華電電力系統(tǒng)自動化第23講-電力系統(tǒng)數(shù)字化變電站課件

第十九講電力系統(tǒng)數(shù)字化變電站肖仕武，薛安成Office:J5B309Tel:80794899電力系統(tǒng)數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站是變電站自動化技術的發(fā)展方向,確保電力系統(tǒng)生產(chǎn)的安全性、可靠性和經(jīng)濟性3/14/20232NorthChinaElectricPowerUniversity數(shù)字化變電站變電站的數(shù)字化是一個不斷發(fā)展的過程數(shù)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(wǎng)絡化二次設備分層構建，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。電子式互感器智能化一次設備網(wǎng)絡化二次設備IEC61850的應用數(shù)字化是手段，不是目的。確保安全性、可靠性和經(jīng)濟性實際生產(chǎn)上的迫切需要技術管理上的現(xiàn)實可能3/14/20233NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineeringSwitchRouterStationBusRelayABayControllerConventionalSwitchgearModern

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CT/VT'sRelayBIEC61850-9-1IEC61850-8數(shù)字化變電站的實現(xiàn)：第二步3/14/20235NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineeringSwitchRouterStationBusRelayABayControllerModernSwitchgearModern

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CT/VT'sRelayBProcessBusIEC61850-9-2IEC61850-9-2IEC61850-8數(shù)字化變電站的實現(xiàn)：第三步3/14/20236NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineeringSwitchRouterStationBusRelayABayControllerModernSwitchgearModern

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CT/VT'sRelayBProcessBusIEC61850-8IEC61850-9-2數(shù)字化變電站的實現(xiàn)：第四步3/14/20237NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器電子式互感器絕緣簡單體積小、重量輕CT動態(tài)范圍寬，無磁飽和PT無諧振現(xiàn)象CT二次輸出可以開路3/14/20239NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器相關標準IEC60044-7:1999Instrumenttransformers-Part7:ElectronicvoltagetransformersIEC60044-8:2002Instrumenttransformers-Part8:ElectroniccurrenttransformersGB/Txxxxx.7-200x互感器-第7部分：電子式電壓互感器（IEC60044–7：1999，MOD）(制訂中)GB/Txxxxx.8-200x互感器-第8部分：電子式電流互感器（IEC60044-8：2002，MOD）(制訂中)3/14/202310NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器相關標準IEEEC37.92-2005IEEEStandardforAnalogInputstoProtectiveRelaysfromElectronicVoltageandCurrentTransducersIEEEPC37.235-200xGuidefortheApplicationofRogowskiCoilsusedforProtectiveRelayingPurposes(制訂中)IEEEC37.xx-200xGuideforApplicationofOpticalCurrentandOpticalVoltageSystemsforProtectiveRelaying(制訂中)3/14/202311NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器3/14/202313NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器3/14/202314NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器全光纖電流互感器3/14/202315NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器有源電子式CT、PT利用電磁感應等原理感應被測信號CT：空心線圈(RC)；小鐵芯線圈(LPCT)PT：電阻、電容、電感分壓傳感頭部分具有需用電源的電子電路利用光纖傳輸數(shù)字信號用于GIS或者罐式斷路器更方便HVDC換流站、串補平臺3/14/202317NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器3/14/202318NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器3/14/202319NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器3/14/202321NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器合并單元：合并三相信號同步分配信號給二次設備3/14/202322NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器輸出模擬量ECT：4V（測量）及200mV（保護）EVT：4V數(shù)字量ECT：2D41H（測量）及01CFH（保護）EVT：2D41H電子式互感器不一定是“數(shù)字化”3/14/202323NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備智能開關設備的定義IEC62063:1999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。在線監(jiān)視功能智能控制功能數(shù)字化的接口電子操動3/14/202325NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備相關標準IEC62271-3HighvoltageswitchgearandassemblieswithdigitalinterfacesbasedonIEC61850(制訂中)IEC/TR62063:1999High-voltageswitchgearandcontrolgear-Theuseofelectronicandassociatedtechnologiesinauxiliaryequipmentofswitchgearandcontrolgear3/14/202326NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備3/14/202329NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備功能保護：電機過熱，超時，開關位置不一致智能化監(jiān)視智能化控制聯(lián)鎖電機控制順序控制3/14/202330NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備3/14/202331NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備優(yōu)勢節(jié)約占地節(jié)省電纜現(xiàn)場投運工作量小，投運周期短減少人為失誤控制回路優(yōu)化與互感器的電氣距離縮短在線監(jiān)測關鍵技術智能模塊的高可靠性設計技術惡劣環(huán)境：EMI、振動、濕熱相應的檢驗、運行維護規(guī)程3/14/202332NorthChinaElectricPowerUniversity網(wǎng)絡化二次設備適應電子式互感器的應用適應智能化一次設備的需要適應IEC61850的需要平臺高性能的DSP、MCU大容量存儲器大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?00M網(wǎng)絡接口工業(yè)用實時多任務操作系統(tǒng)3/14/202333NorthChinaElectricPowerUniversity網(wǎng)絡化二次設備基于IEC61850的測控裝置、保護裝置、遠動裝置、網(wǎng)關后臺監(jiān)控系統(tǒng)與電子式互感器配套的合并單元保護測控裝置關鍵技術高性能的硬件、軟件平臺網(wǎng)絡化計量系統(tǒng)的認證相應的檢驗、運行維護規(guī)程3/14/202334NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850相關標準IEC61850-SERCommunicationnetworksandsystemsinsubstationsDL860系列標準變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)(IEC61850IDT)IEC61850是國際電工委員會TC57工作組制定的《變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)》系列標準，是基于網(wǎng)絡通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)唯一的國際標準，也將成為電力系統(tǒng)從調(diào)度中心到變電站、變電站內(nèi)、配電自動化無縫連接的通信標準，還可望成為通用網(wǎng)絡通信平臺的工業(yè)控制通信標準3/14/202335NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850互操作信息分層站控層、間隔層、過程層面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模邏輯設備、邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)對象、屬性信息自我描述抽象服務通信接口3/14/202336NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850應用調(diào)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Station

gatewayProtection過程總線接口ProcessInterfaceControl保護控制Control&

ProtectionEngineering

station過程總線接口3/14/202337NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850采樣值3/14/202338NorthChinaElectricPowerUniversityGooseMessage:

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(wǎng)模擬輸入1.仿真故障2.跳閘4.重合GooseMessage:

重合3.新位置GooseMessage:

位置GooseMessage:

跳閘5.新位置GOOSE應用演示3/14/202339NorthChinaElectricPowerUniversity3/14/202340NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850關鍵技術符合標準的系統(tǒng)建模和設備建?；贗EC61850-9-1和9-2的采樣值傳