基于 IEC 61850 的数字化变电站解决方案

基于IEC61850的数字化变电站解决方案2006-03-19上海阿海珐电力自动化有限公司AREVAT&DShanghai间隔级以太网交换机MiCOMH35X

间隔测控单元MiCOMC264

继电保护MiCOMP系列

测量装置Bitronics系列过程级

断路器监控装置SICU

非传统互感器NCIT

变压器在线监测MS2000基于IEC61850的完整的解决方案站控级PACiSOI人机界面工程配置工具SCE数据库管理工具SMTIEC61850设备模拟器ES网关机PACiSGatewayAREVAT&D的数字化变电站解决方案IEC61850热备用客户端图形用户界面:OperatorInterface：监视、控制、报警、数据归档、IED设定SystemManagementTool：数据库网络下装、切换，故障录波记录提取SMTPACiSOI图形用户界面PACiSOI

和数据库管理工具SMTSystemConfigurationTool用于为不同的设备创建一致版本的数据库原理:使得

IEC61850尽可能对用户透明避免长时间的培训关键概念对象模板，XML(SCL)文件导入(SCL)——方便集成第三方设备AREVA产品（如间隔控制单元）作为数据服务器自动地址编排及服务定义IEC61850:简化工程基于IEC61850-6的系统配置工具

SCE针对变电站自动化应用的高度的可靠性支持VLAN技术

标准的或光纤以太冗余交换机

2光纤

+6电气接口

星型或光纤环网拓扑结构

单模或多模光纤接口10/100Mbps

直接集成于MiCOMC264(SWR2XX,SWD2XX)

导轨安装并具有冗余电源24/48/60/110/220V/DC

完全附和电气安装限制标准

(IEC60255&IEC1004)MiCOMHxx以太网交换机第一期实现的继电器:P139馈线 （one-boxsolution）P145馈线P439,P437距离P442距离P443距离P545线路差动P63x变压器差动2006年中旬可以量产IEC61850标准在保护产品上的实现

间隔测控单元灵活多变的尺寸配置间隔单线图显示轻松实现间隔管理就地面板控制RTU——开入/开出模块化设计PLC——可以实现各种自动化逻辑功能强大的通讯功能——IEC61850以太网IEC104IEC101/103、DNP、MODBUS多种通讯接口100Mb/s以太网接口(RJ45或光纤)RS232RS485多种对时方式——IRIG-B或SNTPMiCOMC264间隔控制单元间隔级

–新旧设备的整合传统的硬接线方式新旧技术的混合应用结构完全的IEC61850

应用结构P1P2C264P1P2基于IEC61850的以太网IEC103DNP3ModbusC264C264现有技术与IEC61850的集成方案

通过MiCOMC264操作员工作站/工程师工作站冗余系统服务器PACiSOI冗余光纤以太环网

MbpsIEC61850-8-1,<1ms切换C264ABB保护继电器ION表计Siemens保护继电器AREVA保护继电器AREVA保护继电器AREVAGIS状态监视MODBUSIEC60870-5-103AbcdAbcd冗余网关远程控制GPS基于IEC61850的典型PACiS系统结构H35XHMI&维护

WEB接入高压线路间隔C264主保护C264I/Os公用信号间隔C264非传统互感器NCITCTOEMergingUnit信号处理单元(CVCOM300S)DigitalInterface数据接口IEC61850-9-2FOFOVTOELineProtection线路保护NCIT+Protectionexample

光学互感器+保护应用举例Transmissionspeed80or256samples/cycle传输数据的速率为12.8kHz(每周波256点)Analogueinputsreplacedbyfibreconnectors模拟输入被光纤连接器取代SampleValuesDigitalCommunication

GuidelineIEC61850-9-2LE

采样值通讯IEC61850-9-2LE指引NCITMerging-UnitNCIT的合成单元I.E.D智能设备UnidirectionalDIGITALLINK单向数字连接Highspeedunidirectionallink高速单向连接:MUIEDEncodingsampledata编码采样数据:32bit,(integer)Samplingrate采样率:80or256samplespercyclePhysicallayer

物理层:Opticfiber(ortwistedwire)DataLinklayer

数据层:ETHERNET100Mb/s：以太网100Mb/sApplicationLayer

应用层:IEC61850-9-2with“restricteduse“definedinaworldwideapprovedGUIDELINE9.2LE("LightEdition”of..9.2protocol;detaileddigitalframe)Mainfeatures主要性能:CVCOM310电流 1V;10k 0.1V;10k电压 1V;10k电源传感器模块接口Upto15可能存在的外同步控制器总线传统CT/VT

法拉第电流

Rogowski电流Pockels电压RCTE电压----低水平模拟

电压输出电流 1A;0.5VA电压 100V;0.5VA

设置自我监测维护PC显示器RS232CVCOM320光学传感器

电子设备-CVCOM300CVCOM300;Rack3U;19"COMMUNICATIONBUS数字IEC60044.861850-9-2OtherProtocol

主开关Z保护装置合并元件AlstomSensor底盘控制器主开关Y保护装置主开关X保护装置变电站控制器变电站控制器合并元件第３光纤IEC61850-9-2/8-1(GOOSE,SAV,MMS)IEC61850-8-1(GOOSE)IEC61850-8-1(MMS,GOOSE)IEC61850-9-2(SAV)IEC61850-9-2(SAV)IEC61850-9-2(SAV)以太网

开关变电站控制器A-A-SDEMO互用性CIGRE2004

跳闸跳闸MergingUnitEthernetSwitchSubstationControllerMainProtectionBayControllerTripsEDF2000现场试验

CTO-400kVinSubstationVIELMOULIN(EDFFRANCE)CTO420kVsubstationDigitalconnectionbetweenCVCOMand2ProtectionsOpticalCTMagneticCTCVT功率计SchlumbergerQ-1000

低水平模拟传输功率计SchlumbergerQ-1000传统传输保护继电器ABBREL521传统传输保护继电器ArevaMiCOMP442传统传输保护继电器ABBREL521数字传输ABB协议保护继电器ArevaMiCOMP442数字传输IEC600448-1比较CVCOMAreva光学CTsCTO420传统的CTs传统的CVTsEDF2000项目MICOMwith

ITMICOMwithNCIT使用NCIT的保护有更快的动作时间同样的故障EDF

距离保护试验结果EDF2000现场试验EDF2000试验

最终成功报告36faultsregisteredinthreeyearswithaperfectequalitywithconventionalsystem3年内记录了36次故障，完全等同于传统系统ReportbyEDFafter3yearsofoperationNCIT在法国Saumade的现场试验

NCIT245kV–Compactness

紧凑型应用

Combinedredundantcurrent&voltagetransformer

一体式冗余电压电流互感器Potentiallyreplacedconventionalcurrent&voltagetransformers可以替代传统电压和电流互感器SAUMADEBay,CompletedandTested试验完成并通过试验NCIT在法国Saumade的现场试验

SecondaryBay第二间隔CVCOM300SAREVA

数字处理单元2MetersLandys+Gyr(1dig.+1anaInput)2计量

2DistanceProtectionsAREVAMiCOMP444(1dig.+1anaInput)2个距离保护

2DistanceProtectionsSiemens(1dig.+1anaInput)Modems

调制解调器Powersupply(primaryelectronics)

电源2Electronicdevices:2个电子装置-onewithconventionalinput1个带传统输入-Onewithdigitalinput(IEC61850-9-2)1个带数字输入EDFS/SUndercommissioninginOctober2005EDF电站正在通过验收NCIT在英国Osbaldwick

准备进行的现场试验

(NGTinUK)Site试验现场:Osbalwicks/s,UK:Osbalwick变电站,英国Protection试验用保护装置:MiCOMP54x(Currentdifferential):MiCOMP54x(光纤电流差动)Instrumenttransformer互感器:RECT+CEVTMergingUnit数据处理单元:CVCOM400Protocol通讯协议:IEC61850-9-2CEVTGISNCIT–T155RECTandCEVTatNGT

在550kVGIS上的应用RECTCostReduction

(atHighVoltage)

费用降低（对高电压）StandaloneProducts:DirectandIndirectFinancialGains单独产品：直接 与间接经济收益Compactness;Lightness;Wiring;Installation紧凑、轻便、连接、安装CombinedUnitpossibleatanyvoltage

各个电压等级复合单元IntegratedProducts:一体化产品IntegrationonBreaker,Switch,Busbar,GISsubstations

可结合到断路器，母线，GIS等

DigitalStandardIEC61850forInteroperability

数字标准IEC61850意义

InteroperabilitybetweenNCITtechnologiesandmanufacturers,(…9-2)生产厂商与光电互感器技术的纽带IntegrationintheDigitalCommandControlSubstation,(…8-1)综合及连接数字控制Safety-Reliability-Availability安全性、可靠性、可用性Noexplosion;nosecondaryrisk;fullredundancy;on-linemonitoring

无爆炸、无二次危险、全冗余、在线实时检测MeasurementImprovements

测量方面的提高与贡献NoSaturation;noFerro-resonance无饱和现象，无铁磁谐振Higherbandwidth高带宽Verylargedynamicrange大动态范围Calibrationsimplfication;noneedofvariousinventories

校验简单，不需要各样设备光电电流互感器－总结－优点AREVAT&D基于NCIT的继电保护开发计划07/2004:PX40,08/2004:P441/2/4（距离保护）06/2005(Saumade):P54X（光纤电流差动）09/2005:后备保护2006底:P74X母线保护断路器监控装置SICU4功能断路器“完全监视”针对线圈和储能电机的静态命令支持数字通信应用瓷柱式断路器,罐式断路器，GIS断路器弹簧或液压操作机构从145kV到1100kVSICU4保护功能与监控功能有机结合O1通讯链路1通讯链路2传感器Control&Monitoring监视&控制Monitoring监视SignallingCoilspowersupplyMainOrders控制状态监视LocalPanel命令闭锁CB位置线圈状态CCoils功能简介全方位监控温度压力命令运行弹簧储能Springreloading线圈监视传感器与调节机构SICU4中存储的事件记录和曲线可用于分析：机械磨损电气磨损气体泄漏趋势图线圈监视自我监视。。。分析工具:Exampleoftravelcurvesrecordedforeachoperation先进的监视分析系统变压器在线监测系统MS2000ForContinuousSupervision用于持续监测ForExactStatementsaboutOperatingCondition 运行状态的准确描述ForComprehensiveMonitoringofallParts: 所有部分的综合监测Bushings套管ActivePart

器身TapChanger

调压开关CoolingUnit冷却单元Conservator油枕ForKnowledge&Management

ofTransformerLife变压器寿命的判断和管理ForFailurePrevention

防止故障ForHigherAvailabilityofElectricalNetwork致力于电网更高的可靠性MS2000概述概述Junction:PowerTransformer节点:电力变压器33基本系统架构MS2000Server服务器MonitoringModule监测模块FieldBus现场总线Sensors

探头Cabling

电缆Architecture–架构SystemComponents

系统部件ContinuousSupervision持续监测EarlyDetectionofincipientFaults 故障