智能变电站继保汇报.ppt

江苏省电力科学研究院2011年7月,智能变电站保护专业汇报,-2-,目录,2常熟南智能变电站情况介绍,3智能变电站继电保护整定与运行,4通信链路告警信号,1.智能变电站概述,-3-,第一部分智能变电站概述,1.智能变电站概述,智能变电站智能变电站是指以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现站内外信息共享和互操作，实现测量监视，控制保护，信息管理，智能状态监测等自动化功能的变电站。智能站的发展国内外变电站自动化系统的发展经历了传统集中式变电站，数字化变电站和智能化变电站这三个阶段。,智能变电站与传统变电站的不同,传统变电站,与传统变电站相比，智能变电站在网络结构上采用了三层两网的结构，增加了过程层网络，增加了合并单元、智能终端等过程层设备，采用光纤取代传统的电缆硬接线。全站采用统一的通信规约IEC61850实现信息交互。同时增加了一次设备状态监测和自动化系统高级应用。,站控层,间隔层,智能变电站,高级应用,在线监测,-6-,第二部分常熟智能变电站基本介绍,1.常熟智能变电站介绍,500kV常熟南变电站为目前江苏电网设计规模最大的500kV变电站，采用“镜像”布局设计，共8串。南区220kV部分采用智能化设计方案，一次设备GIS就地布置。电气主接线本期为双母线接线（5/6母），远景为双母双分段接线，南区本期共投运6回线路（春申1,2线、渭塘1,2线、常楼1,2线），1台主变（#5主变），1台母联断路器（5-6母联）。一次设备：现代重工，南瑞航天二次设备：继保，四方，南自；中德；南瑞科技（监控测控，一体化平台）,一次/二次设备配置,线路/母差保护：双套配置(保护装置，合并单元，智能终端)，直采直跳，位于保护室智能终端：双套，位于就地汇控柜B合并单元：双套（用于线路，母线）互感器：全光纤电流互感器（FOCT）及1套光学电压互感器（OVT）每条线路FOCT4个敏感环，由四路独立的采样系统进行采集（单A/D系统），AB套位于开关两侧；每只合并单元则对应FOCT的两个传感元件，输出两路数字采样值由同一路通道进入相应的保护装置。电压：双AD，分相测控：线路测控，母线测控，母联/分段测控，主变测控，过程层告警测控（MU,智能终端，AB套）故障录波：双网配置报文记录仪：双网配置，支持在线对时方式：IEEE1588网络对时,一次/二次设备布置,网络结构遵循DL/T860标准（变电站通信网络和系统）。全站网络采用高速以太网，通信规约宜采用DL/T860标准，传输速率不低于100Mbps。逻辑功能上可由站控层、间隔层、过程层网络组成。站控层网络：常熟变站控层网络采用双星型拓扑结构，冗余网络采用双网双工方式运行。MMS传输保护测控动作信息、告警信息、一次设备状态信息、后台操控命令等，GOOSE用于传输五防联闭锁信息。过程层网络（含SV和GOOSE）：逻辑功能上，覆盖间隔层与过程层数据交换接口。常熟变220kV过程层SV采用点对点直采方式，不依赖于外部同步；线路保护测控、母联保护测控、母线保护测控、故障录波器、电度表计量、PMU和报文分析仪均接收组网采样数据。,-11-,完成站内间隔层设备及一次设备的控制，与远方控制中心、工程师站通信,完成对本间隔设备的监测和保护判断，包括保护、测控、计量、录波,完成与一次设备开关量、模拟量的采集以及控制命令的执行,协议：61850三层双网（设备，网络）MMS：GOOSE：SV传输介质：光纤传输方式：组网，点对点,过程层设备,合并单元（MU）MU接收电气单元的电流/电压采集量，并以9-2格式发给保护测控装置。,线路合并单元数据集,线路保护订阅：传输延时，AD1，AD2电流（AD1用于计算，AD2用于启动），AD1线路电压，AD1母线电压,过程层设备,母线合并单元数据,母线保护订阅：传输延时，线路MUAD1，AD2电流，母线MUAD1，AD2电压（两个AD独立运算）,母联合并单元数据,母联保护订阅：传输延时，母联MUAD1，AD2电流,由于采用了双AD计算，因此当一个AD出现故障时，将出现保护闭锁。对电气单元的可靠性要求较高。,过程层设备,智能终端,合并单元,母线合并单元实现并列功能，级联至线路间隔MU，间隔MU合并双母线A相电压一起送出，由终端设备实现电压切换。母线合并单元接收母联开关、刀闸位置、PT刀闸位置，电压并列功能实现就地/远方两种并列方式。当母线并列运行、正母线PT刀闸合上才能并列至正母PT。并列不成功，则母线MU解列运行。,过程层设备,2.智能终端智能终端GOOSE信号采用订阅/发布机制。智能终端订阅线路保护和母线保护的闭重信号，订阅测控装置刀闸遥控信号智能终端发布开关/刀闸位置信号，断路器本体告警信号，智能终端自检信息等其中与智能终端之间的跳合闸、开关刀闸位置、操作箱闭锁重合闸、低气压闭锁重合闸信号仅通过点对点直连，与智能终端之间的GOOSE网通过VLAN隔离。与母差保护之间的启动失灵、远跳、闭锁重合闸信号通过GOOSE网络交互。智能终端实现GOOSE网上的1588对时，就地打时标，上送的GOOSE带时标.t，保证就地开关量信号的时间精度（1ms）。智能终端自身装置的告警信号进告警测控装置，外部设备接入的告警信号进间隔测控。智能终端B的全部告警信号都进告警测控B，包括检修压板、控制回路断线。两套智能终端之间设计另一套智能终端闭锁重合闸、另一套智能终端告警、闭锁信号硬接线。,第三部分智能站继电保护整定与运行,继电保护整定,智能变电站和传统变电站需要实现的基本功能相同，区别是实现手段。继电保护装置的配置原则由电网一次结构决定，按“江苏电网继电保护配置选型原则”和“江苏电网六统一设计应用原则”实行。智能变电站中配置的保护为一般为六统一微机保护。遵循双重化配置原则，220kV采用双套保护配置，110kV一般采用单套配置。,线路保护配置220kV线路保护采用双套配置，采用纵联保护作为主保护，同时配备距离、零序作为后备保护，具备重合闸功能。线路保护功能配置与传统变电站相同，但保护不设置功能硬压板和出口硬压板，采用功能软压板（远方修改定值，远方控制，远方切换定值区，通道A差动保护，距离保护，零序过流保护，停用重合闸）、GOOSE软压板（GOOSE跳开关1出口，GOOSE启开关1失灵且闭重，GOOSE重合闸，智能终端GOOSE接收，母差GOOSE接收）和SV接收软压板（接收开关1电流）。跳合闸出口硬压板、合闸出口硬压板、刀闸控制压板均位于智能终端柜上，同时为了方便装置检修时做安措，对所有装置均设立了检修硬压板。保护“保护功能软压板”和“保护功能控制字”相“与”来控制保护功能的投退。其余项整定和传统相同。,2.母线保护配置按六统一原则配置，具备差动保护、失灵保护、母联失灵、死区保护、PT断线、CT断线基本参数整定（定值区号，一次PT额定电压，CT一次额定值，基准变比）差动保护（差动启动电流，CT断线告警/闭锁，母联分段失灵电流，母联分段失灵时间），其中的死区保护、充电保护逻辑固定，母线保护母联充电功能选配。失灵保护（复序电压闭锁，变压器支路失灵相电流定值，失灵零序电流定值，失灵负序电流定值，失灵保护1时限，失灵保护2时限）功能软压板：差动保护，失灵保护同时设立：母线互联，母联分列压板，远方修改定值，远方切换定值区，远方控制压板，支路投入压板，支路跳闸压板。硬压板：检修,1.出口硬压板,智能终端代替传统操作箱实现与一次设备的交互，即一次设备的开关量输入智能终端后转成GOOSE信号传给二次设备，二次设备发出的GOOSE命令至智能终端后转为节点控制设备。智能终端（就地GIS汇控柜）按保护测控分开原则设置出口硬压板：1.保护分相跳闸压板2.保护分相重合闸压板3.重合闸相互闭锁压板（线路间隔）4.开关遥控压板5.刀闸遥控压板,智能站保护运行-设备操作,2.保护软压板,按标准要求，智能站保护仅设置“检修”硬压板，其他功能压板和出口压板都为软压板。继电保护的停、复和运行安措都需要正确的操作保护软压板，需要运行人员在传统的操作规程基础上适应新的操作方式。保护软压板一般分为三类：1.功能压板（与传统保护一致）2.出口压板（与传统保护一致）3.接收压板（用于隔离异常设备）按保护的传统思路，仅在装置出口处设置压板，并没有接收压板概念。由于数字保护的隔离较困难，若出现常规隔离手段失效的情况时（如装置假死），可以在接收端通过断开接收压板的方式将异常装置隔离。此种情况极少，平时保证接收压板应在合位（在分位时装置不会报任何异常，但保护功能已经不完整）。,3.检修压板,“检修”机制是利用了报文中的Test位，若接收的报文中Test位与自身装置的“检修”状态不一致时，不执行报文内容；若一致，则执行。“检修”机制确是一种便捷的隔离措施，操作方便且有明显可断点，但目前缺乏“检修”压板的运行规程，需要运行人员对装置的二次回路有清晰的认识才能灵活掌握。几点建议：1.调度运行部门制订“检修”压板的运行管理规定，明确操作权限。2.“检修”压板作为快速临时隔离措施，不能作为唯一的隔离措施3.如遇保护特别异常（如采样值频繁无效，保护频繁闭锁）情况，可由调度口头许可将“保护改检修”，防止保护误动，再申请停保护。,4.解锁操作,传统测控装置设置软件解锁和硬件解锁，智能站的测控仅有软件解锁，因为测控闭锁I/O节点由智能终端提供，因此硬件解锁把手安装在智能终端处。测控与智能终端通信正常时，测控上的解锁操作即可实现间隔解锁。若智能终端与测控通信中断（或闭锁I/O节点坏），必须在智能终端处硬件解锁。另外，智能终端与测控GOOSE断链后，本间隔的位置信号都视为无效状态，与本间隔设备位置相关的跨间隔的操作也将被闭锁。可使用检修解锁屏解锁本间隔条件。,第四部分过程层告警信号,基本概念,1.GOOSE是开关量报文，SV是模拟量采样值报文，均采用订阅机制，谁需要谁获取；2.数据链路由数据接收端设备维护，因为只有接收方才能判断出链路是否正常；3.GOOSE报文平时5s发一次，20s没有接收到GOOSE报文视为断链；SV采样值4000包/s，瞬时判断出断链；4.保护“直采直跳”，测控“网采网跳”，保护之间通过GOOSE网交互；5.数据链路是逻辑上的数据业务，数据链路正常要求物理链路、数据交互内容都正确，数据链路中断不能简单的判断为物理链路异常，也可能是发送与订阅不符导致；但实际运行中，设备发送与订阅不会改动，链路中断可以狭义的理解为光纤信道物理开断；6.某些数据是带有品质位的（SV采样每个数据通道都带有品质位），用于表达数据是“有效”还是“无效”；数据无效在链路正常的前提下才有意义，表明装置已经接收到数据，但不能被装置采用。,基本概念,常熟南过程层数据链路,常熟南采样值数据链路,1.保护直采,常熟南链路信号释义,3.保护直跳,