数字化变电站简介课件

NZD2000数字化变电站系统目录数字化变电站概述数字化变电站系统结构电子式互感器间隔层设备过程层设备NZD2000系列产品数字化变电站概述数字化变电站是由电子式互感器、智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信规范基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。目录数字化变电站概述数字化变电站系统结构电子式互感器间隔层设备过程层设备NZD2000系列产品数字化变电站系统结构NZD2000数字化变电站系统示意图(全数字化)NZD2000数字化变电站系统示意图(IEC61850标准)目录数字化变电站概述数字化变电站系统结构电子式互感器间隔层设备过程层设备NZD2000系列产品电磁式互感器和电子式互感器电磁式电子式有源电子互感器和无源电子互感器有源式电流互感器的概要激光器驱动电路PIN数据处理合并单元保护测控计量LPCT空芯线圈远端模块复合绝缘子光纤光缆iuo

电子式电流互感器有源电流电压组合式互感器激光器驱动电路PIN数据处理合并单元保护测控计量LPCT空芯线圈远端模块复合绝缘子光纤光缆电容分压器油或介质胶无源电子式电流互感器结构

载流导体光纤电流传感器复合绝缘子光纤光缆光纤耦合器光纤偏振器光纤调制器光源驱动及信号解调保护测控计量合并单元全光纤电流互感器磁光玻璃式电流互感器工作原理两种光电流互感器的比较全光纤电流传感器的传感头由四分之一波片、敏感光纤线圈和反射镜构成，均为无源器件。块状玻璃是特殊光学材料；它对光信号的损耗大；光纤粘接影响稳定性。两种光电流互感器的比较高共模抑止能力和抗环境干扰能力光传感式电压互感器光传感式电压互感器原理结构互感器综合比较目录数字化变电站概述数字化变电站系统结构电子式互感器间隔层设备过程层设备NZD2000系列产品

NZD系列数字化变电站保护及保护测控装置是以变电站内线路、主变、电容器等为监控对象的智能电子设备。它既可采集本间隔常规的CT/PT交流量信号，又可采集本间隔电子式互感器的数字量信息。另外，它可采集智能操作单元的数字化开关量信息，也可对智能操作单元实现数字控制。装置通过双以太网与站级计算机系统相连，构成面向对象的数字化自动化系统。概述

NZD系列装置是在基于TI的32位DSP芯片和飞思卡尔(Freescal)的PowerPC芯片组成的双CPU硬件平台上实现的。装置结构采用标准6U机箱，有19”/3、19”/2以及19”三个系列的机箱。对于需要与合并单元(MU)、智能操作箱相连的系列装置，装置通过光纤以太网与MU相连，通过MU获取已经数字化的电压量和电流量，通过控制网获取开入信息，并通过GOOSE报文实现开出操作。该平台提供2路面向站控层的以太网接口和4路面向过程层的光纤以太网接口，并提供相关的保护及测控功能的逻辑压板。该系列装置的硬件系统结构如下：

硬件体系硬件结构8247

＋

2812电源8247网卡站控层以太网MUGOOSE过程层I/O模件

逻辑压板光纤以太网

对于安装在开关柜的保护测控一体化的系列装置和其它不与MU、智能操作箱相连的系列装置，直接通过ADC转换获取现场的电流电压量，通过继电器的接点控制现场的开关等，通过高速以太网与站控层进行数据交换。该系列装置的硬件系统结构如下：硬件体系硬件结构

PowerPC

＋

DSP电源交流转换调理电路站控层以太网I/O模件ADC转换电压量电流量

全面支持IEC61850通信标准■

完备的IEC61850对象及服务■支持多达8个客户端的同时连接■面向对象的数据建模■动态创建MMXU、XCBR、XSWI、CSWI等各种测控元件模型■动态创建PDIS、PIOC、PTOC、RDRE、RADR等各种保护模型■MMXU测量一个设备的全部电气量，提供测量死区设定、越限检测功能■XCBR、XSWI反映开关/刀闸的位置状态，并提供其动作次数的统计信息■CSWI提供增强型的SBOw控制，支持同期和互锁判断■支持GOOSE发送/接收闭锁信息，同时能够详细记录GOOSE信息■报告(URCB、BRCB)和日志功能■广泛的互操作性性能

强大的网络功能■采用交换式双以太网，支持VLAN■双网双IP或双网单IP灵活配置，实现网络无缝切换■支持光纤/双绞线与站控层通信■支持光纤/双绞线与合并单元通过IEC61850-9-1或9-2通信■支持光纤/双绞线与智能操作单元通信■支持建立独立的过程层控制网络■全站数据共享，实现全站控制操作的逻辑闭锁性能

安全可靠■具有全站逻辑闭锁功能■所有插件按EMC最高级别标准设计■输入、输出分开，强弱电分开■采用多种隔离措施■出口继电器返校■采用软硬件同步对时，对时精度达1μs■完备的元器件级实时自检功能维护方便

■所有型号装置采用统一硬件平台，插件可互换其他功能■支持标准COMTRADE格式的故障录波功能■当地和网络打印功能性能目录数字化变电站概述数字化变电站系统结构电子式互感器间隔层设备过程层设备NZD2000系列产品

合并单元(MergingUnit)是针对与数字化输出的电子式互感器连接而在IEC60044-8中首次定义的，其主要功能是同步采集多路(最多12路)ECT/EVT输出的数字信号后，并按照规定的格式发送给保护、测控设备。合并单元既可以是单独的一个设备，也可以是ECT/EVT的一部分。

合并单元(定义)合并单元的结构

同步功能模块。在正确识别外部输人的同步脉冲时钟信号(一般来自于GPS接收机的输出)后，合并单元给各路A/D转换器发送同步转换信号。多路数据采集和处理功能模块。这是与电子式互感器进行接口的主要功能模块。在合并单元给多路A/D转换器发送同步转换信号后，将同时接收12路通道的输出数据并对其有效性进行校验。数字通道输出模块。用于将各路采样值数据进行组帧并发送给保护测控设备。

合并单元(组成)

为适应变电站内的各类互感器(包括传统电磁式互感器、CVT、电子式互感器)，开发了两类合并单元：一类适用于模拟输出的互感器NZD150，另一类适用于数字输出的互感器NZD151。装置采集并合并数据后，通过以太网发送一条线路ABC三相测量和保护电流、电压的数据。发送协议遵循IEC61850-9-1或IEC61850-9-2标准。装置通过光纤将1pps和GPS时标信号送入合并单元进行时钟同步，实现全站同步采样，同步精度可达1μs。合并单元(应用范围)

NZD150采用高性能数字信号处理芯片完成同步采样测量功能；采用大输入动态范围(±10V)，16位采样精度的ADC完成高精度的交流采样；通过板内的高速以太网芯片接口，用两路光纤输出通道，高速发送IEC61850格式的采样值数据到二次保护测控设备。装置采集12路模拟交流量输入(7I+5U)，既可以是常规CT/PT信号，也可以是电子式互感器的模拟小信号，交流采样范围：电压0.2V－120V，电流0.04In－20In；交流采样精度为0.2%。装置接收GPS同步对时单元的1pps信号和时标信号，同步采样精度可达1μs。合并单元(模拟输入)

NZD151能够支持多个厂家和多种电子式互感器接口，如西安同维、西安华伟、北京南瑞航天等，可最多输出4路光纤以太网通道，并能适应220kV、500kV及以上等级变电站各种电子式互感器配置的需要。NZD151由高性能嵌入式处理器PowerPC、PCI以太网控制器、PCI多串口控制器及其他外设组成。合并单元(数字输入)

由PowerPC处理器内嵌的以太网控制器(2个)和外挂PCI以太网控制器(2个)实现4路以太网通信接口(100Mbit/s光口或10/100Mbit/s电口)，同时向四个测控或保护装置提供采样数据，可有效地减少了交换机的数量，降低数字变电站的造价。12个高速串口由两片PCI多串口控制器实现，串口波特率最高可达到6Mbit/s,,完全满足电子式互感器提出的要求(若采样率为200点/周波，波特率仅需要2Mbit/s)。秒脉冲(光口)由装置外部输入，装置内部利用高性能的FPGA芯片将输入的秒脉冲转换为5KHz或10KHz(可选)的采样脉冲，并转换为12路光信号输出给电子式互感器。合并单元(数字输入)合并器的功能接收并处理来自多个采集器的数字信号；接收并处理电磁式互感器提供的电压、电流模拟量；提供同步信号输入通道，可以接收变电站同步信号以同步连接的各采集器；通过辅助CPU和扩展开入开出直接提供保护、测量等功能；通过光纤以太网接口给监控、测量等装置提供数据。特色功能NZD15X系列合并单元具有很多特色的功能方便现场调试和使用具有完善的监测功能，能够检测出各个插件、远端电子式互感器模块的工作状态，能够检查光纤信号的强弱，在信号偏弱时给出告警信息具有测量功能能够实时显示电压电流功率等测量值，方便现场的调试和测试

NZD130智能化操作箱介于间隔层设备和开关之间，提供系统的交互性；友好的人机界面以及丰富的自检和就地操作报告功能，使得运行维护人员无论在就地还是远方都能及时了解开关的运行情况。能够采集到间隔内所有刀闸位置，且间隔间也有光缆连接，所以可以方便地实现基于软件和通讯的连锁，能显著减少机构辅助接点数量，提高系统的可靠性。智能操作箱(概述)

NZD130装置用于对非智能化设备，如断路器、隔离刀闸、变压器等，进行智能化改造，以使其实现智能化。装置基于32位的双CPU体系PowerPC＋DSP平台实现。整体结构为6U1/319英寸机箱。装置抗干扰能力强，安全、可靠，可安装在环境比较恶劣的开关柜、PT柜等处。智能操作箱(概述)

装置提供4路100M光纤以太网，通过GOOSE报文与保护测控装置进行信息交换；提供16路/30路无源遥信采集开入，用于断路器位置采集和保护动作信号采集；提供1-4路遥合、遥跳空接点输出，4~7路保护跳闸、重合闸空接点输出。 注：智能操作箱逻辑上是一次设备的一部分，在系统中仍被视为过程层设备。智能操作箱(功能)

同一个间隔的断路器和隔离刀闸共用一个智能操作箱；变压器智能操作箱采集变压器的非电量、中性点刀闸位置、温度和档位等信息，控制变压器的档位、风扇和中性点刀闸。

智能操作箱(配置原则)目录数字化变电站概述数字化变电站系统结构电子式互感器间隔层设备过程层设备