIS 机构通过标准化的接插端子连接 优化了二次回路的设计 对上节省了大量电缆机构通过标准化的接插端子连接 优化了二次回路的设计 对上节省了大量电缆 通过通过 一根光缆直接与主控室连接一根光缆直接与主控室连接 构成了基于一次设备智能化的数字化变电站 构成了基于一次设备智能化的数字化变电站 GIS 智能化控制柜的优势如下 智能化控制柜的优势如下 1 节约了电缆等设备投资以及相应的施工投资 节约了电缆等设备投资以及相应的施工投资 数字化变电站建设的一个主要现实目标是为了减少变电站内控制电缆的数量 一方面数字化变电站建设的一个主要现实目标是为了减少变电站内控制电缆的数量 一方面 由于原材料的涨价 电缆成本越来越高 一方面 光缆电磁兼容性能远好于电缆 能显著由于原材料的涨价 电缆成本越来越高 一方面 光缆电磁兼容性能远好于电缆 能显著 提高变电站内信号传输的可靠性 另外 变模拟信号为数字信号能大大增加传输的带宽和提高变电站内信号传输的可靠性 另外 变模拟信号为数字信号能大大增加传输的带宽和 信息量 信息量 2 节约了保护小室及主控室等的占地面积和投资 节约了保护小室及主控室等的占地面积和投资 应用智能化应用智能化 GIS 控制柜使得保护控制下放成为可能 从而能够显著减少保护小室和主控制柜使得保护控制下放成为可能 从而能够显著减少保护小室和主 控室的占地面积 这对一些需要尽量减少变电站土地的城市变电站和地下变电站来说有明控室的占地面积 这对一些需要尽量减少变电站土地的城市变电站和地下变电站来说有明 显的效益 显的效益 3 GIS 智能控制柜优化了二次回路和结构 智能控制柜优化了二次回路和结构 原来由于一次和二次的专业细分 使得原传统汇控柜内的许多功能与保护控制二次中原来由于一次和二次的专业细分 使得原传统汇控柜内的许多功能与保护控制二次中 的功能相重复 例如防跳 压力闭锁 三相不一致等等 基于一二次整合的的功能相重复 例如防跳 压力闭锁 三相不一致等等 基于一二次整合的 GIS 智能控制智能控制 柜能够有效地取消和简化冗余回路 提高了整个二次回路的可靠性 柜能够有效地取消和简化冗余回路 提高了整个二次回路的可靠性 4 智能控制装置提供了强大的系统交互性 智能控制装置提供了强大的系统交互性 引入智能控制装置以后 友好的中文液晶人机界面以及丰富的自检和就地操作报告功引入智能控制装置以后 友好的中文液晶人机界面以及丰富的自检和就地操作报告功 能 使得运行维护人员无论在就地还是远方都能及时了解能 使得运行维护人员无论在就地还是远方都能及时了解 GIS 的运行情况 的运行情况 5 联调在出厂前完成 现场调试工作量减少 联调在出厂前完成 现场调试工作量减少 传统方案中 一次设备和二次设备的电缆连接和调试只能到现场后完成 调试周期比传统方案中 一次设备和二次设备的电缆连接和调试只能到现场后完成 调试周期比 较长 新方案中一二次设备联调在厂内完成 到现场后调试工作量极小 能够显著地缩短较长 新方案中一二次设备联调在厂内完成 到现场后调试工作量极小 能够显著地缩短 投运周期 投运周期 6 一次二次联合设计 减轻了设计院的负担 一次二次联合设计 减轻了设计院的负担 原来一次和二次设备分别有双方厂家分别出图 中间的电缆信号连接由设计院完成 原来一次和二次设备分别有双方厂家分别出图 中间的电缆信号连接由设计院完成 应用一二次结合的新方案后 由两个厂家联合出图并对图纸的正确性负责 应用一二次结合的新方案后 由两个厂家联合出图并对图纸的正确性负责 7 基于通讯和组态软件的联锁功能比传统硬接点联锁方便 基于通讯和组态软件的联锁功能比传统硬接点联锁方便 智能控制装置能够采集到间隔内所有刀闸位置 且间隔间也有光缆连接 所以可以方智能控制装置能够采集到间隔内所有刀闸位置 且间隔间也有光缆连接 所以可以方 便地实现基于软件和通讯的联锁 与传统硬接点联锁相比 能显著减轻调试工作量 减少便地实现基于软件和通讯的联锁 与传统硬接点联锁相比 能显著减轻调试工作量 减少 机构辅助接点数量 提高系统的可靠性 机构辅助接点数量 提高系统的可靠性 8 缩小了与互感器的电气距离 减轻了互感器的负载 缩小了与互感器的电气距离 减轻了互感器的负载 新方案下互感器与保护控制设备的电气距离大大缩短 使得互感器的容量选择更为容新方案下互感器与保护控制设备的电气距离大大缩短 使得互感器的容量选择更为容 易 也为小功率互感器 易 也为小功率互感器 LPCT 的应用创造了条件 的应用创造了条件 9 丰富的变送器接入方式以及智能平台提供了强大的在线监测功能 丰富的变送器接入方式以及智能平台提供了强大的在线监测功能 能够实时监测气压 温度 密度 分合闸回路电流等反应能够实时监测气压 温度 密度 分合闸回路电流等反应 GIS 性能的重要信息 在此性能的重要信息 在此 基础上变实现状态检修 基础上变实现状态检修 5 适用于数字化变电站的二次设备适用于数字化变电站的二次设备 PCS 900 系列保护 保护测控和故障录波装置是南瑞继保电气有限公司开发的新一代系列保护 保护测控和故障录波装置是南瑞继保电气有限公司开发的新一代 全面支持数字化变电站的智能化电子设备 装置支持电子式互感器和常规互感器 支持全面支持数字化变电站的智能化电子设备 装置支持电子式互感器和常规互感器 支持 GOOSE 通信方案 支持电力行业通讯标准通信方案 支持电力行业通讯标准 DL T667 1999 IEC60870 5 103 和新一代 和新一代 IEC61850 变电站通讯标准 变电站通讯标准 序号序号装置型号装置型号描述描述功能及特点功能及特点 1PCS 931 数字式超高压线路成套快速保护 装置 可用作 220kV 及以上电 压等级输电线路的主保护及后备 保护 以分相电流差动和零序电流差动为主体 的快速主保护 由工频变化量距离元件构成的快速 段 保护 由三段式相间和接地距离及多个零序方 向过流构成的全套后备保护 有分相出口 配有自动重合闸功能 对 单或双母线接线的开关实现单相重合 三相重合和综合重合闸 2PCS 902 数字式超高压线路成套快速保护 装置 可用作 220kV 及以上电 压等级输电线路的主保护及后备 保护 以纵联距离和零序方向元件为主体的快 速主保护 由工频变化量距离元件构成快速 段保 护 3PCS 941 数字式输电线路成套保护测控一 体化装置 可用作 110kV 电压 等级输电线路的主保护及后备保 护 并可在一套装置内实现 110kV 线路间隔的测控功能 完整的三段相间和接地距离保护 四段零序方向过流保护和低周保护 三相一次重合闸功能 过负荷告警功能 频率跟踪采样功能 配置跳合闸操作回路以及交流电压切换 回路 以纵联距离和零序方向元件为主体的快 速主保护 4 PCS 915 微机母线保护 适用于各种电压 等级的双母单分段主接线方式 母线上允许所接的线路与元件数 最多为 13 个 包括母联和分段 母线差动保护 母联充电保护 母联过流保护 母联死区保护 母联失灵保护 断路器失灵保护 5PCS 923 数字式断路器失灵起动及辅助保 护装置 也可作为母联或分段开 关的电流保护 失灵起动 三相不一致保护 两段相过流保护 两段零序过流保护 充电保护 可经压板和软件控制字分别选择投退 6PCS 978 数字式变压器保护适用于 220kV 及以上电压等级 需要提供双套 主保护 双套后备保护的各种接 线方式的变压器 稳态比率差动 差动速断 工频变化量比率差动 复合电压闭锁方向过流 零序方向过流 零序过压 间隙零序过流 7PCS 974A 数字式变压器保护适用于 220kV 及以上电压等级 需要提供双套 主保护 双套后备保护的各种接 非电量保护 非全相保护 失灵保护 线方式的变压器 8PCS 997 用于电力系统故障动态过程的记 录 其主要任务是记录系统大扰 动发生后的有关系统电参量的变 化过程及继电保护与安自动装置 的动作行为 本装置采用了分布式体系 尤其适合广 域的多个厂站的系统量测和记录 硬件软件真正实现了模块化结构 拼装 灵活 通用性强 能够批量生产 装置 硬件 软件设计有多重可靠性措施 保 证了装置具有高度的可靠性 9PCS 221 与电子式互感器配合使用的数据 采集发送单元 并具备计算及录 波等功能 电子式互感器将一次系统的电压 电流 量转化为远端模块可以直接采样的弱电 量 远端模块采样后经光纤发送给合并单元 合并单元重新组帧后遵循 IEC60044 8 定义的串行数据接口标准 使用光纤发 送给线路保护 变压器保护 母差保护 测控装置 计量设备和故障录波等装置 根据保护 测量等装置的个数可对发送 通道的数量进行扩展 装置支持电力行 业通讯标准 DL T667 1999 IEC60870 5 103 和新一代变电站通讯标准 IEC61850 10PCS 222 新一代全面支持数字化变电站的 智能操作箱 支持 IEC61850 支持实时 GOOSE 通信 采用智能化设计 所有逻辑都由软件来 实现 不存在复杂的继电器控制回路 更加灵活可靠 具有完善的事件记录 动作过程录波功 能 装置抗干扰能力优越 达到了电磁兼容 各项标准的最高等级 6 GOOSE 应用应用 GOOSE 替代了传统的智能电子设备 替代了传统的智能电子设备 IED 之间 之间硬接线的通信方式硬接线的通信方式 为逻辑节点间的 为逻辑节点间的 通信提供了快速且高效可靠的方法 消除了主通信提供了快速且高效可靠的方法 消除了主 从方式和非网络化的串行连接方案存在的缺从方式和非网络化的串行连接方案存在的缺 陷 实现网络化连接的同时也降低了设备的维护成本 陷 实现网络化连接的同时也降低了设备的维护成本 GOOSE 消息包含数据有效性检查消息包含数据有效性检查 和消息的丢失 检查和重发机制 以保证接收和消息的丢失 检查和重发机制 以保证接收 IED 能够收到消息并执行预期的操作 另外能够收到消息并执行预期的操作 另外 GOOSE 可实现网络在线检测 当网络有异常时迅速给出告警 大大提高了可靠性 可实现网络在线检测 当网络有异常时迅速给出告警 大大提高了可靠性 在在 GOOSE 应用过程中 我们推荐采用双光纤以太网 在超高压数字化变电站中不同电压应用过程中 我们推荐采用双光纤以太网 在超高压数字化变电站中不同电压 等级推荐分开组网 我们提供的等级推荐分开组网 我们提供的 GOOSE 分为两种应用情况 分为两种应用情况 1 完成测控装置控制功能和间隔层联锁功能 这种应用情况实时性要求比较低 为了简完成测控装置控制功能和间隔层联锁功能 这种应用情况实时性要求比较低 为了简 化设计和节约成本 可以和站控层进行混合组网 化设计和节约成本 可以和站控层进行混合组网 2 完成实时跳合闸和保护间配合信号的传送功能 这种应用情况实时性要求比较高 应完成实时跳合闸和保护间配合信号的传送功能 这种应用情况实时性要求比较高 应 采取单独组网的方式 采取单独组网的方式 图图 6 1GOOSE 组网典型案例组网典型案例 表表 6 1 GOOSE 应用功能和传输的信号示例应用功能和传输的信号示例 接受装置接受装置 发送装置发送装置 I 线路保护线路保护 1 PCS 931 I 线路保护线路保护 2 PCS 902 I 线路操作箱线路操作箱 1 PCS 222 主变保护主变保护 1 PCS 978 母线保护母线保护 1 PCS 915 I 线路保护线路保护 1 PCS 931 TA TB TC BAR TA TB TC TA TB TC 起失灵 I 线路保护线路保护 2 PCS 902 TA TB TC BAR I 线路操作箱线路操作箱 1 PCS 222 TWA TWB TWC IAR BAR 主变保护主变保护 1 PCS 978 TG 起失灵 母线保护母线保护 1 PCS 915 T1 远跳 T1 远跳 T1 远跳 注 注 TA 跳 跳 A TB 跳 跳 B TC 跳 跳 C TG 跳闸 跳闸 T1 跳 跳 1 TWA 位置 位置 A TWB 位置 位置 B TWC 位置 位置 C BAR 闭重 闭重 IAR 禁重 禁重 7 方案特点方案特点 1 三网分离三网分离 监控层网络 过程层监控层网络 过程层 GOOSE 网络和模拟数据传送网络自成体系 相互独立 分工明确网络和模拟数据传送网络自成体系 相互独立 分工明确 监控层网络数据的特点是突发性强 数据量大 传送实时性要求不高 监控层网络数据的特点是突发性强 数据量大 传送实时性要求不高 过程层过程层 GOOSE 网络数据特点是数据量不大 具有突发性 传输要求可靠性高 实时网络数据特点是数据量不大 具有突发性 传输要求可靠性高 实时 性强 性强 模拟数据传送网络数据的特点是数据量特别大 呈周期性 传输的要求是实时性 稳模拟数据传送网络数据的特点是数据量特别大 呈周期性 传输的要求是实时性 稳 定性 可靠性都要非常高 延时需要确定 定性 可靠性都要非常高 延时需要确定 三网分离有效避免了不同特点的数据相互之间的影响 确保整个变电站系统的安全和稳定 三网分离有效避免了不同特点的数据相互之间的影响 确保整个变电站系统的安全和稳定 2 插值同步 不依赖于对时网络插值同步 不依赖于对时网络 采用点对点采用点对点 IEC60044 8 标准的光纤传输网络的优点是传输延时确定 规约简单可以采用标准的光纤传输网络的优点是传输延时确定 规约简单可以采用 FPGA 来实现 从而可以记录数据达到的时刻 这些是实现插值同步的基础 插值同步不依赖来实现 从而可以记录数据达到的时刻 这些是实现插值同步的基础 插值同步不依赖 于对时网络 确保了变电站运行的可靠性 对时网络同步受于对时网络 确保了变电站运行的可靠性 对时网络同步受 GPS 装置 传输网络 保护装置 装置 传输网络 保护装置 合并单元等多个环节的可靠性的影响 同时这些装置对时同步的实现细节存在不一致不配合的合并单元等多个环节的可靠性的影响 同时这些装置对时同步的实现细节存在不一致不配合的 可能 因此我们不推荐对时同步的方案 可能 因此我们不推荐对时同步的方案 3 通用标准 适用于各种规模的变电站通用标准 适用于各种规模的变电站 相对于有些公司方案中只能采用自定义的网络规约为母差 变压器等保护提供数据 当变相对于有些公司方案中只能采用自定义的网络规约为母差 变压器等保护提供数据 当变 电站规模较大时存在网络带宽限制问题和数据接收处理能力会遇到障碍的问题 本方案具有实电站规模较大时存在网络带宽限制问题和数据接收处理能力会遇到障碍的问题 本方案具有实 用 通用 符合国际标准等优点 数据传输方式从几个间隔的小规模变电站到几十个间隔的大用 通用 符合国际标准等优点 数据传输方式从几个间隔的小规模变电站到几十个间隔的大 规模变电站均适合使用 规模变电站均适合使用 4 灵活通用的合并单元灵活通用的合并单元 可以支持多个厂家和多种电子式互感器接口 输出通道数可根据需要灵活增加 可以支持多个厂家和多种电子式互感器接口 输出通道数可根据需要灵活增加 扩展性好 一个线路间隔的所有模拟量可以通过合并单元灵活扩展给多个保护和测控扩展性好 一个线路间隔的所有模拟量可以通过合并单元灵活扩展给多个保护和测控 装置提供数据 为电站的扩建 改造提供方便 装置提供数据 为电站的扩建 改造提供方便 采用基于分布式 模块化思想设计的新一代采用基于分布式 模块化思想设计的新一代 UAPC 硬件平台 硬件平台 5 GIS 用电子式互感器用电子式互感器 南瑞继保研制的南瑞继保研制的 GIS 用电子式互感器为国内首创 用电子式互感器为国内首创 高低压间以高低压间以 SF6 气体绝缘 绝缘结构简单可靠 体积小 重量轻 气体绝缘 绝缘结构简单可靠 体积小 重量轻 电流互感器与电压互感器可组合为一体 实现对一次电流和电压的同时检测 电流互感器与电压互感器可组合为一体 实现对一次电流和电压的同时检测 GIS 电子式互感器可与不同厂家的电子式互感器可与不同厂家的 GIS 配套使用 配套使用 电流传感器采用电流传感器采用 LPCT 及空芯线圈 电流测量精度高 动态范围大 暂态特性好 及空芯线圈 电流测量精度高 动态范围大 暂态特性好 电压传感器采用基于气体介质的电容分压测量技术 精度高 稳定性好 独创性的解电压传感器采用基于气体介质的电容分压测量技术 精度高 稳定性好 独创性的解 决了决了 110kV GIS 三相电压传感器之间的干扰问题 三相电压传感器之间的干扰问题 电流电压传感器及远端模块双套冗余配置 可靠性高 每个远端模块双重采用 并有电流电压传感器及远端模块双套冗余配置 可靠性高 每个远端模块双重采用 并有 多项自检功能 进一步保证可靠性 多项自检功能 进一步保证可靠性 6 独立型电子式互感器独立型电子式互感器 电流互感器与电压互感器可组合为一体 实现对一次电流电压的同时测量 电流互感器与电压互感器可组合为一体 实现对一次电流电压的同时测量 电流传感器采用电流传感器采用 LPCT 及空芯线圈 电流测量精度高 动态范围大 暂态特性好 及空芯线圈 电流测量精度高 动态范围大 暂态特性好 电压互感器采用技术成熟的电容分压器传感一次电压 精度高 稳定性好 电压互感器采用技术成熟的电容分压器传感一次电压 精度高 稳定性好 远端模块