《数字化变电站的建设.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字化变电站的建设.ppt（59页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、数字化变电站的建设,南京南瑞继保电气有限公司 2006年4月,数字化变电站,变电站的数字化是一个不断发展的过程 数字化变电站是由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。,数字化变电站,电子式互感器 智能化开关设备 网络化二次设备 IEC61850的应用,数字化变电站,数字化是手段，不是目的。 确保安全性、可靠性和经济性 实际生产上的迫切需要 技术管理上的现实可能 积极探索，稳妥推进,IEC61850,相关标准 IEC 61850-SER Communication ne
2、tworks and systems in substations DL 860系列标准 变电站通信网络和系统(IEC61850 IDT),IEC61850,要解决的主要问题 网络通信 信息共享和互操作,IEC61850,IEC61850是国际电工委员会TC57工作组制定的变电站通信网络和系统系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准，也将成为电力系统从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝连接的通信标准，还可望成为通用网络通信平台的工业控制通信标准。,IEC61850,互操作 信息分层 站控层、间隔层、过程层 面向对象的数据对象统一建模 逻辑设备、逻辑节点、数据对象、属
3、性 信息自我描述 抽象服务通信接口,IEC61850,采样值,A公司保护,B公司保护,智能一次设备,保护测试仪,以太网,2. 跳闸,4. 重合,3. 新位置,5. 新位置,GOOSE应用演示,IEC61850,互操作试验 2005年05月10日至11日 2005年10月18日至19日 2006年01月16日至18日,IEC61850,实施方案 新建站 后台监控系统、二次设备采用支持IEC61850的产品 少数不支持IEC61850的设备通过网关转接 改扩建站 改造后台监控系统，使之支持IEC61850 扩建间隔采用支持IEC61850的二次设备 升级在运行二次设备的网卡或者网关,IEC6185
4、0,关键技术 符合标准的系统建模和设备建模 基于IEC61850-9-1和9-2的采样值传送 基于GOOSE的设备之间的快速数据交换 功能规范、设计规范 运行操作和维护规程,IEC61850,效益 网络通讯条件下，设备之间的互操作 扩展二次功能，整合二次功能 面向对象统一建模 确保模型和数据的一致性 降低数据管理费用 简化数据维护,电子式互感器,相关标准 IEC 60044-7:1999 Instrument transformers - Part 7: Electronic voltage transformers IEC 60044-8:2002 Instrument transforme
5、rs - Part 8: Electronic current transformers GB/T xxxxx.7-200x互感器-第7部分：电子式电压互感器（IEC 600447：1999，MOD）(制订中) GB/T xxxxx.8-200x互感器-第8部分：电子式电流互感器（IEC 60044-8：2002，MOD）(制订中),电子式互感器,常规互感器 绝缘复杂 体积大、重量重 CT动态范围小，有磁饱和 电磁式PT易产生铁磁谐振 CT二次输出不能开路,电子式互感器 绝缘简单 体积小、重量轻 CT动态范围宽，无磁饱和 PT无谐振现象 CT二次输出可以开路,电压等级越高，电子式互感器优势越明
6、显 中低电压等级使用电子式互感器意义不大 高压直流输电换流站、串补平台,电子式互感器,相关标准 IEEE C37.92-2005 IEEE Standard for Analog Inputs to Protective Relays from Electronic Voltage and Current Transducers IEEE PC37.235-200x Guide for the Application of Rogowski Coils used for Protective Relaying Purposes (制订中) IEEE C37.xx-200x Guide for
7、Application of Optical Current and Optical Voltage Systems for Protective Relaying (制订中),电子式互感器,无源电子式互感器 Faraday磁光效应（电流互感器） Pockels电光效应（电压互感器） 利用光纤传输传感信号 传感头部分不需电子电路及其电源 独立安装的互感器的理想解决方案,电子式互感器,电子式互感器,电子式互感器,全光纤电流互感器,电子式互感器,无源电子式互感器的关键技术及难点 光学传感材料 传感头的组装技术 微弱信号检测 温度对精度的影响 振动对精度的影响 长期稳定性,电子式互感器,有源电子式C
8、T、PT 利用电磁感应等原理感应被测信号 CT：空心线圈(RC)；小铁芯线圈(LPCT) PT：电阻、电容、电感分压 传感头部分具有需用电源的电子电路 利用光纤传输数字信号 用于GIS或者罐式断路器更方便 HVDC换流站、串补平台,电子式互感器,电子式互感器,电子式互感器,有源电子式互感器的关键技术及难点 供电技术(GIS、罐式断路器例外) 激光；小CT；分压器；光电池 远端电子模块的可靠性,电子式互感器,电子式互感器,电子式互感器,合并单元： 合并三相信号 同步 分配信号给二次设备,电子式互感器,输出 模拟量 ECT：4V（测量）及200mV（保护） EVT：4V 数字量 ECT：2D41H
9、（测量）及01CFH（保护） EVT：2D41H 电子式互感器不一定是“数字化”,电子式互感器,实用化实施方案 新建站 110kV数字接口的电子式互感器及其配套的二次设备 35kV常规互感器或模拟接口的电子式互感器 主变保护：各侧不全是电子式互感器 线路纵联保护：对侧常规设备 改扩建站 只在新建间隔采用电子式互感器及其配套二次设备 变压器保护、母线保护更换为适应电子式互感器的设备，同时要能够接收常规互感器的信号。,电子式互感器,关键技术 二次接口 互感器的安装位置、合并单元的配置方案 各个二次设备共享数字信号 采样数据的同步三相电流电压之间、差动保护 计量系统 互感器的可靠性 、稳定性 通信、
10、供电、远端模块 运行维护规程,电子式互感器,实用化的效益 简化互感器绝缘结构，减少体积和重量 避免电流互感器饱和 避免电压互感器的电磁谐振 改善暂态特性的同时确保稳态精度。 保护、测量、计量等二次设备共享信号，降低成本，提高性能。,智能化开关设备,相关标准 IEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies with digital interfaces based on IEC 61850 (制订中) IEC/TR 62063:1999 High-voltage switchgear and control gear - The use of
11、 electronic and associated technologies in auxiliary equipment of switchgear and control gear,智能化开关设备,智能开关设备的定义 IEC62063:1999 具有较高性能的开关设备和控制设备，配有电子设备、传感器和执行器，不仅具有开关设备的基本功能，还具有附加功能，尤其在监测和诊断方面。,智能化开关设备,在线监视功能 智能控制功能 数字化的接口 电子操动,智能化开关设备,在线监视功能 电、磁、温度、开关机械、机构动作 状态检修 状态监测 状态评估 检修计划 监测系统的成本、可信度、可靠性,智能化开关设
12、备,智能控制功能 最佳开断 定相位合闸 定相位分闸 顺序控制,智能化开关设备,数字化的接口 位置信息 其它状态信息 分合闸命令,智能化开关设备,开关的电子操动 变机械储能为电容储能 变机械传动为变频器通过电机直接驱动 机械运动部件减少到一个 机械系统的可靠性提高 电子电路的寿命、可靠性成为关键,智能化开关设备,实施方案 方案1:间隔级智能终端 方案2:操动机构智能终端 现阶段：利用现有的成熟的二次技术，结合传统开关设备，提升智能化水平,智能化开关设备,功能 保护：电机过热，超时，开关位置不一致 智能化监视 智能化控制 联锁 电机控制 顺序控制,智能化开关设备,智能化开关设备,优势 节约占地 节
13、省电缆 现场投运工作量小，投运周期短 减少人为失误 控制回路优化 与互感器的电气距离缩短 在线监测,智能化开关设备,关键技术 智能模块的高可靠性设计技术 恶劣环境：EMI、振动、湿热 相应的检验、运行维护规程,智能化开关设备,效益 状态信息和分合命令通过光纤传送，节约二次电缆。 实现状态检修，提高可靠性，降低维护成本 实现智能控制 自适应开断，获得最佳效果，延长开关寿命 选相合闸，减少涌流，降低过电压，取消合闸电阻； 选相分闸，提高断路器的实际开断能力,网络化二次设备,相关标准，同 电子式互感器 智能化开关 IEC61850,网络化二次设备,要解决的问题 适应IEC61850的需要 适应电子式
14、互感器的应用 适应智能化开关的需要,网络化二次设备,平台 高性能的DSP、MCU 大容量存储器 大规模可编程逻辑器件 100M网络接口 工业用实时多任务操作系统,网络化二次设备,基于IEC61850的 测控装置、保护装置、保护测控一体化装置、远动装置、网关 后台监控系统 与电子式互感器配套的 合并单元 保护测控装置,网络化二次设备,关键技术 高性能的硬件、软件平台 网络化计量系统的认证 相应的检验、运行维护规程,网络化二次设备,效益 提供必要条件 IEC61850 电子式互感器 智能化开关,结论,数字化变电站是变电站自动化技术的发展方向 数字化变电站的建设应从生产上的迫切需要出发，考虑技术上、管理上的现实可能，积极探索，稳妥推进。,结论,IEC61850 首先应用于间隔层和站控层 后台 二次设备 逐步拓展到过程层 互感器 开关,结论,电子式互感器 有源电子式互感器 GIS和罐式断路器 无源电子式互感器 努力完成实用化研究,结论,智能化开关设备 成熟的二次技术结合传统开关设备，提升智能化水平,结论,建设目标 生产需要、技术发展、实施难度、管理可接受程度 近期目标 站控层、间隔层实现基于IEC61850的通信 中期目标 电子式互感器的实用化 远期目标 一次设备的智能化、网络化,谢谢各位,