电力系统调度自动化第4章-补充智能变电站课件

1、补充 电力系统智能变电站主讲人：齐郑qizheng319126补充 电力系统智能变电站主讲人：齐郑综合自动化变电站的缺点互感器的问题绝缘复杂体积大、重量重电磁式CT动态范围小，有饱和现象电磁式CT二次输出不能开路电磁式PT易产生铁磁谐振电磁式PT产生二次压降耗费大量二次电缆暂态数据无法上传9/25/20222North China Electric Power University综合自动化变电站的缺点互感器的问题9/24/20222Nor智能变电站变电站的数字化是一个不断发展的过程 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IEC61850通信规范

2、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。电子式互感器智能化一次设备网络化二次设备IEC61850的应用数字化是手段，不是目的。确保安全性、可靠性和经济性实际生产上的迫切需要技术管理上的现实可能9/25/20223North China Electric Power University智能变电站变电站的数字化是一个不断发展的过程 电子式互感器数Control CenterHMIEngineering10 MBit/s SwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerConventional SwitchgearConvent

3、ionalCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerConventional SwitchgearRelay BConventionalCT / VTsIEC61850-8智能变电站的实现：第一步9/25/20224North China Electric Power UniversityControl CenterHMIEngineering10Control CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerConventional SwitchgearModernCT / VTsR

4、elay BRelay ABay ControllerConventional SwitchgearModernCT / VTsRelay BIEC61850-9-1IEC61850-8智能变电站的实现：第二步9/25/20225North China Electric Power UniversityControl CenterHMIEngineeringSwControl 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9/25/20226North China Electric Power UniversityControl CenterHMIEngineeringSwControl CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay

6、 ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BProcess BusIEC61850-8IEC61850-9-2智能变电站的实现：第四步9/25/20227North China Electric Power UniversityControl CenterHMIEngineeringSw电子式互感器电子式互感器绝缘简单体积小、重量轻CT动态范围宽，无磁饱和PT无谐振现象CT二次输出可以开路9/25/20228North China Electric Power University电子式互感器电子式互感器9/24/20228Nor

7、th Ch电子式互感器相关标准IEC 60044-7:2019 Instrument transformers - Part 7: Electronic voltage transformers IEC 60044-8:2019 Instrument transformers - Part 8: Electronic current transformers GB/T xxxxx.7-200 x互感器-第7部分：电子式电压互感器（IEC 600447：2019，MOD）(制订中)GB/T xxxxx.8-200 x互感器-第8部分：电子式电流互感器（IEC 60044-8：2019，MOD）(

8、制订中)9/25/20229North China Electric Power University电子式互感器相关标准9/24/20229North Chin电子式互感器相关标准IEEE C37.92-2019 IEEE Standard for Analog Inputs to Protective Relays from Electronic Voltage and Current TransducersIEEE PC37.235-200 x Guide for the Application of Rogowski Coils used for Protective Relaying

9、 Purposes (制订中)IEEE C37.xx-200 x Guide for Application of Optical Current and Optical Voltage Systems for Protective Relaying (制订中)9/25/202210North China Electric Power University电子式互感器相关标准9/24/202210North Chi电子式互感器无源电子式互感器Faraday磁光效应（电流互感器）Pockels电光效应（电压互感器）利用光纤传输传感信号传感头部分不需电子电路及其电源独立安装的互感器的理想解决方案9

10、/25/202211North China Electric Power University电子式互感器无源电子式互感器9/24/202211North电子式互感器9/25/202212North China Electric Power University电子式互感器9/24/202212North China E电子式互感器9/25/202213North China Electric Power University电子式互感器9/24/202213North China E电子式互感器全光纤电流互感器9/25/202214North China Electric Power Uni

11、versity电子式互感器全光纤电流互感器9/24/202214North电子式互感器无源电子式互感器的关键技术及难点光学传感材料传感头的组装技术微弱信号检测温度对精度的影响振动对精度的影响长期稳定性9/25/202215North China Electric Power University电子式互感器无源电子式互感器的关键技术及难点9/24/202电子式互感器有源电子式CT、PT利用电磁感应等原理感应被测信号CT：空心线圈(RC)；小铁芯线圈(LPCT)PT：电阻、电容、电感分压传感头部分具有需用电源的电子电路利用光纤传输数字信号用于GIS或者罐式断路器更方便HVDC换流站、串补平台9/

12、25/202216North China Electric Power University电子式互感器有源电子式CT、PT9/24/202216Nor电子式互感器9/25/202217North China Electric Power University电子式互感器9/24/202217North China E电子式互感器9/25/202218North China Electric Power University电子式互感器9/24/202218North China E电子式互感器有源电子式互感器的关键技术及难点供电技术(GIS、罐式断路器例外)激光；小CT；分压器；光电池远端电

13、子模块的可靠性9/25/202219North China Electric Power University电子式互感器有源电子式互感器的关键技术及难点9/24/202电子式互感器9/25/202220North China Electric Power University电子式互感器9/24/202220North China E电子式互感器合并单元：合并三相信号同步分配信号给二次设备9/25/202221North China Electric Power University电子式互感器合并单元：9/24/202221North Ch电子式互感器输出模拟量ECT：4V（测量）及200

14、mV（保护）EVT：4V数字量ECT：2D41H（测量）及01CFH（保护）EVT：2D41H电子式互感器不一定是“数字化”9/25/202222North China Electric Power University电子式互感器输出9/24/202222North China电子式互感器关键技术二次接口互感器的安装位置、合并单元的配置方案各个二次设备共享数字信号采样数据的同步三相电流电压之间、差动保护计量系统互感器的可靠性 、稳定性通信、供电、远端模块运行维护规程9/25/202223North China Electric Power University电子式互感器关键技术9/24/2

15、02223North Chi智能化一次设备智能开关设备的定义IEC62063:2019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。在线监视功能智能控制功能数字化的接口电子操动9/25/202224North China Electric Power University智能化一次设备智能开关设备的定义在线监视功能9/24/202智能化一次设备相关标准IEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies with digital interfaces based

16、on IEC 61850 (制订中)IEC/TR 62063:2019 High-voltage switchgear and control gear - The use of electronic and associated technologies in auxiliary equipment of switchgear and control gear9/25/202225North China Electric Power University智能化一次设备相关标准9/24/202225North Ch智能化一次设备在线监视功能电、磁、温度、开关机械、机构动作状态检修状态监测状态评

17、估检修计划监测系统的成本、可信度、可靠性智能控制功能最佳开断定相位合闸定相位分闸顺序控制9/25/202226North China Electric Power University智能化一次设备在线监视功能智能控制功能9/24/202226智能化一次设备数字化的接口位置信息其它状态信息分合闸命令开关的电子操动变机械储能为电容储能变机械传动为变频器通过电机直接驱动机械运动部件减少到一个机械系统的可靠性提高电子电路的寿命、可靠性成为关键9/25/202227North China Electric Power University智能化一次设备数字化的接口开关的电子操动9/24/20222智能

18、化一次设备9/25/202228North China Electric Power University智能化一次设备9/24/202228North China 智能化一次设备功能保护：电机过热，超时，开关位置不一致智能化监视智能化控制联锁电机控制顺序控制9/25/202229North China Electric Power University智能化一次设备功能9/24/202229North Chin智能化一次设备9/25/202230North China Electric Power University智能化一次设备9/24/202230North China 智能化一次设备

19、优势节约占地节省电缆现场投运工作量小，投运周期短减少人为失误控制回路优化与互感器的电气距离缩短在线监测关键技术智能模块的高可靠性设计技术恶劣环境：EMI、振动、湿热相应的检验、运行维护规程9/25/202231North China Electric Power University智能化一次设备优势关键技术9/24/202231North 网络化二次设备适应电子式互感器的应用适应智能化一次设备的需要适应IEC61850的需要平台高性能的DSP、MCU大容量存储器大规模可编程逻辑器件100M网络接口工业用实时多任务操作系统9/25/202232North China Electric Powe

20、r University网络化二次设备适应电子式互感器的应用平台9/24/20223网络化二次设备基于IEC61850的测控装置、保护装置、远动装置、网关后台监控系统与电子式互感器配套的合并单元保护测控装置关键技术高性能的硬件、软件平台网络化计量系统的认证相应的检验、运行维护规程9/25/202233North China Electric Power University网络化二次设备基于IEC61850的关键技术9/24/202IEC61850相关标准IEC 61850-SER Communication networks and systems in substationsDL 860系

21、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9/25/202234North China Electric Power UniversityIEC61850相关标准IEC61850是国际电工委员会TCIEC61850互操作信息分层站控层、间隔层、过程层面向对象的数据对象统一建模逻辑设备、逻辑节点、数据对象、属性信息自我描述抽象服务通

22、信接口9/25/202235North China Electric Power UniversityIEC61850互操作9/24/202235North ChIEC 61850 应用调度中心 (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Process InterfaceControl保护控制Control &ProtectionEngineeringstation过程总线接口9/25/202236North China Electric Power UniversityIEC 61850 应用调度中心 (NCC)间隔层过程总线层IEC6