電力系統(tǒng)調(diào)度自動化第4章_補充智能變電站ppt課件

1、North China Electric Power University補充 電力系統(tǒng)智能變電站l主講人：齊鄭lqizheng319126綜合自動化變電站的缺點l互感器的問題互感器的問題l絕緣復雜絕緣復雜l體積大、重量重體積大、重量重l電磁式電磁式CTCT動態(tài)范圍小，有飽和現(xiàn)象動態(tài)范圍小，有飽和現(xiàn)象l電磁式電磁式CTCT二次輸出不能開路二次輸出不能開路l電磁式電磁式PTPT易產(chǎn)生鐵磁諧振易產(chǎn)生鐵磁諧振l電磁式電磁式PTPT產(chǎn)生二次壓降產(chǎn)生二次壓降l耗費大量二次電纜耗費大量二次電纜l暫態(tài)數(shù)據(jù)無法上傳暫態(tài)數(shù)據(jù)無法上傳智能變電站l變電站的數(shù)字化是一個不斷發(fā)展的過程變電站的數(shù)字化是一個不斷發(fā)展的過程

2、 l智能變電站是由電子式互感器、智能化開關等智能化一次設備、智能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(gòu)建，建立在網(wǎng)絡化二次設備分層構(gòu)建，建立在IEC61850IEC61850通信規(guī)范基礎上，能通信規(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。站。l電子式互感器電子式互感器l智能化一次設備智能化一次設備l網(wǎng)絡化二次設備網(wǎng)絡化二次設備lIEC61850IEC61850的應用的應用l數(shù)字化是手段，不是目的。數(shù)字化是手段，不是目的。l確保安全性、可靠性和經(jīng)濟性確保安全性、可靠性和經(jīng)濟性

3、l實際生產(chǎn)上的迫切需要實際生產(chǎn)上的迫切需要l技術管理上的現(xiàn)實可能技術管理上的現(xiàn)實可能Control CenterHMIEngineering10 MBit/s SwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerConventional SwitchgearConventionalCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerConventional SwitchgearRelay BConventionalCT / VTsIEC61850-8智能變電站的實現(xiàn)：第一步Control CenterHMIEngineeringSwitc

4、hRouterStation BusRelay ABay ControllerConventional SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerConventional SwitchgearModernCT / VTsRelay BIEC61850-9-1IEC61850-8智能變電站的實現(xiàn)：第二步Control CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay AB

5、ay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BProcess BusIEC61850-9-2IEC61850-9-2IEC61850-8智能變電站的實現(xiàn)：第三步Control CenterHMIEngineeringSwitchRouterStation BusRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BRelay ABay ControllerModern SwitchgearModernCT / VTsRelay BProcess BusIEC61850-8IE

6、C61850-9-2智能變電站的實現(xiàn)：第四步電子式互感器l電子式互感器電子式互感器l絕緣簡單絕緣簡單l體積小、重量輕體積小、重量輕lCTCT動態(tài)范圍寬，無磁飽和動態(tài)范圍寬，無磁飽和lPTPT無諧振現(xiàn)象無諧振現(xiàn)象lCTCT二次輸出可以開路二次輸出可以開路電子式互感器l相關標準相關標準lIEC 60044-7:2019 Instrument transformers - Part 7: IEC 60044-7:2019 Instrument transformers - Part 7: Electronic voltage transformers Electronic voltage trans

7、formers lIEC 60044-8:2019 Instrument transformers - Part 8: IEC 60044-8:2019 Instrument transformers - Part 8: Electronic current transformers Electronic current transformers lGB/T xxxxx.7-200 xGB/T xxxxx.7-200 x互感器互感器- -第第7 7部分：電子式電壓互感器部分：電子式電壓互感器IEC 600447IEC 600447：20192019，MODMOD）( (制訂中制訂中) )lGB

8、/T xxxxx.8-200 xGB/T xxxxx.8-200 x互感器互感器- -第第8 8部分：電子式電流互感器部分：電子式電流互感器IEC 60044-8IEC 60044-8：20192019，MODMOD）( (制訂中制訂中) )電子式互感器l相關標準相關標準lIEEE C37.92-2019 IEEE Standard for Analog IEEE C37.92-2019 IEEE Standard for Analog Inputs to Protective Relays from Electronic Inputs to Protective Relays from El

9、ectronic Voltage and Current TransducersVoltage and Current TransducerslIEEE PC37.235-200 x Guide for the Application IEEE PC37.235-200 x Guide for the Application of Rogowski Coils used for Protective Relaying of Rogowski Coils used for Protective Relaying Purposes (Purposes (制訂中制訂中) )lIEEE C37.xx-

10、200 x Guide for Application of IEEE C37.xx-200 x Guide for Application of Optical Current and Optical Voltage Systems Optical Current and Optical Voltage Systems for Protective Relaying (for Protective Relaying (制訂中制訂中) )電子式互感器l無源電子式互感器無源電子式互感器lFaradayFaraday磁光效應電流互感器）磁光效應電流互感器）lPockelsPockels電光效應電壓

11、互感器）電光效應電壓互感器）l利用光纖傳輸傳感信號利用光纖傳輸傳感信號l傳感頭部分不需電子電路及其電源傳感頭部分不需電子電路及其電源l獨立安裝的互感器的理想解決方案獨立安裝的互感器的理想解決方案電子式互感器電子式互感器電子式互感器全光纖電流互感器全光纖電流互感器電子式互感器l無源電子式互感器的關鍵技術及難點無源電子式互感器的關鍵技術及難點l光學傳感材料光學傳感材料l傳感頭的組裝技術傳感頭的組裝技術l微弱信號檢測微弱信號檢測l溫度對精度的影響溫度對精度的影響l振動對精度的影響振動對精度的影響l長期穩(wěn)定性長期穩(wěn)定性電子式互感器l有源電子式有源電子式CTCT、PTPTl利用電磁感應等原理感應被測信號

12、利用電磁感應等原理感應被測信號lCTCT：空心線圈：空心線圈(RC)(RC)；小鐵芯線圈；小鐵芯線圈(LPCT)(LPCT)lPTPT：電阻、電容、電感分壓：電阻、電容、電感分壓l傳感頭部分具有需用電源的電子電路傳感頭部分具有需用電源的電子電路l利用光纖傳輸數(shù)字信號利用光纖傳輸數(shù)字信號l用于用于GISGIS或者罐式斷路器更方便或者罐式斷路器更方便lHVDCHVDC換流站、串補平臺換流站、串補平臺電子式互感器電子式互感器電子式互感器l有源電子式互感器的關鍵技術及難點有源電子式互感器的關鍵技術及難點l供電技術供電技術(GIS(GIS、罐式斷路器例外、罐式斷路器例外) )l激光；小激光；小CTCT；

13、分壓器；光電池；分壓器；光電池l遠端電子模塊的可靠性遠端電子模塊的可靠性電子式互感器電子式互感器合并單元：合并單元：合并三相信號合并三相信號同步同步分配信號給二次分配信號給二次設備設備電子式互感器l輸出輸出l模擬量模擬量lECTECT：4V4V丈量及丈量及200mV200mV維護）維護）lEVTEVT：4V4Vl數(shù)字量數(shù)字量lECTECT：2D41H2D41H丈量及丈量及01CFH01CFH維護）維護）lEVTEVT：2D41H2D41Hl電子式互感器不一定是電子式互感器不一定是“數(shù)字化數(shù)字化”電子式互感器l關鍵技術關鍵技術l二次接口二次接口l互感器的安裝位置、合并單元的配置方案互感器的安裝位

14、置、合并單元的配置方案l各個二次設備共享數(shù)字信號各個二次設備共享數(shù)字信號l采樣數(shù)據(jù)的同步三相電流電壓之間、差采樣數(shù)據(jù)的同步三相電流電壓之間、差動保護動保護l計量系統(tǒng)計量系統(tǒng)l互感器的可靠性互感器的可靠性 、穩(wěn)定性、穩(wěn)定性l通信、供電、遠端模塊通信、供電、遠端模塊l運行維護規(guī)程運行維護規(guī)程智能化一次設備l智能開關設備的定義智能開關設備的定義lIEC62063:2019IEC62063:2019l具有較高性能的開關設備和控制設備，配有電子設備、傳感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，器和執(zhí)行器，不僅具有開關設備的基本功能，還具

15、有附加功能，尤其在監(jiān)測和診斷方面。尤其在監(jiān)測和診斷方面。l在線監(jiān)視功能在線監(jiān)視功能l智能控制功能智能控制功能l數(shù)字化的接口數(shù)字化的接口l電子操動電子操動智能化一次設備l相關標準相關標準lIEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies IEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies with digital interfaces based on IEC 61850 (with digital interfaces based on IEC 61850 (制訂中制訂中) )lIEC/TR

16、62063:2019 High-voltage switchgear and IEC/TR 62063:2019 High-voltage switchgear and control gear - The use of electronic and associated control gear - The use of electronic and associated technologies in auxiliary equipment of switchgear technologies in auxiliary equipment of switchgear and control

17、 gearand control gear智能化一次設備l在線監(jiān)視功能在線監(jiān)視功能l電、磁、溫度、開關機械、機構(gòu)動作電、磁、溫度、開關機械、機構(gòu)動作l狀態(tài)檢修狀態(tài)檢修l狀態(tài)監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測l狀態(tài)評估狀態(tài)評估l檢修計劃檢修計劃l監(jiān)測系統(tǒng)的成本、可信度、可靠性監(jiān)測系統(tǒng)的成本、可信度、可靠性l智能控制功能智能控制功能l最佳開斷最佳開斷l(xiāng)定相位合閘定相位合閘l定相位分閘定相位分閘l順序控制順序控制智能化一次設備l數(shù)字化的接口數(shù)字化的接口l位置信息位置信息l其它狀態(tài)信息其它狀態(tài)信息l分合閘命令分合閘命令l開關的電子操動開關的電子操動l變機械儲能為電容儲能變機械儲能為電容儲能l變機械傳動為變頻器通過電機直接驅(qū)

18、動變機械傳動為變頻器通過電機直接驅(qū)動l機械運動部件減少到一個機械運動部件減少到一個l機械系統(tǒng)的可靠性提高機械系統(tǒng)的可靠性提高l電子電路的壽命、可靠性成為關鍵電子電路的壽命、可靠性成為關鍵智能化一次設備智能化一次設備l功能功能l維護：電機過熱，超時，開關位置不一致維護：電機過熱，超時，開關位置不一致l智能化監(jiān)視智能化監(jiān)視l智能化控制智能化控制l聯(lián)鎖聯(lián)鎖l電機控制電機控制l順序控制順序控制智能化一次設備智能化一次設備l優(yōu)勢優(yōu)勢l節(jié)約占地節(jié)約占地l節(jié)省電纜節(jié)省電纜l現(xiàn)場投運工作量小，投運周期現(xiàn)場投運工作量小，投運周期短短l減少人為失誤減少人為失誤l控制回路優(yōu)化控制回路優(yōu)化l與互感器的電氣距離縮短與互

19、感器的電氣距離縮短l在線監(jiān)測在線監(jiān)測l關鍵技術關鍵技術l智能模塊的高可靠性設計技智能模塊的高可靠性設計技術術l惡劣環(huán)境：惡劣環(huán)境：EMIEMI、振動、濕熱、振動、濕熱l相應的檢驗、運行維護規(guī)程相應的檢驗、運行維護規(guī)程網(wǎng)絡化二次設備l適應電子式互感器的應用適應電子式互感器的應用l適應智能化一次設備的需要適應智能化一次設備的需要l適應適應IEC61850IEC61850的需要的需要l平臺平臺l高性能的高性能的DSPDSP、MCUMCUl大容量存儲器大容量存儲器l大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷笠?guī)模可編程邏輯器件l100M100M網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡接口l工業(yè)用實時多任務操作系統(tǒng)工業(yè)用實時多任務操作系統(tǒng)網(wǎng)絡化二次設備

20、l基于基于IEC61850IEC61850的的l測控裝置、保護裝置、遠動裝置、網(wǎng)關測控裝置、保護裝置、遠動裝置、網(wǎng)關l后臺監(jiān)控系統(tǒng)后臺監(jiān)控系統(tǒng)l與電子式互感器配套的與電子式互感器配套的l合并單元合并單元l保護測控裝置保護測控裝置l關鍵技術關鍵技術l高性能的硬件、軟件平臺高性能的硬件、軟件平臺l網(wǎng)絡化計量系統(tǒng)的認證網(wǎng)絡化計量系統(tǒng)的認證l相應的檢驗、運行維護規(guī)程相應的檢驗、運行維護規(guī)程IEC61850l相關標準相關標準lIEC 61850-SER Communication networks and systems in IEC 61850-SER Communication networks a

21、nd systems in substationssubstationslDL 860DL 860系列標準系列標準 變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)(IEC61850 IDT)(IEC61850 IDT)IEC61850IEC61850是國際電工委員會是國際電工委員會TC57TC57工作組制定的工作組制定的 系列標準，是基于網(wǎng)絡通信平臺的變電站自動系列標準，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)控制通信標準成為通用網(wǎng)絡通信平臺的工業(yè)控制通信標準IEC61850l互操作互操作l信息分層信息分層l站控層、間隔層、過程層站控層、間隔層、過程層l面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模l邏輯設備、邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)對象、屬性邏輯設備、邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)對象、屬性l信息自我描述信息自我描述l抽象服務通信接口抽象服務通信接口IEC 61850 應用調(diào)度中心調(diào)度中心 (NCC)間隔層間隔層過程總線層過程總線層變電站層變電站層變電站總線變電站總線 (LAN)過程總線過程總線 (LA