智能变电站基础知识

智能变电站基础知识国网技术学院运行培训部1掌握智能电网相关基础知识2掌握智能变电站结构和特点3掌握智能站设备功能及原理4掌握智能站的保护配置要求本课程培训目标5掌握智能站的在线监测系统6熟悉智能站的高级应用功能智能变电站基础知识

智能化电网介绍123智能变电站概述

智能站结构特点4

智能站设备介绍6

智能站高级应用

智能站在线监测5一、智能化电网介绍发电调度变电配电用电电网输电能够有效抵御自然灾害或人为的外力破坏，保证电网安全可靠运行。可以容纳集中式发电、分布式发电等多种不同类型的电源，满足用户多样化的电力需求

。实现资源合理配置，提高能源利用效率，减少电能损耗，降低投资成本和运行维护成本。

用户将和电网进行自适应交互，成为电力系统的完整组成部分之一。坚强兼容经济互动实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精益化管理。集成能够自动检测、分析故障，实现故障隔离和系统自我恢复。自愈一、智能化电网介绍智能电网的特点一、智能化电网介绍遥测遥控遥信

智能电网（smartpowergrids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。遥视遥调遥诊电网的智能化三、实训220kV智能变电站概述国网技术学院实训220kV智能变电站110kV设备区主变设备区220kV设备区二、智能变电站概述二、智能变电站概述二、智能变电站概述智能电网智能电网二、智能变电站概述2016年～2020年引领提升阶段：实现新建重要变电站智能化率100%；原有重要变电站智能化改造率达30~50%；改造原有变电站6000座左右.2011年～2015年全面建设阶段：实现新建变电站智能化率30~50%；原有重要变电站智能化改造率达10%；1000~1500座变电站完成智能化造.2009年～2010年规划试点阶段：制定规范、标准；试点完成2~3座330KV及以上智能变电站建设或改造；100座左右66~220KV变电站建设或改造.第一阶段第二阶段第三阶段智能变电站发展的三个阶段二、智能变电站概述效率要求工作效率社会效率二、智能变电站概述必然趋势人员不足科技进步二、智能变电站概述智能变电站展示一次设备二次设备对智能化变电站的基本要求：

全站信息数字化123

通信平台网络化

信息共享标准化二、智能变电站概述对智能变电站要求内容：13二、智能变电站概述通信平台网络化全站信息数字化信息共享标准化自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能。支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能。采用先进、可靠、集成和环保的智能设备。操作员机教练员机辅助设施监控机智能机器人二、智能变电站概述10kV小车开关柜二、智能变电站概述油侵风冷变压器二、智能变电站概述有载调压油枕220kV中性点套管CT二、智能变电站概述220kVGIS组合电气在线监测二、智能变电站概述220kV开关二、智能变电站概述220kV主变侧刀闸仓二、智能变电站概述220kV智能终端柜二、智能变电站概述220kVGIS设备二、智能变电站概述110kV设备二、智能变电站概述110kV光纤OCT二、智能变电站概述110kV设备智能机器人磁路二、智能变电站概述10kV无功补偿设备二、智能变电站概述智能机器人室二、智能变电站概述智能机器人二、智能变电站概述

智能电网（smartpowergrids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能变电站的特点

智能变电站有什么特点？它与常规综合自动化变电站有什么不同？它智能在什么地方？首先它采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备。其次它以全站信息数字化、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。三、智能站特点与结构采用GOOSE、MMS、SMV网络通讯系统网络化集成化智能化电气设备安装和电气设备功能集成化遥控、测、调、信、视、诊智能化数字化信息采集、传输、控制光纤数字化智能变电站特点三、智能站特点与结构综合自动化变电站智能化变电站信息交换及部分逻辑依靠电缆连接线实现。信息交换依靠网络配置文件来实现。网络化三、智能站特点与结构设备安装集成化设备功能集成化集成化三、智能站特点与结构顺序控制操作顺序控制是监控系统微机根据操作操作目的及五防规则发出整批指令，由系统根据设备状态信息变化情况判断设备操作效果，并根据操作效果自动执行下一指令，从而自动实现对变电站设备的程序化、自动化操作。智能化三、智能站特点与结构合并单元智能终端规约转换;数据扩展；电压切换；数据同步合并；通道监测。控制命令转换;信息采集及转换；断路器操作继电器箱；间隔层五防逻辑结果执行；通道监测。数字化三、智能站特点与结构智能变电站的结构智能变电站分为三层两网过程层：一次设备、智能终端、合并单元、智能组件等；间隔层：测控装置、保护装置、故障录波等；站控层：主机、自动化系统、站域控制、一体化监控系统、同步对时时钟等。

过程层间隔层站控层光纤光纤GOOSE/SVMMS三、智能站特点与结构RCS保护RCS测控其他IEDGPS工作站1工作站2远动站PCS保护PCS测控其他IEDMMSGPS工作站1工作站2远动站IEC60870-5-103IEC61850MU电子互感器GOOSE电缆间隔层站控层传统变电站结构图智能化变电站结构图光缆过程层互感器传统开关传统开关智能单元智能开关SMV电缆从网络拓扑结构上比较站控层网络过程层网络三、智能站特点与结构一次设备智能化在线监测三、智能站特点与结构综合自动化变电站智能变电站三、智能站特点与结构三类通信服务模型：MMS、GOOSE、SV（SMV）合并单元智能终端SVGOOSE监控主机MMS制造报文规范保护动作信息、异常告警信息、定值信息、录波信息等；保护与智能终端：GOOSE保护与合并单元：SV（SMV）保护与监控主机：MMS状态信息、开关量等；

采样值信息。三、智能站特点与结构智能变电站的主要特征二次装置SMVGOOSEMMS采样值IEC61850-9-2协议状态量、跳闸命令、间隔闭锁报文制造规范IEC61850-8-1协议三、智能站特点与结构信息传输方面自动化、保护功能相关信息传输：光纤、网络替代电缆—信息共享；通信标准：IEC61850替代103、104；IEC61850通信协议和信息模型，高度互操作性，支持高级应用；支持传输采样值和实时开关量；三、智能站特点与结构端子连接：虚端子代替物理端子、逻辑连接替代物理连接。三、智能站特点与结构四、智能变电站设备介绍从网络结构上看传统站与智能站的主要区别从一次设备上看传统站与智能站的主要区别从二次设备上看传统站与智能站的主要区别比较区别一：IEC60870VSIEC61850（三层两网）区别二：传统互感器、开关VS电子互感器、智能开关区别三：传统汇控柜VS智能汇控柜、合并单元1.一次设备智能化：

采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能单元的传统开关）等智能一次设备。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。加装一次设备在线监测系统。互感器：电子式替代电磁型断路器、变压器：就地安装智能终端，接口数字化在线监测主要一次设备四、智能变电站设备介绍101010010101001010101010010101001010101010010101001010合并单元智能终端101010010101001010四、智能变电站设备介绍保护功能相关信息传输：光纤替代电缆2.二次设备网络化：

二次设备间用通信网络(过程层与站控层)交换模拟量、开关量和控制命令等信息。自动化信息传输：网络替代电缆—信息共享端子连接：虚端子代替物理端子、逻辑连接替代物理连接四、智能变电站设备介绍二次设备网络光纤的优点：1.避免电缆带来电磁干扰，一次设备传输过电压等问题2.带宽宽，并且信号传输可靠性高3.光纤通信回路可在线自检4.数量少，减少安装调试周期，减小维护工作量四、智能变电站设备介绍3.数据交换标准化：

IEC61850标准实现以“一个世界，一种技术，一种标准”为理念的新信息交换标准，可实现智能设备的“即插即用”IEC61850通讯协议增加过程层实时数据传输如模拟量采样的规范是-9-2的SMV(SampledMeasuredValue)；状态量、跳闸命令、间隔联闭锁信息的规范是GOOSE(GenericObjectOrientedSubstationEvent)。大大简化了传统变电站的二次回路接线(约90%以上)站控层统一协议MMS(ManufacturingMessageSpecification)四、智能变电站设备介绍4.管理运维自动化：

包括设备健康状态监测系统（设备状态可视化）、智能告警与故障自动分析系统和一键式顺序控制系统等高级应用功能，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。四、智能变电站设备介绍GIS智能汇控柜与常规汇控柜的比较四、智能变电站设备介绍智能110kVGIS设备主变智能控制柜就地安装，包括：•一套主变状态监测主IED。•一套变压器本体智能组件：集成合并单元、智能终端等功能于一体。采集主变中性点电流、油温等信号，实现主变非电量保护功能，主变中性点地刀等的控制。其跳闸出口接点直接通过电缆至主变各侧智能组件。四、智能变电站设备介绍智能组件安装于汇控柜，就地安装。断路器间隔的智能组件采用双重化配置，PT间隔单套配置。智能组件集合并单元、智能终端、保护、测控功能于一体。进线智能组件还具备了PT并列功能及电流和电压插值同步的功能。四、智能变电站设备介绍四、智能变电站设备介绍220kVGIS出线间隔智能汇控柜配置清单装置模块功能智能汇控柜智能组件A实现合并单元(出线CT的电流量、PT的电压量)、测量、控制、计量、录波、智能单元功能。智能组件B实现合并单元(出线CT的电流量、PT的电压量)智能单元功能。状态检测单元检测SF6气体、微水(传感器外置)，并具有初步诊断功能。四、智能变电站设备介绍光学CT罗氏线圈CT电容分压电子式PT常见数字化的过程层设备四、智能变电站设备介绍光学电子式电流互感器电流变换的线性度更好，精度更高，频响范围更宽，不存在铁磁畸变和饱和问题。在二次开路时不会产生高电压。数字信号输出，便与与数字化装置接口；新型绝缘介质，设备重量轻绝缘性能稳定；光信号输出，传输无损耗不受负载影响，抗电磁干扰能力强。四、智能变电站设备介绍罗氏线圈电子式电流互感器四、智能变电站设备介绍电子式电压互感器常规电压互感器电子式电压互感器0—5V的小信号输出，便于与数字电路接口。传输误差小，转换成数字信号传输，就不存在传输的电压损耗。电压变换的线性度更好，精度更高；频响范围更宽，没有铁磁畸变和饱和问题。不存在二次短路问题。设备重量轻便于集成化安装。四、智能变电站设备介绍采样回路光纤采样回路电缆采样回路光纤跳闸回路光纤数字式保护常规保护从二次设备看四、智能变电站设备介绍智能站：少量光缆连接四、智能变电站设备介绍硬压板数量大大减少，实现远方软压板投退四、智能变电站设备介绍1便于信息共享，节省设备的投资2二次接线简化，便于施工和维护3采用数字光纤，抗干扰能力更高智能变电站优点4实现变电站六遥系统网络智能化四、智能变电站设备介绍五、智能站在线监测通讯控制单元变压器监测单元GOOSEMGA2020色谱微水IED：气体微水含量：H2，CO，CH4，C2H2，C2H4，C2H6；变压器温度监测；铁芯接地监测

。断路器监测单元220kVSF6断路器的SF6气体压力监测。10kV开关柜柜内温度、触头温度监测。

泄漏电流在线测量；雷击记数上传。

避雷器监测单元IEC61850-8IEC61850-9-2通信处理单元站控层网络设备在线状态监测主站66集成智能组件的主变压器五、智能站在线监测主变油色谱GISSF6气体密度微水SF6气体密度微水传感器，安装于本体外壳。SF6密度微水监测IED，安装于GIS智能控制柜内。五、智能站在线监测五、智能站在线监测

智能告警系统123

智能顺序控制

智能站域控制4

智能辅助系统六、智能站高级应用智能告警信息分类调度端信息分类厂站端信息分类时序信息提示信息异常信息事故信息时序信息提示信息次紧急信息紧急告警事故告警紧急程度1、智能告警系统六、智能站高级应用分页面显示告警信息将变电站告警信息分类过滤

普通信息预告信息事故信息按事故等级划分检修信息SOE信息未复归信息按信号类型划分六、智能站高级应用传统变电站操作对应间隔解锁现场检查是否操作到位2、智能顺控操作六、智能站高级应用顺序控制也称程序化操作，是指在变电站原有标准化操作的前提下，由变电站自动化系统自动按照操作票规定的顺序执行相关运行方式变化的操作任务，每执行一步操作前自动检查防误闭锁逻辑，一次性地自动完成多个控制步骤的操作。顺序控制必须满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求，可接收和执行监控中心、调度中心和本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，自动完成符合相关运行方式变化要求的设备控制。六、智能站高级应用智能变电站建立了统一化、标准化的符合IEC61850标准的顺序控制模型实现与变电站内的视频监控系统或智能巡视系统的互动，增加控制端的可视化操作；实现与监控中心、调度中心的互动，实现调度主站端对顺序控制的实时监视，并能够控制整个顺序控制的过程；六、智能站高级应用智能变电站建立了统一化、标准化的符合IEC61850标准的顺序控制模型实现与变电站内的视频监控系统或智能巡视系统的互动，增加控制端的可视化操作；实现与监控中心、调度中心的互动，实现调度主站端对顺序控制的实时监视，并能够控制整个顺序控制的过程；六、智能站高级应用推理机智能推理对变电站的主要故障类型能根据故障发生的关键条