華電電力系統自動化電力系統數字化變電站PPT教案

1、會計學1華電電力系統自動化電力系統數字化變華電電力系統自動化電力系統數字化變電站電站page22022-5-17l變電站的數字化是一個不斷發(fā)展的過程 l數字化變電站是由電子式互感器、智能化開關等智能化一次設備、網絡化二次設備分層構建，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。l電子式互感器l智能化一次設備l網絡化二次設備lIEC61850的應用l數字化是手段，不是目的。l確保安全性、可靠性和經濟性l實際生產上的迫切需要l技術管理上的現實可能第1頁/共41頁page32022-5-17Control CenterHMIEngineerin

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

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

4、 BProcess BusIEC61850-9-2IEC61850-9-2IEC61850-8第4頁/共41頁page62022-5-17Control CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BProcess BusIEC61850-8IEC61850-9-2第5頁/共41頁page72022-5-17l常規(guī)互感器n

5、絕緣復雜n體積大、重量重nCT動態(tài)范圍小，有飽和現象n電磁式PT易產生鐵磁諧振nCT二次輸出不能開路第6頁/共41頁page82022-5-17l電子式互感器n絕緣簡單n體積小、重量輕nCT動態(tài)范圍寬，無磁飽和nPT無諧振現象nCT二次輸出可以開路第7頁/共41頁page92022-5-17l相關標準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：電子式電壓互感器（IEC 600447：1999，MOD）(制訂中)lGB/T xxxxx.8-200 x互感器-第8部分：電子式電流互感器（IEC 60044-8：2002，MOD）(制訂中)第8頁/共41頁page102022-5-17l相關標準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 (制訂中)lIEEE C37.xx-200 x Guide for Application of Optical Current and Optical Voltage Systems for Protective Relaying (制訂中)第9頁/共41頁page112022-5-17l無源電子式互感器nFaraday磁光效應（電流互感器）nPockels電光效應（電壓互感器）n利用光纖傳輸傳感信號n傳感頭

8、部分不需電子電路及其電源n獨立安裝的互感器的理想解決方案第10頁/共41頁page122022-5-17第11頁/共41頁page132022-5-17第12頁/共41頁page142022-5-17全光纖電流互感器第13頁/共41頁page152022-5-17l無源電子式互感器的關鍵技術及難點n光學傳感材料n傳感頭的組裝技術n微弱信號檢測n溫度對精度的影響n振動對精度的影響n長期穩(wěn)定性第14頁/共41頁page162022-5-17l有源電子式CT、PTn利用電磁感應等原理感應被測信號uCT：空心線圈(RC)；小鐵芯線圈(LPCT)uPT：電阻、電容、電感分壓n傳感頭部分具有需用電源的電子

9、電路n利用光纖傳輸數字信號l用于GIS或者罐式斷路器更方便lHVDC換流站、串補平臺第15頁/共41頁page172022-5-17第16頁/共41頁page182022-5-17第17頁/共41頁page192022-5-17l有源電子式互感器的關鍵技術及難點n供電技術(GIS、罐式斷路器例外)u激光；小CT；分壓器；光電池n遠端電子模塊的可靠性第18頁/共41頁page202022-5-17第19頁/共41頁page212022-5-17合并單元：合并三相信號同步分配信號給二次設備第20頁/共41頁page222022-5-17l輸出n模擬量uECT：4V（測量）及200mV（保護）uEV

10、T：4Vn數字量uECT：2D41H（測量）及01CFH（保護）uEVT：2D41Hn電子式互感器不一定是“數字化”第21頁/共41頁page232022-5-17l關鍵技術n二次接口u互感器的安裝位置、合并單元的配置方案u各個二次設備共享數字信號u采樣數據的同步三相電流電壓之間、差動保護u計量系統n互感器的可靠性 、穩(wěn)定性u通信、供電、遠端模塊n運行維護規(guī)程第22頁/共41頁page242022-5-17l智能開關設備的定義nIEC62063:1999n具有較高性能的開關設備和控制設備，配有電子設備、傳感器和執(zhí)行器，不僅具有開關設備的基本功能，還具有附加功能，尤其在監(jiān)測和診斷方面。l在線監(jiān)視

11、功能l智能控制功能l數字化的接口l電子操動第23頁/共41頁page252022-5-17l相關標準nIEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies with digital interfaces based on IEC 61850 (制訂中)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頁/共41頁page262022-5-17l在線監(jiān)視功能n電、磁、溫度、開關機械、機構動作l狀態(tài)檢修n狀態(tài)監(jiān)測n狀態(tài)評估n檢修計劃l監(jiān)測系統的成本、可信度、可靠性l智能控制功能n最佳開斷n定相位合閘n定相位分閘n順序控制第25頁/共41頁page272022-5-17l數字化的接口n位置信息n其它狀態(tài)信息n分合閘命令l開關的電子操動n變機械儲能為電容儲能n變機械傳動為變頻器通過電機直接驅動n機械運動部件減少到一個n機械系統的可靠性提高n電子電路的壽命、可靠性成為關鍵第26頁/共41頁page282022-5-17第27頁/共41頁page292022-5-1

13、7l功能n保護：電機過熱，超時，開關位置不一致n智能化監(jiān)視n智能化控制u聯鎖u電機控制u順序控制第28頁/共41頁page302022-5-17第29頁/共41頁page312022-5-17l優(yōu)勢n節(jié)約占地n節(jié)省電纜n現場投運工作量小，投運周期短n減少人為失誤n控制回路優(yōu)化n與互感器的電氣距離縮短n在線監(jiān)測l關鍵技術n智能模塊的高可靠性設計技術u惡劣環(huán)境：EMI、振動、濕熱n相應的檢驗、運行維護規(guī)程第30頁/共41頁page322022-5-17l適應電子式互感器的應用l適應智能化一次設備的需要l適應IEC61850的需要l平臺n高性能的DSP、MCUn大容量存儲器n大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷1

14、00M網絡接口n工業(yè)用實時多任務操作系統第31頁/共41頁page332022-5-17l基于IEC61850的n測控裝置、保護裝置、遠動裝置、網關n后臺監(jiān)控系統l與電子式互感器配套的n合并單元n保護測控裝置l關鍵技術n高性能的硬件、軟件平臺n網絡化計量系統的認證n相應的檢驗、運行維護規(guī)程第32頁/共41頁page342022-5-17l相關標準nIEC 61850-SER Communication networks and systems in substationsnDL 860系列標準 變電站通信網絡和系統(IEC61850 IDT)IEC61850是國際電工委員會TC57工作組制定的

15、變電站通信網絡和系統系列標準，是基于網絡通信平臺的變電站自動化系統唯一的國際標準，也將成為電力系統從調度中心到變電站、變電站內、配電自動化無縫連接的通信標準，還可望成為通用網絡通信平臺的工業(yè)控制通信標準第33頁/共41頁page352022-5-17l互操作n信息分層u站控層、間隔層、過程層n面向對象的數據對象統一建模u邏輯設備、邏輯節(jié)點、數據對象、屬性n信息自我描述n抽象服務通信接口第34頁/共41頁page362022-5-17調度中心 (NCC)間隔層過程總線層變電站層變電站總線 (LAN)過程總線 (LAN)變電站主機StationgatewayProtection過程總線接口Proc

16、ess InterfaceControl保護控制Control &ProtectionEngineeringstation過程總線接口第35頁/共41頁page372022-5-17采樣值第36頁/共41頁page382022-5-17Goose Message: 位置A公司保護B公司保護智能一次設備保護測試儀以太網模擬輸入1. 仿真故障2. 跳閘4. 重合Goose Message: 重合3. 新位置Goose Message: 位置Goose Message: 跳閘5. 新位置GOOSE應用演示第37頁/共41頁page392022-5-17第38頁/共41頁page402022-5-17l關鍵技術n符合標準的系統建模和設備建模n基于IEC61850-9-1和9-2的采樣值傳送n基于GOOSE的裝置