华电电力系统自动化电力系统数字化变电站PPT教案

1、会计学1华电电力系统自动化电力系统数字化变华电电力系统自动化电力系统数字化变电站电站page22022-5-17l变电站的数字化是一个不断发展的过程 l数字化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IEC61850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站。l电子式互感器l智能化一次设备l网络化二次设备lIEC61850的应用l数字化是手段，不是目的。l确保安全性、可靠性和经济性l实际生产上的迫切需要l技术管理上的现实可能第1页/共41页page32022-5-17Control CenterHMIEngineerin

2、g10 MBit/s SwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerConventional SwitchgearConventionalCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerConventional SwitchgearRelay BConventionalCT / VTsIEC61850-8第2页/共41页page42022-5-17Control CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerConventional Switchg

3、earModernCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerConventional SwitchgearModernCT / VTsRelay BIEC61850-9-1IEC61850-8第3页/共41页page52022-5-17Control CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay

4、 BProcess BusIEC61850-9-2IEC61850-9-2IEC61850-8第4页/共41页page62022-5-17Control CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BProcess BusIEC61850-8IEC61850-9-2第5页/共41页page72022-5-17l常规互感器n

5、绝缘复杂n体积大、重量重nCT动态范围小，有饱和现象n电磁式PT易产生铁磁谐振nCT二次输出不能开路第6页/共41页page82022-5-17l电子式互感器n绝缘简单n体积小、重量轻nCT动态范围宽，无磁饱和nPT无谐振现象nCT二次输出可以开路第7页/共41页page92022-5-17l相关标准lIEC 60044-7:1999 Instrument transformers - Part 7: Electronic voltage transformers lIEC 60044-8:2002 Instrument transformers - Part 8: Electronic cu

6、rrent transformers lGB/T xxxxx.7-200 x互感器-第7部分：电子式电压互感器（IEC 600447：1999，MOD）(制订中)lGB/T xxxxx.8-200 x互感器-第8部分：电子式电流互感器（IEC 60044-8：2002，MOD）(制订中)第8页/共41页page102022-5-17l相关标准lIEEE C37.92-2005 IEEE Standard for Analog Inputs to Protective Relays from Electronic Voltage and Current TransducerslIEEE PC37

7、.235-200 x Guide for the Application of Rogowski Coils used for Protective Relaying Purposes (制订中)lIEEE C37.xx-200 x Guide for Application of Optical Current and Optical Voltage Systems for Protective Relaying (制订中)第9页/共41页page112022-5-17l无源电子式互感器nFaraday磁光效应（电流互感器）nPockels电光效应（电压互感器）n利用光纤传输传感信号n传感头

8、部分不需电子电路及其电源n独立安装的互感器的理想解决方案第10页/共41页page122022-5-17第11页/共41页page132022-5-17第12页/共41页page142022-5-17全光纤电流互感器第13页/共41页page152022-5-17l无源电子式互感器的关键技术及难点n光学传感材料n传感头的组装技术n微弱信号检测n温度对精度的影响n振动对精度的影响n长期稳定性第14页/共41页page162022-5-17l有源电子式CT、PTn利用电磁感应等原理感应被测信号uCT：空心线圈(RC)；小铁芯线圈(LPCT)uPT：电阻、电容、电感分压n传感头部分具有需用电源的电子

9、电路n利用光纤传输数字信号l用于GIS或者罐式断路器更方便lHVDC换流站、串补平台第15页/共41页page172022-5-17第16页/共41页page182022-5-17第17页/共41页page192022-5-17l有源电子式互感器的关键技术及难点n供电技术(GIS、罐式断路器例外)u激光；小CT；分压器；光电池n远端电子模块的可靠性第18页/共41页page202022-5-17第19页/共41页page212022-5-17合并单元：合并三相信号同步分配信号给二次设备第20页/共41页page222022-5-17l输出n模拟量uECT：4V（测量）及200mV（保护）uEV

10、T：4Vn数字量uECT：2D41H（测量）及01CFH（保护）uEVT：2D41Hn电子式互感器不一定是“数字化”第21页/共41页page232022-5-17l关键技术n二次接口u互感器的安装位置、合并单元的配置方案u各个二次设备共享数字信号u采样数据的同步三相电流电压之间、差动保护u计量系统n互感器的可靠性 、稳定性u通信、供电、远端模块n运行维护规程第22页/共41页page242022-5-17l智能开关设备的定义nIEC62063:1999n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，尤其在监测和诊断方面。l在线监视

11、功能l智能控制功能l数字化的接口l电子操动第23页/共41页page252022-5-17l相关标准nIEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies with digital interfaces based on IEC 61850 (制订中)nIEC/TR 62063:1999 High-voltage switchgear and control gear - The use of electronic and associated technologies in auxiliary equipment of switchgear a

12、nd control gear第24页/共41页page262022-5-17l在线监视功能n电、磁、温度、开关机械、机构动作l状态检修n状态监测n状态评估n检修计划l监测系统的成本、可信度、可靠性l智能控制功能n最佳开断n定相位合闸n定相位分闸n顺序控制第25页/共41页page272022-5-17l数字化的接口n位置信息n其它状态信息n分合闸命令l开关的电子操动n变机械储能为电容储能n变机械传动为变频器通过电机直接驱动n机械运动部件减少到一个n机械系统的可靠性提高n电子电路的寿命、可靠性成为关键第26页/共41页page282022-5-17第27页/共41页page292022-5-1

13、7l功能n保护：电机过热，超时，开关位置不一致n智能化监视n智能化控制u联锁u电机控制u顺序控制第28页/共41页page302022-5-17第29页/共41页page312022-5-17l优势n节约占地n节省电缆n现场投运工作量小，投运周期短n减少人为失误n控制回路优化n与互感器的电气距离缩短n在线监测l关键技术n智能模块的高可靠性设计技术u恶劣环境：EMI、振动、湿热n相应的检验、运行维护规程第30页/共41页page322022-5-17l适应电子式互感器的应用l适应智能化一次设备的需要l适应IEC61850的需要l平台n高性能的DSP、MCUn大容量存储器n大规模可编程逻辑器件n1

14、00M网络接口n工业用实时多任务操作系统第31页/共41页page332022-5-17l基于IEC61850的n测控装置、保护装置、远动装置、网关n后台监控系统l与电子式互感器配套的n合并单元n保护测控装置l关键技术n高性能的硬件、软件平台n网络化计量系统的认证n相应的检验、运行维护规程第32页/共41页page342022-5-17l相关标准nIEC 61850-SER Communication networks and systems in substationsnDL 860系列标准 变电站通信网络和系统(IEC61850 IDT)IEC61850是国际电工委员会TC57工作组制定的

15、变电站通信网络和系统系列标准，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第33页/共41页page352022-5-17l互操作n信息分层u站控层、间隔层、过程层n面向对象的数据对象统一建模u逻辑设备、逻辑节点、数据对象、属性n信息自我描述n抽象服务通信接口第34页/共41页page362022-5-17调度中心 (NCC)间隔层过程总线层变电站层变电站总线 (LAN)过程总线 (LAN)变电站主机StationgatewayProtection过程总线接口Proc

16、ess InterfaceControl保护控制Control &ProtectionEngineeringstation过程总线接口第35页/共41页page372022-5-17采样值第36页/共41页page382022-5-17Goose Message: 位置A公司保护B公司保护智能一次设备保护测试仪以太网模拟输入1. 仿真故障2. 跳闸4. 重合Goose Message: 重合3. 新位置Goose Message: 位置Goose Message: 跳闸5. 新位置GOOSE应用演示第37页/共41页page392022-5-17第38页/共41页page402022-5-17l关键技术n符合标准的系统建模和设备建模n基于IEC61850-9-1和9-2的采样值传送n基于GOOSE的装置