电力系统调度自动化第4章_补充智能变电站ppt课件

1、North China Electric Power University补充 电力系统智能变电站l主讲人：齐郑lqizheng319126综合自动化变电站的缺点l互感器的问题互感器的问题l绝缘复杂绝缘复杂l体积大、重量重体积大、重量重l电磁式电磁式CTCT动态范围小，有饱和现象动态范围小，有饱和现象l电磁式电磁式CTCT二次输出不能开路二次输出不能开路l电磁式电磁式PTPT易产生铁磁谐振易产生铁磁谐振l电磁式电磁式PTPT产生二次压降产生二次压降l耗费大量二次电缆耗费大量二次电缆l暂态数据无法上传暂态数据无法上传智能变电站l变电站的数字化是一个不断发展的过程变电站的数字化是一个不断发展的过程

2、 l智能变电站是由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、智能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，建立在网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850IEC61850通信规范基础上，能通信规范基础上，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。站。l电子式互感器电子式互感器l智能化一次设备智能化一次设备l网络化二次设备网络化二次设备lIEC61850IEC61850的应用的应用l数字化是手段，不是目的。数字化是手段，不是目的。l确保安全性、可靠性和经济性确保安全性、可靠性和经济性

3、l实际生产上的迫切需要实际生产上的迫切需要l技术管理上的现实可能技术管理上的现实可能Control CenterHMIEngineering10 MBit/s SwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerConventional SwitchgearConventionalCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerConventional SwitchgearRelay BConventionalCT / VTsIEC61850-8智能变电站的实现：第一步Control CenterHMIEngineeringSwitc

4、hRouterStation BusRelay ABay ControllerConventional SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerConventional SwitchgearModernCT / VTsRelay BIEC61850-9-1IEC61850-8智能变电站的实现：第二步Control CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay AB

5、ay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BProcess BusIEC61850-9-2IEC61850-9-2IEC61850-8智能变电站的实现：第三步Control CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BProcess BusIEC61850-8IE

6、C61850-9-2智能变电站的实现：第四步电子式互感器l电子式互感器电子式互感器l绝缘简单绝缘简单l体积小、重量轻体积小、重量轻lCTCT动态范围宽，无磁饱和动态范围宽，无磁饱和lPTPT无谐振现象无谐振现象lCTCT二次输出可以开路二次输出可以开路电子式互感器l相关标准相关标准lIEC 60044-7:2019 Instrument transformers - Part 7: IEC 60044-7:2019 Instrument transformers - Part 7: Electronic voltage transformers Electronic voltage trans

7、formers lIEC 60044-8:2019 Instrument transformers - Part 8: IEC 60044-8:2019 Instrument transformers - Part 8: Electronic current transformers Electronic current transformers lGB/T xxxxx.7-200 xGB/T xxxxx.7-200 x互感器互感器- -第第7 7部分：电子式电压互感器部分：电子式电压互感器IEC 600447IEC 600447：20192019，MODMOD）( (制订中制订中) )lGB

8、/T xxxxx.8-200 xGB/T xxxxx.8-200 x互感器互感器- -第第8 8部分：电子式电流互感器部分：电子式电流互感器IEC 60044-8IEC 60044-8：20192019，MODMOD）( (制订中制订中) )电子式互感器l相关标准相关标准lIEEE C37.92-2019 IEEE Standard for Analog IEEE C37.92-2019 IEEE Standard for Analog Inputs to Protective Relays from Electronic Inputs to Protective Relays from El

9、ectronic Voltage and Current TransducersVoltage and Current TransducerslIEEE PC37.235-200 x Guide for the Application IEEE PC37.235-200 x Guide for the Application of Rogowski Coils used for Protective Relaying of Rogowski Coils used for Protective Relaying Purposes (Purposes (制订中制订中) )lIEEE C37.xx-

10、200 x Guide for Application of IEEE C37.xx-200 x Guide for Application of Optical Current and Optical Voltage Systems Optical Current and Optical Voltage Systems for Protective Relaying (for Protective Relaying (制订中制订中) )电子式互感器l无源电子式互感器无源电子式互感器lFaradayFaraday磁光效应电流互感器）磁光效应电流互感器）lPockelsPockels电光效应电压

11、互感器）电光效应电压互感器）l利用光纤传输传感信号利用光纤传输传感信号l传感头部分不需电子电路及其电源传感头部分不需电子电路及其电源l独立安装的互感器的理想解决方案独立安装的互感器的理想解决方案电子式互感器电子式互感器电子式互感器全光纤电流互感器全光纤电流互感器电子式互感器l无源电子式互感器的关键技术及难点无源电子式互感器的关键技术及难点l光学传感材料光学传感材料l传感头的组装技术传感头的组装技术l微弱信号检测微弱信号检测l温度对精度的影响温度对精度的影响l振动对精度的影响振动对精度的影响l长期稳定性长期稳定性电子式互感器l有源电子式有源电子式CTCT、PTPTl利用电磁感应等原理感应被测信号

12、利用电磁感应等原理感应被测信号lCTCT：空心线圈：空心线圈(RC)(RC)；小铁芯线圈；小铁芯线圈(LPCT)(LPCT)lPTPT：电阻、电容、电感分压：电阻、电容、电感分压l传感头部分具有需用电源的电子电路传感头部分具有需用电源的电子电路l利用光纤传输数字信号利用光纤传输数字信号l用于用于GISGIS或者罐式断路器更方便或者罐式断路器更方便lHVDCHVDC换流站、串补平台换流站、串补平台电子式互感器电子式互感器电子式互感器l有源电子式互感器的关键技术及难点有源电子式互感器的关键技术及难点l供电技术供电技术(GIS(GIS、罐式断路器例外、罐式断路器例外) )l激光；小激光；小CTCT；

13、分压器；光电池；分压器；光电池l远端电子模块的可靠性远端电子模块的可靠性电子式互感器电子式互感器合并单元：合并单元：合并三相信号合并三相信号同步同步分配信号给二次分配信号给二次设备设备电子式互感器l输出输出l模拟量模拟量lECTECT：4V4V丈量及丈量及200mV200mV维护）维护）lEVTEVT：4V4Vl数字量数字量lECTECT：2D41H2D41H丈量及丈量及01CFH01CFH维护）维护）lEVTEVT：2D41H2D41Hl电子式互感器不一定是电子式互感器不一定是“数字化数字化”电子式互感器l关键技术关键技术l二次接口二次接口l互感器的安装位置、合并单元的配置方案互感器的安装位

14、置、合并单元的配置方案l各个二次设备共享数字信号各个二次设备共享数字信号l采样数据的同步三相电流电压之间、差采样数据的同步三相电流电压之间、差动保护动保护l计量系统计量系统l互感器的可靠性互感器的可靠性 、稳定性、稳定性l通信、供电、远端模块通信、供电、远端模块l运行维护规程运行维护规程智能化一次设备l智能开关设备的定义智能开关设备的定义lIEC62063:2019IEC62063:2019l具有较高性能的开关设备和控制设备，配有电子设备、传感具有较高性能的开关设备和控制设备，配有电子设备、传感器和执行器，不仅具有开关设备的基本功能，还具有附加功能，器和执行器，不仅具有开关设备的基本功能，还具

15、有附加功能，尤其在监测和诊断方面。尤其在监测和诊断方面。l在线监视功能在线监视功能l智能控制功能智能控制功能l数字化的接口数字化的接口l电子操动电子操动智能化一次设备l相关标准相关标准lIEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies IEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies with digital interfaces based on IEC 61850 (with digital interfaces based on IEC 61850 (制订中制订中) )lIEC/TR

16、62063:2019 High-voltage switchgear and IEC/TR 62063:2019 High-voltage switchgear and control gear - The use of electronic and associated control gear - The use of electronic and associated technologies in auxiliary equipment of switchgear technologies in auxiliary equipment of switchgear and control

17、 gearand control gear智能化一次设备l在线监视功能在线监视功能l电、磁、温度、开关机械、机构动作电、磁、温度、开关机械、机构动作l状态检修状态检修l状态监测状态监测l状态评估状态评估l检修计划检修计划l监测系统的成本、可信度、可靠性监测系统的成本、可信度、可靠性l智能控制功能智能控制功能l最佳开断最佳开断l定相位合闸定相位合闸l定相位分闸定相位分闸l顺序控制顺序控制智能化一次设备l数字化的接口数字化的接口l位置信息位置信息l其它状态信息其它状态信息l分合闸命令分合闸命令l开关的电子操动开关的电子操动l变机械储能为电容储能变机械储能为电容储能l变机械传动为变频器通过电机直接驱

18、动变机械传动为变频器通过电机直接驱动l机械运动部件减少到一个机械运动部件减少到一个l机械系统的可靠性提高机械系统的可靠性提高l电子电路的寿命、可靠性成为关键电子电路的寿命、可靠性成为关键智能化一次设备智能化一次设备l功能功能l维护：电机过热，超时，开关位置不一致维护：电机过热，超时，开关位置不一致l智能化监视智能化监视l智能化控制智能化控制l联锁联锁l电机控制电机控制l顺序控制顺序控制智能化一次设备智能化一次设备l优势优势l节约占地节约占地l节省电缆节省电缆l现场投运工作量小，投运周期现场投运工作量小，投运周期短短l减少人为失误减少人为失误l控制回路优化控制回路优化l与互感器的电气距离缩短与互

19、感器的电气距离缩短l在线监测在线监测l关键技术关键技术l智能模块的高可靠性设计技智能模块的高可靠性设计技术术l恶劣环境：恶劣环境：EMIEMI、振动、湿热、振动、湿热l相应的检验、运行维护规程相应的检验、运行维护规程网络化二次设备l适应电子式互感器的应用适应电子式互感器的应用l适应智能化一次设备的需要适应智能化一次设备的需要l适应适应IEC61850IEC61850的需要的需要l平台平台l高性能的高性能的DSPDSP、MCUMCUl大容量存储器大容量存储器l大规模可编程逻辑器件大规模可编程逻辑器件l100M100M网络接口网络接口l工业用实时多任务操作系统工业用实时多任务操作系统网络化二次设备

20、l基于基于IEC61850IEC61850的的l测控装置、保护装置、远动装置、网关测控装置、保护装置、远动装置、网关l后台监控系统后台监控系统l与电子式互感器配套的与电子式互感器配套的l合并单元合并单元l保护测控装置保护测控装置l关键技术关键技术l高性能的硬件、软件平台高性能的硬件、软件平台l网络化计量系统的认证网络化计量系统的认证l相应的检验、运行维护规程相应的检验、运行维护规程IEC61850l相关标准相关标准lIEC 61850-SER Communication networks and systems in IEC 61850-SER Communication networks a

21、nd systems in substationssubstationslDL 860DL 860系列标准系列标准 变电站通信网络和系统变电站通信网络和系统(IEC61850 IDT)(IEC61850 IDT)IEC61850IEC61850是国际电工委员会是国际电工委员会TC57TC57工作组制定的工作组制定的 系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准，也将成为电力系统从调度中心到变化系统唯一的国际标准，也将成为电力系统从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝连接的通信标准，还可望电站、变电站内、配电自动化无缝连接的通信标准，还可望成为通用网络通信平台的工业控制通信标准成为通用网络通信平台的工业控制通信标准IEC61850l互操作互操作l信息分层信息分层l站控层、间隔层、过程层站控层、间隔层、过程层l面向对象的数据对象统一建模面向对象的数据对象统一建模l逻辑设备、逻辑节点、数据对象、属性逻辑设备、逻辑节点、数据对象、属性l信息自我描述信息自我描述l抽象服务通信接口抽象服务通信接口IEC 61850 应用调度中心调度中心 (NCC)间隔层间隔层过程总线层过程总线层变电站层变电站层变电站总线变电站总线 (LAN)过程总线过程总线 (LA