智能变电站(图文).ppt

智能智能变电变电站基站基础础知知识识电网运行培网运行培训部部教学目的教学目的v了解智能电网概念v了解智能变电站的基本结构v熟悉认识智能变电站一、二次设备v了解智能变电站的发展方向目目 录录智能智能变电站概念及站概念及结构构12智能智能变电站一次站一次设备 3智能智能变电站二次站二次设备 4智能智能变电站高站高级应用用 5新一代智能新一代智能变电站站 6回回顾与与总结 目目 录录智能智能变电站概念及站概念及结构构12智能智能变电站一次站一次设备 3智能智能变电站二次站二次设备 4智能智能变电站高站高级应用用 5新一代智能新一代智能变电站站 6回回顾与与总结 问题问题的提出的提出v什么是智能什么是智能电电网？网？v为什么要什么要发展智能展智能电网网n你心中的智能电网是什么样？智能智能电电网的概念网的概念v由于由于经济发经济发展状况、展状况、电电网建网建设设水平、内外部水平、内外部发发展展环环境不同，世界各国境不同，世界各国在智能在智能电电网建网建设设的的远远景和景和侧侧重点上有些差异，重点上有些差异，对对智能智能电电网概念的描述网概念的描述也不尽相同。也不尽相同。欧洲为解决风能等可再生能源的接入问题。美国为解决现有电网设备升级换代、绿色能源解决以及为经济复苏寻求支柱产业的问题。智能智能电电网的概念网的概念智能智能电电网的概念网的概念坚强智能 以特高以特高压电网网为骨干网架、各骨干网架、各级电网网协调发展的展的坚强电网网为基基础，以，以通信信息平台通信信息平台为支撑，具有信息化、自支撑，具有信息化、自动化、互化、互动化特征，包括化特征，包括发电、输电、变电、配、配电、用、用电和和调度各个度各个环节，覆盖所有，覆盖所有电压等等级，实现“电力流、信息流、力流、信息流、业务流流”的高度一体化融合的的高度一体化融合的现代代电网。网。坚强坚强RobustRobust兼容兼容兼容兼容compatiblecompatible优优化化化化OptimizedOptimized 经济经济EconomicalEconomical集成集成集成集成IntegratedIntegrated自愈自愈自愈自愈Self-Self-healinghealing防范极端天气抵御人为外力破坏防护信息安全支持可再生能源接入适应分散发电实现负荷侧的交互提高资产利用效率降低运维成本和投资成本支持电力市场提供优质电力流程优化信息整合管理规范化和精细化连续的在线评估预防控制自动隔离故障，自我恢复智能智能电网的主要特征网的主要特征智能智能电电网的网的发发展展现现状状智能智能电电网的网的结结构模型构模型 智能智能电电网的网的结结构模型构模型传统电网：单向潮流简单交互智能电网：双向潮流分布式电源分布式储能主动交互 智能智能电电网的网的结结构模型构模型发电环节调度环节用电环节配电环节输电环节变电环节信息通信组成部分可分为：智能变电站，智能配电网，智能城市用电网，智能电能表，智能家电，智能用电楼宇，智能交互终端，智能调度，智能发电系统，新型储能系统。智能智能电电网的构成网的构成 智能智能电电网的作用网的作用 智能智能电电网的作用网的作用 智能智能电电网小网小结结 智能智能变电变电站概述站概述1.服服务务于于电电网网发发展，展，满满足足电电网智能化的需求；网智能化的需求；2.面向面向变电变电站运站运维实现维实现自我自我监视监视、自我、自我诊诊断、自断、自动调动调控，控，减减轻轻运运维维工作工作压压力；力；3.简简化化变电变电站二次系站二次系统统接接线线，提高系，提高系统统可靠性，降低可靠性，降低维护维护难难度。度。智能智能变电站站“智能智能”在那些方面在那些方面？智能智能变电变电站定站定义义v采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。-摘自国家摘自国家电网公司网公司智能智能变电站技站技术导则 怎么理解？怎么理解？电子式互感器应用 IEC61850标准的颁布和实施 高速工业通信网络技术发展 断路器智能接口技术应用 一次设备智能化及高级应用要求 智能变电站数字化网络化标准化术术 语语用以用以对来自二次来自二次转换器的器的电流和流和/或或电压数据数据进行行时间相关相关组合的物理合的物理单元。合并元。合并单元可是互感器的一个元可是互感器的一个组成件，也可是一个分立成件，也可是一个分立单元。元。v合并合并单元元 MU（merging unit）包含一个或多个包含一个或多个处理器，可接收来自外部源的数据，或向外部理器，可接收来自外部源的数据，或向外部发送数据，送数据，或或进行控制的装置，例如：行控制的装置，例如：电子多功能子多功能仪表、数字保表、数字保护、控制器等。、控制器等。为具有一个或多个特定具有一个或多个特定环境中特定境中特定逻辑接点行接点行为且受制于其接口的装置。且受制于其接口的装置。v智能智能电子子设备 IED（intelligent electronic device）一种智能一种智能组件。与一次件。与一次设备采用采用电缆连接，与保接，与保护、测控等二次控等二次设备采采用光用光纤连接，接，实现对一次一次设备（如：断路器、刀（如：断路器、刀闸、主、主变压器等）的器等）的测量、控制等功能。量、控制等功能。v智能智能终端端 smart terminal术术 语语vIEC61850变电站网站网络与通信与通信协议标准准IEC61850是新一代的变电站网络通信体系，适应分层的IED和变电站自动化系统 GOOSE 是一种面向通用对象的变电站事件。主要用于实现在多IED 之间的信息传递，包括传输跳合闸信号（命令），具有高传输成功概率。GOOSE功能主要包括：a.开关、刀闸、地刀等过程层开入功能：智能终端-线路保护、测控、母差、合并单元b.开关、刀闸等控制功能：测控-智能终端（双套配置的只到智能终端A）c.本间隔保护跳合闸功能：线路或后备保护-智能终端d.跨间隔保护跳闸功能：母差、变压器-智能终端e.保护间配合功能：线路保护-失灵起动母差、母差-线路保护实现远跳f.闭锁逻辑：智能终端-保护、测控装置vGOOSE（通用面向通用面向对象象变电站事件站事件）服服务术术 语语vSV服服务（采（采样值服服务）vMMS（制造制造报文文规范范）服服务MMS 规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备（IED）、智能控制设备的通信行为，使出自不同制造商的设备之间具有互操作性（Interoperation）。互感器将电流、电压采样值传送到合并单元，保护装置通过直采的方式从合并单元获取采样值，测控装置、故障录波、网络报文分析仪等通过SV网从合并单元获取采样值。智能智能变电变电站的演站的演变变传统变电站综自变电站IEC61850变电站数字变电站智能变电站常常规变电站站通信通信规约统一一高高级应用用智能一次智能一次设备数字化和网数字化和网络化化智能智能电网网常常规变电规变电站站站控站控层站控站控层设备由由带数据数据库的的计算机、操作算机、操作员工作站、工作站、远方通信接口等方通信接口等组成。成。间隔隔层间隔隔层主要包括主要包括变电站的保站的保护、测控、控、计量等二次量等二次设备。特点特点网网络 监控系控系统由站控由站控层、间隔隔层两两层网网络构成。未构成。未统一建模，采用多种一建模，采用多种规约，变电站存在站存在监控、保控、保护、PMUPMU等多等多个网个网络。设备 互感器、一次互感器、一次设备通通过常常规控控制制电缆硬接硬接线方式，方式，实现与与间隔隔层设备互感器模互感器模拟量、开关量的信息交量、开关量的信息交换。站控站控层间隔隔层电缆电缆工作站工作站1 1工作站工作站2 2远动远动站站保保护护、测测控装置控装置RS485、以太网、103规约传统互感器一次设备智能智能变电变电站站光光缆缆工作站工作站1 1工作站工作站2 2远动远动站站1 1、信息模型、信息模型统一。一。IEC61850IEC61850使得各智使得各智能装置按照能装置按照统一数据模型一数据模型实现设备之之间的的互互连互通。互通。2 2、互操作性。、互操作性。智能智能变电站不同厂家站不同厂家的智能装置（的智能装置（IEDIED）之）之间具有互操作性。具有互操作性。智能智能变电站自站自动化系化系统为站控站控层、间隔隔层和和过程程层三三层结构。构。站控站控层、间隔隔层站控站控层、间隔隔层设备构成与常构成与常规监控控系系统基本一致。基本一致。从外延看与从外延看与现有非有非IEC61850IEC61850技技术变电站差站差别不大，都采用以太网，能不大，都采用以太网，能够实现“四遥四遥”功能。但从内涵看，差异很大，功能。但从内涵看，差异很大，主要体主要体现在：在：站控站控层间隔隔层过程程层电子式互感器子式互感器智能一次智能一次设备以太网、以太网、IEC61850IEC61850规约光光缆缆保保护护、测测控装置控装置智能智能变电变电站站过程程层（设备层）由由电子互感器、智能子互感器、智能单元、合并元、合并单元等元等远方方I/OI/O、智能、智能传感器和感器和执行行器等构成。采用器等构成。采用GOOSEGOOSE网网络跳合跳合闸机机制。制。完成一次完成一次设备开关量、模开关量、模拟量的量的采集以及控制命令的采集以及控制命令的执行等。行等。常规变电站中无过程层。新增新增设备主要有：主要有：电子互感器、子互感器、合并合并单元、交元、交换机等。机等。光光缆缆工作站工作站1 1工作站工作站2 2远动远动站站站控站控层间隔隔层过程程层电子式互感器子式互感器智能一次智能一次设备以太网、以太网、IEC61850IEC61850规约光光缆缆保保护护、测测控装置控装置常常规规、智能、智能变电变电站站 对对比比传统变电站站结构构图智能智能变电站站结构构图智能智能变电变电站的特点站的特点v数据交数据交换标换标准化准化v二次二次设备网网络化化v一次一次设备初步智能化初步智能化信息交信息交换换采用采用IEC61850IEC61850规约规约，智能，智能变电变电站中不需站中不需网关和保网关和保护护管理机管理机用光用光纤纤取代控制取代控制电缆电缆新增合并新增合并单单元、元、IEDIED、过过程程层层交交换换机机采用采用电电子式互感器、新增合并子式互感器、新增合并单单元、智能元、智能终终端、端、过过程程层层交交换换机等机等过过程程层设备层设备思考思考题题v1简述智能变电站涵义v2智能变电站与常规变电站的区别？v3.谈谈大家感受到的身边的智能电网。目目 录录智能智能变电站概念及站概念及结构构12智能智能变电站一次站一次设备 3智能智能变电站二次站二次设备 4智能智能变电站高站高级应用用 5新一代智能新一代智能变电站站 6回回顾与与总结 智能智能变电变电站一次站一次设备设备v问题二：大家回顾一下，变电站的一次设备有哪些？变变 压压 器器v变压器是电力系统交流电力能源实现转换的主要设备，能够实现不同电压等级的电力能源的相互转换以便于电力系统的连接，优化电力能源的传输。断断 路路 器器断断 路路 器器v断路器概念：断路器概念：断路器概念：断路器概念：n接通或断开电力系统各设备连接的重要设备。v断路器特点：断路器特点：断路器特点：断路器特点：n它配置有相对完善的熄灭电弧的装置，具备断开电力系统的负荷电流和故障电流能力。v断路器作用：断路器作用：断路器作用：断路器作用：n系统正常运行时根据需要改变电力系统的连接关系，调节潮流；n系统故障时断开故障电流切断故障设备与系统的电气连接。隔隔 离离 开开 关关隔隔 离离 开开 关关v隔离开关概念：隔离开关概念：隔离开关概念：隔离开关概念：n改变电力系统各设备连接方式（运行方式）的主要设备。v隔离开关特点：隔离开关特点：隔离开关特点：隔离开关特点：n它没有熄灭电弧的装置，不具备断开电力系统的大负荷电流和故障电流能力；n断路器断开回路后、等电位和设备空载的情况下操作。v隔离开关作用：隔离开关作用：隔离开关作用：隔离开关作用：n系统正常运行时根据需要改变电力系统的运行方式；n断开检修设备与系统的电气连接，形成明显的断开点，隔离检修设备。接接 地地 开开 关关无无 功功 补补 偿偿 设设 备备v问题三：电力系统有哪些无功补偿设备？电容器、容器、电抗器、抗器、SVCSVC（静（静态无功无功补偿装置）装置）无无 功功 补补 偿偿 设设 备备无无 功功 补补 偿偿 设设 备备互互 感感 器器气体气体绝缘绝缘金属封金属封闭闭开关开关设备设备vv气体气体气体气体绝缘绝缘绝缘绝缘金属封金属封金属封金属封闭闭闭闭开关开关开关开关设备设备设备设备（Gas Insulated metal-enclosed Gas Insulated metal-enclosed Gas Insulated metal-enclosed Gas Insulated metal-enclosed SwitchgearSwitchgearSwitchgearSwitchgear，简简简简称称称称GISGISGISGIS）将断路器、隔离开关、接地开关、母）将断路器、隔离开关、接地开关、母）将断路器、隔离开关、接地开关、母）将断路器、隔离开关、接地开关、母线线线线、互感、互感、互感、互感器、避雷器、套管、器、避雷器、套管、器、避雷器、套管、器、避雷器、套管、电缆终电缆终电缆终电缆终端、油气套管等主要元件端、油气套管等主要元件端、油气套管等主要元件端、油气套管等主要元件组组组组合封合封合封合封闭闭闭闭在接地在接地在接地在接地的金属壳体内，并充以一定的金属壳体内，并充以一定的金属壳体内，并充以一定的金属壳体内，并充以一定压压压压力的力的力的力的SF6SF6SF6SF6气体作气体作气体作气体作为绝缘为绝缘为绝缘为绝缘介介介介质质质质和和和和灭灭灭灭弧介弧介弧介弧介质质质质。气体气体绝缘绝缘金属封金属封闭闭开关开关设备设备GIS设备设备的的优势优势v结构紧凑，占用空间小，节省占地。v模块化设计，运输方式灵活，现场安装、调试周期短；v内部元件设备密封于高压SF6气体中，不受外部环境的影响，运行稳定可靠，维护工作量极小。v元件设备集中安装便于进行在线监测。v全部设备均采用电动操作机构，便于实现远程自动控制。v各设备间除设置机械连锁外还设置操作电气回路连锁回路，操作安全性好。v问题四：以上都是常规一次设备，我们怎么实现一次设备的智能化？一次一次设备设备智能化智能化智能组件一次设备v 由若干智能电子装置（IED）的集合，安装于宿主设备旁，承担与宿主设备相关的测量、控制和监测等功能；在满足相关标准要求时，还可集成相关计量、保护等功能。一次一次设备设备智能化智能化一次设备测量数字化控制网络化状态可视化信息互动化功能一体化一次一次设备设备智能化智能化一次设备测量数字化控制网络化状态可视化信息互动化功能一体化1.传统测量全部就地数字化测量2.重要参量由接点信息转化为连续测量信息（如油压、气体聚集量等）3.增加测点（如底层油温等）一次一次设备设备智能化智能化一次设备测量数字化控制网络化状态可视化信息互动化功能一体化1.将通过模拟电缆实施的控制升级为基于IEC61850 的网络化控制2.主要参量控制转变为基于多参量聚合的智能控制一次一次设备设备智能化智能化一次设备测量数字化控制网络化状态可视化信息互动化功能一体化1.设备运行状态、控制状态、可靠性状态的就地分析2.满足监控、调度、生产之信息需求一次一次设备设备智能化智能化一次设备测量数字化控制网络化状态可视化信息互动化功能一体化1.设备内测量、控制、计量、监测、保护IED之间的信息互动2.智能设备与站监控系统的信息互动3.智能设备与调度(远动)的信息互动4.智能设备与生产(信息监测子站)的信息互动一次一次设备设备智能化智能化一次设备测量数字化控制网络化状态可视化信息互动化功能一体化1.传感器与高压设备的一体化2.传统一次与二次的一体化3.互感器与变压器、GIS、断路器等的一体化一次一次设备设备智能化的意智能化的意义义v在常规变电站运行监控的基础上完善了变电站设备的监控措施；v提高了变电站一次设备的监控质量；v为设备状态检修和变电站远方巡视提供技术依据。智能智能设备设备的的实现实现Intelligent Electronic Device,带有处理器、具有以上全部或部分功能的一种电子装置IED接收或发送数据B执行控制指令D采集或处理数据A接收或发送控制指令C变压变压器在器在线监测线监测油 箱冷却器储油柜出线套管变压变压器在器在线监测线监测TTDGAH2OGR测量IEDOLTC控制IED冷却装置控制IED监测主IED局部放电监测IED油中溶解气体IED绕组光纤测温IED非电量保护IEDIPDOLTCC过程层网络站控层网络合并单元CTCTTTOTOTOTOT智能智能变压变压器主要功能器主要功能v运行可靠性评估n绝缘故障预警n有载分接开关机械、电气寿命评估与预警v控制可靠性评估n有载分接开关控制可靠性n负载能力评估n故障时的负载控制n急救时的负载控制v智能控制技术n有载分接开关的智能闭锁控制（过压、欠压、过流、高粘稠度）n有载分接开关的智能主从控制n冷却装置的节能与智能控制主主变导入式局放入式局放传感器感器主主变内置式局放内置式局放传感器感器主主变缝隙式局放隙式局放传感器感器主主变光光纤绕组测温光温光纤引出接口引出接口主主变铁心接地心接地电流流传感器感器变压器套管器套管绝缘在在线监测1避雷器监测IED局放监测IED工况信息IED主IED2铁心接地电流监测IEDOLTC监测IED套管绝缘监测 IED3光纤绕组温度监测IED（8通道）油中气体及微水监测IED过程层交换机MDD3000T主主变配置的智能配置的智能设备站内MDD 3 0 0 0 T系统组成结构GIS 气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated metal-enclosed Switchgear，简称GIS）将断路器、隔离开关、接地开关、母线、互感器、避雷器、套管、电缆终端、油气套管等主要元件组合封闭在接地的金属壳体内，并充以一定压力的SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质。母母线三相共箱、其余分箱式三相共箱、其余分箱式结构构设备全三相分箱式全三相分箱式结构构双母双母线线接接线线出出线线一次系一次系统图统图v问题五：某变电站220kV侧为双母线接线方式，试画出220kV某一出线间隔一次系统接线图。GIS设备认设备认知知总体体结构构现场运行运行图片片汇控箱断路器互感器线路侧地刀出线刀闸快速接地开关避雷器套管母线侧地刀母线快速隔离开关快速隔离开关母线智能开关智能开关设备设备示意示意图图开关设备控制器测量 IED测控装置监测主 IED合并单元SUSUMMMMMWTWTPTPWPPDPDPD局部放电监测IEDRTRTRTRT机械状态监测IEDVIS站控层网络过程层网络智能开关智能开关设备设备主要功能主要功能v运行可靠性评估n故障预警n断路器触头机械寿命、电寿命评估与预警v控制可靠性评估n闭锁时间评估n机械性卡滞风险及顺序控制失败反馈v负载能力评估v智能控制n智能联锁n支持顺序控制n选相操作技术主主动动控制保控制保护护技技术术v何谓主动控制保护？n事后、被动变为事前、主动n更加着眼于电网安全和供电安全n策略是基于电网安全而不是设备安全v主动保护控制技术n基于故障预知的主动隔离n故障预案（如负载转移）n基于故障预知的主动决策（断路器闭锁）主主动动保保护护控制技控制技术术示意示意图图信息信息220kV10kV站控层网络保保护保保护ii调度（调控）中心数据通信网关机思考思考题题v1.电力系统中有哪些一次设备？各种一次设备在电力系统中起什么作用？v2.如何实现一次设备智能化？v3.变压器在线监测由哪些部分组成？v4.什么是“五防”？目目 录录智能智能变电站概念及站概念及结构构12智能智能变电站一次站一次设备 3智能智能变电站二次站二次设备 4智能智能变电站高站高级应用用 5新一代智能新一代智能变电站站 6回回顾与与总结 问题问题的提出的提出v问题六：变电站二次系统包括哪些组成部分？智能智能变电变电站二次站二次设备设备体系体系结构构站控站控层关关键设备过程程层关关键设备间隔隔层关关键设备网网络通通信信分分析析系系统智智能能接接口口机机信信息息一一体体化化平平台台远动终端端智智能能变电站站监控控系系统故故障障录波波器器安安全全稳定定装装置置 电能能计量量装装置置保保护装装置置测控控装装置置智智能能终端端电子子式式互互感感器器合合并并单元元智智能能组件件智能变电站网络结构（一）智能（一）智能变电站站继电保保护v继电保保护数字化演数字化演变v电子式互感器子式互感器v过程程层技技术v合并合并单元元v智能智能终端端v交交换机机v继电保保护装置装置v继电保保护基本技基本技术原原则v继电保保护工程工程实例例继电继电保保护护数字化演数字化演变变智能终端传统微机保护二次二次设备和一次和一次设备功能重新定位：功能重新定位：ECT一次一次设备智能化智能化IED数字化保护SV光纤GOOSE电电子式互感器子式互感器v电子式互感器通常由传传感模感模块块和合并合并单单元元两部分构成，传感模块又称远端模块,安装在高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。合并单元安装在二次侧，负责对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。电压等级越高电子式互感器优势越明显。一次电流（电压）传感器一次转换器传输系统二次转换器合并单元A相电子式电流（电压）互感器相电子式电流（电压）互感器相电子式电流（电压）互感器保护、测控IEC60044-8IEC61850-9-1/2常常规规互感器与互感器与电电子式互感器的比子式互感器的比较较电电子式互感器分子式互感器分类类v按一次传感部分是否需要供电划分n有源式电子互感器n无源式电子互感器v按应用场合划分nGIS结构的电子互感器nAIS结构(独立式)电子互感器n直流用电子式互感器电电子式互感器分子式互感器分类类有源有源电电子式互感器子式互感器结结构构 独立型独立型电子式互感器子式互感器结构构有源有源电电子式互感器子式互感器结结构构 电容分容分压、电感分感分压、电阻分阻分压远端模块独立型独立型电子式互感器子式互感器结构构有源有源电电子式互感器子式互感器现现状及存在状及存在问题问题v国内主流厂家的产品总体来说其运行情况较好，部分厂家由于技术积累较少，产品运行暴露出的问题相对多些。v存在问题：n一类是产品设计及选用器件有关的问题，例如开关操作引起电子式互感器采样异常甚至造成采集器损坏、测量误差波动较大等。n另一类是与生产工艺、生产过程的质量控制不严、产品安装调试规程不完善及现场施工不规范等有关，例如接线松动引起信号不稳、光纤损耗偏大等。无源无源电电子式子式电电流互感器的流互感器的结结构构 无源无源电电子式子式电电流互感器的工作原理流互感器的工作原理普通光普通光起偏器起偏器偏振光偏振光磁光材料磁光材料磁磁场 B检偏器偏器Faraday旋光角旋光角 光学光学电电流互感器流互感器法拉第磁旋光效法拉第磁旋光效应（1846年）年）入射光入射光出射光出射光电流流旋旋转角角 与与电流流I成正比关系成正比关系存在存在问题问题v精度问题，光学互感器小信号传变精度、线性度较差，离散度大，多数光学电流互感器在一次电流较小时难以达到0.2s级的精度要求。v产品稳定性问题，部分厂家的光学互感器长期运行稳定性差，运行一段时间后其输出电流值可能产生较大偏差。同时振动对其有一定的影响。存在存在问题问题v温度问题，光学电流互感器易受温度影响，需采用专门措施解决。v供货方面,光学互感器采用部分进口元器件，供货时间和供货能力受到限制。v成本方面，光学互感器需要用两套光路实现双AD功能，与其它原理互感器相比，其成本高出不少。过过程程层层技技术术v智能变电站过过程程层层网网络络相当于常规变电站的二次二次电缆电缆，各IED之间的信息通过报文交换，信息回路主要包括SV采样、GOOSE开入和开出。v从结构上讲，智能变电站可分为站控层设备、间隔层设备、过程层设备、站控层网络和过程层网络，即“三三层层两网两网”。间间隔隔层设备层设备跨两个网跨两个网络络。v从功能实现上讲，智能变电站可分为过程层（含设备和网络）和站控层。过过程程层层面向一次面向一次设备设备，站控，站控层层面向运行和面向运行和继继保人保人员员。智能智能变电站站过程程层特点特点过过程程层层技技术术v电子式互感器子式互感器n实现采样的数字化v合并合并单元元n实现采样的共享化v智能智能终端端n实现开关、刀闸开入开出命令和信号的数字化v过程程层交交换机机过程程层设备：过过程程层层技技术术过程层信息可分为两种：vSV：周期性采样信号，要求保证传输的实时性和快速性。vGOOSE：事件驱动的开入开出信号。实时性和可靠性要求高。过程程层信息的信息的传输要求准确、可靠、快速要求准确、可靠、快速过程程层信息信息传输合并合并单单元元传统微机保护ECTIED数字化保护SV光纤合并合并单单元元vMU的必要性：的必要性：n电子式互感器的远端模块输出没有统一规定，各厂家使用的原理、介质系数、二次输出光信号含义不相同。因此，电子式互感器输出的光信号需要同步、系数转化等处理后，以统一的数据格式供二次设备使用。否则，电子式互感器无法与二次设备通信。n合并单元是电子式互感器接口的重要组成部分。合并合并单单元元vMU的功能：n采集多路电子式互感器的光数字信号，并组合成同一时间断面的电流电压数据，按照标准规定的统一的数据格式输出给过程层总线。合并合并单单元元vMUMU的采的采样样同步：同步：MU利用同步时钟同步电子式互感器的采样，同步可采用同步法或插值法，采样的同步误差不大于1us。A、同步法：由MU向电子互感器发送采样脉冲。B、插值法：电子互感器各自独立采样，并将采样的一次电流或电压数据以固定延时时间发送至MU，MU以同步时钟为基准插值。vMUMU的采的采样频样频率：率：4000Hz（80点：保护、测量）或12800Hz（256点：电能质量）。合并合并单单元元vMUMU的的时钟时钟同步：同步：A、MU同步方式：pps、IRIG-B（DC）。B、MU守时要求：失去同步时钟信号10min内守时误差小于4us。C、MU失步信号处理：失去同步时钟信号且超出守时范围的情况下，应产生数据同步无效标志。合并合并单单元元-现场现场运用运用实实例例线线路路间间隔合并隔合并单单元接元接线线母母线间线间隔合并隔合并单单元接元接线线智能智能终终端端智能终端传统微机保护ECTIED数字化保护SV光纤GOOSE智能智能终终端端智能智能终端的主要功能端的主要功能智能智能终端端GOOSE GOOSE 网网GOOSEGOOSE点点对点点硬接点硬接点2 2）上）上传开关刀开关刀闸位置信号位置信号一次一次设备的数字接口：的数字接口：1 1）接收保）接收保护动作信息作信息/分合分合闸信号信号/控制信号控制信号接收各种接收各种对一次一次设备的操作命令的操作命令智能智能终终端端v智能控制功能智能控制功能n系系统故障故障时快速开断，其它情况低速开断，提高寿命快速开断，其它情况低速开断，提高寿命n选相相分分闸：各各相相在在各各自自的的电流流过零零点点依依次次分分闸，提提高高开开断能力断能力n集成集成检同期和自同期和自动重合重合闸功能（功能（试探探自适自适应）智能智能终端端应具具备的附加功能的附加功能v状状态监视与状与状态检修修n跳跳闸回路的完好性，回路的完好性，弹簧簧储能，气体能，气体压力，力，线圈圈监视等等n状状态评估估/故障故障预报/检修修计划划交交换换机机v交交换机的定机的定义：switchswitch 一种有源的网络元件。交换机连接两个或多个子网，子网本身可由数个网段通过转发器连接而成。交换机为有源元件，降低了保护的可靠性。v过程程层交交换机的管理机的管理 智能变电站过程程层交交换机要与机要与继电保保护同等同等对待待。将交换机的VLAN及所属端口、多播地址端口列表、优先级描述等配置作为定值管理。交交换换机机v网网络风络风暴的定暴的定义义：在以太网介质中，当网络数量迅速膨胀，远大于正常时的流量，直到交换机端口过于繁忙或链路无法承受数据包丢失而失去稳定，这种导致网络无法正常通信的情况称之为网络风暴。也称为广播风暴。交交换换机机v网网络风络风暴的成因：暴的成因：A、广播节点太多。交换机会将广播包发到所有物理端口，以保证所有主机都能收到。一般当网络节点数大于300时，如果不隔离广播域就容易出现广播流量大的情况，产生网络风暴。B、网卡损坏。损坏的网卡，有可能不停地向交换机发送大量无用的数据包，导致网络风暴C、链路环路（LOOP）。当物理链路存在环路时，广播数据包会沿着环路不断传播且会无限循环下去。继电继电保保护护装置装置传统微机保护传统微机保微机保护组成成结构构电缆电缆继电继电保保护护装置装置继电继电保保护护装置装置智能终端传统微机保护ECTIED数字化保护SV光纤GOOSE传统传统站微机保站微机保护护配置配置智能站微机保智能站微机保护护配置配置传统传统与智能站微机保与智能站微机保护护接接线线端子端子对对比比保保护护的程序化操作的程序化操作 常常规保保护设备压板投退操作板投退操作需要两需要两位运行人位运行人员，监护人人对着操作票着操作票读“操作内容操作内容”，工作班成，工作班成员核核对压板命名并复述核板命名并复述核对正确后正确后进行操作。行操作。操作完操作完毕后由后由监护人人检查压板投退是否正确，板投退是否正确，操作一操作一块压板需要板需要1-21-2分分钟。多。多块压板的投退操作需板的投退操作需要重复多次，效率低并且容易要重复多次，效率低并且容易发生生误操作操作 。传统传统站微机保站微机保护压护压板板图图保保护护的程序化操作的程序化操作智能化智能化变电站站采用采用6185061850通信通信协议。数字化。数字化保保护屏上只保留一屏上只保留一块“投投检修状修状态”硬硬压板，取板，取消其余全部硬消其余全部硬压板，其功能全部由板，其功能全部由软压板板实现，实现了二次了二次设备程序化操作。程序化操作。智能站保智能站保护装置装置还可可远方投退方投退软压板、板、远方切方切换保保护定定值区域等。区域等。缩短操作短操作时间、提高操作效率，、提高操作效率，防止防止误操作操作发生，提高生，提高变电站的安全水平。站的安全水平。继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则220kV220kV及及以以上上电压等等级继电保保护系系统应遵遵循循双双重重化化配配置置原原则，每每套套保保护系系统装装置置功功能能独独立立完完备、安安全全可可靠靠。双双重重化化配配置置的的两个两个过程程层网网络应遵循完全独立的原遵循完全独立的原则。释义220kV220kV及以上及以上电压等等级继电保保护装置装置应遵循双重化配置原遵循双重化配置原则特特别说明明母母联保保护3/23/2接接线断路器保断路器保护继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则双重化配置保双重化配置保护对应的的过程程层合并合并单元、智能元、智能终端均端均应双重双重化配置（包括主化配置（包括主变中低中低压侧）。）。示示意意图线路路间隔隔合并合并单元元2 2智能智能终端端2 2线路保路保护2 2合并合并单元元1 1智能智能终端端1 1线路保路保护1 1继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则过程程层网网络按按电压等等级组网。网。双重化配置的保双重化配置的保护及及过程程层设备，第一套接入，第一套接入过程程层A A网，第二套接网，第二套接入入过程程层B B网。网。为防止相互干防止相互干扰，两网之，两网之间应完全独立。完全独立。举例例合并合并单元元1 1智能智能终端端1 1线路保路保护1 1GOOSEGOOSE交交换机机1 1SVSV交交换机机1 1合并合并单元元2 2智能智能终端端2 2线路保路保护2 2GOOSEGOOSE交交换机机2 2SVSV交交换机机2 2继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则 按按照照国国家家标准准GB/T GB/T 1428514285要要求求“除除出出口口继电器器外外，装装置置内内的的任任一一元元件件损坏坏时，装装置置不不应误动作作跳跳闸”。智智能能变电站站中中的的电子子式式互互感感器器的的二二次次转换器器（A/DA/D采采样回回路路）、合合并并单元元（MUMU）、光光纤连接接、智智能能终端端、过程程层网网络交交换机机等等设备内内任任一一个个元元件件损坏坏，除除出出口口继电器器外外，不不应引起保引起保护误动作跳作跳闸。释义电子式互感器内子式互感器内应由两路独立的采由两路独立的采样系系统进行采集，每路采行采集，每路采样系系统应采用双采用双A/DA/D系系统，接入，接入MUMU，每个，每个MUMU输出两路数字采出两路数字采样值由同一路通道由同一路通道进入一套保入一套保护装置。装置。继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则 保保护护装置装置应应不依不依赖赖于外部于外部对时对时系系统实现统实现其保其保护护功能。功能。释义1.1.保保护采用点采用点对点直接采点直接采样，采，采样同步不依同步不依赖于外部于外部时钟。2.2.保保护装置接入外部装置接入外部对时信号，但信号，但对时信息不参与信息不参与逻辑运算。运算。继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则 保保护应直接采直接采样，对于于单间隔的保隔的保护应直接跳直接跳闸，涉及多，涉及多间隔的保隔的保护（母（母线保保护）宜直接跳）宜直接跳闸。对于涉及多于涉及多间隔的保隔的保护（母（母线保保护），如确有必要采用其他跳），如确有必要采用其他跳闸方式，相关方式，相关设备应满足保足保护对可靠性和快速性的要求。可靠性和快速性的要求。1.1.同同智能智能变电站技站技术导则6.6.c)6.6.c)条，条，强调直接采直接采样直接跳直接跳闸。2.2.“直采直跳直采直跳”原原则是本是本规范的基本原范的基本原则。括号内的母。括号内的母线保保护不不是列是列举的意思，母的意思，母线保保护也必也必须遵循此原遵循此原则。释义继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则 直接采直接采样：智能：智能电子子设备不不经过以太网交以太网交换机以机以SVSV点点对点点连接方式直接接方式直接进行采行采样值传输。示示意意图线路保路保护母母线保保护电流合并流合并单元元其他保其他保护SVSV光光纤点点对点点继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则 直接跳直接跳闸：保：保护设备与本与本间隔智能隔智能终端之端之间不不经过以太网交以太网交换机以机以GOOSEGOOSE点点对点点连接方式直接接方式直接进行跳合行跳合闸信号的信号的传输。示示意意图线路保路保护母母线保保护智能智能终端端其他保其他保护GOOSEGOOSE光光纤点点对点点继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则 继电保保护设备与本与本间隔智能隔智能终端之端之间通信通信应采用采用GOOSEGOOSE点点对点通信方式；点通信方式；继电保保护之之间的的联闭锁信息、失灵启信息、失灵启动等信息宜采等信息宜采用用GOOSEGOOSE网网络传输方式。方式。1.1.继电保保护之之间的的联闭锁、失灵启、失灵启动等信息宜采用等信息宜采用GOOSEGOOSE网网络传输方式。方式。2.2.对快速性要求不高的保快速性要求不高的保护采用网采用网络方式（方式（经过交交换机）跳机）跳闸。例如：例如：3/23/2接接线的的边断路器失灵保断路器失灵保护跳相跳相邻断路器通断路器通过GOOSEGOOSE网网络接入母接入母线保保护和中断路器智能和中断路器智能终端跳相关断路器。端跳相关断路器。3.3.断路器位置接点断路器位置接点经点点对点和网点和网络传输，本，本间隔采用隔采用GOOSEGOOSE点点对点方式，点方式，间隔隔间采用采用GOOSEGOOSE网网络方式。方式。释义继电继电保保护护基本技基本技术术原原则则 在技在技术先先进、运行可靠的前提下，可采用、运行可靠的前提下，可采用电子式互感器。子式互感器。1.1.同同330kV330kV750kV750kV智能智能变电站站设计规范范4.3.c)4.3.c)条。条。2.2.电