智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

1、智能變電站概況智能變電站概況 培培 訓(xùn)訓(xùn) 內(nèi)內(nèi) 容容 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 以太網(wǎng)傳輸技術(shù)以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 現(xiàn)階段智能變電站的四種模式現(xiàn)階段智能變電站的四種模式 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)智能變電站關(guān)鍵技術(shù) 智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù) 1 1、智能變電站的基本概念、智能變電站的基本概念 智能變電站是指變電站信息采集、傳輸、處理、輸出智能變電站是指變電站信息采集、傳輸、處理、輸出 過程全部智能過程全部智能, ,其基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)其基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò) 化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運(yùn)行管理自動(dòng)化?；?、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運(yùn)行管理自動(dòng)化。 一

2、、智能變電站概況一、智能變電站概況 智能變電站分三智能變電站分三 層結(jié)構(gòu)，涵蓋不層結(jié)構(gòu)，涵蓋不 同電壓系統(tǒng)。同電壓系統(tǒng)。 智能變電站定義：智能變電站定義： 采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以 全站信息智能化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化 為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、 計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí) 自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高 級功能的變電站。 一、智能變電站概況一、智能變電站概況 智能變電站的四個(gè)基本特征智能變電站的四個(gè)基本特征 智能設(shè)備：智能設(shè)備：先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保 基本要求基本要求：全站信息智能化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)

3、化、信息 共享標(biāo)準(zhǔn)化 基本功能：基本功能：自動(dòng)完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、 計(jì)量和監(jiān)測等 高級功能高級功能：可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能 調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等 相互關(guān)系相互關(guān)系 設(shè)備是基礎(chǔ)，智能化是手段，可靠、高效是目的 一、智能變電站概況一、智能變電站概況 智能變電站是智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容智能變電站是智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容 智能變電站是智能電網(wǎng)智能變電站是智能電網(wǎng) 的重要基礎(chǔ)和支撐節(jié)點(diǎn)的重要基礎(chǔ)和支撐節(jié)點(diǎn) 智能智能 電網(wǎng)電網(wǎng) 輸電輸電發(fā)電發(fā)電 變電變電 配電配電 調(diào)度調(diào)度 用電用電 變電領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)是智變電領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)是智 能變電站能變電站 一、智能變電站概況一、智能變電站概

4、況 2、變電站的發(fā)展歷程、變電站的發(fā)展歷程 光網(wǎng)路 光網(wǎng)路 電纜 電網(wǎng)路 電纜 電纜 數(shù)字變電站綜自變電站模擬式變電站 微機(jī)保護(hù)測控 電子式互感器 電磁型互感器 微機(jī)保護(hù)測控 微機(jī)監(jiān)控 電磁型互感器 模擬式保護(hù) 控制盤、指針表 過程 現(xiàn)場 微機(jī)監(jiān)控 監(jiān)控 控制層 管理層 接口層 光網(wǎng)路 光網(wǎng)路 電纜 電網(wǎng)路 電纜 電纜 數(shù)字變電站綜自變電站模擬式變電站 微機(jī)保護(hù)測控 電子式互感器 電磁型互感器 微機(jī)保護(hù)測控 微機(jī)監(jiān)控 電磁型互感器 模擬式保護(hù) 控制盤、指針表 過程 現(xiàn)場 微機(jī)監(jiān)控 監(jiān)控 控制層 管理層 接口層 光網(wǎng)路 光網(wǎng)路 電纜 電網(wǎng)路 電纜 電纜 智能變電站綜自變電站模擬式變電站 微機(jī)保護(hù)

5、測控 電子式互感器 電磁型互感器 微機(jī)保護(hù)測控 微機(jī)監(jiān)控 電磁型互感器 模擬式保護(hù) 控制盤、指針表 過程 現(xiàn)場 微機(jī)監(jiān)控 一、智能變電站概況一、智能變電站概況 傳統(tǒng)傳統(tǒng)變電站變電站 網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)：監(jiān)控系統(tǒng)由站控層、間隔層兩層監(jiān)控系統(tǒng)由站控層、間隔層兩層 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。未統(tǒng)一建模，采用多種規(guī)約，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。未統(tǒng)一建模，采用多種規(guī)約， 變電站存在監(jiān)控、保護(hù)、變電站存在監(jiān)控、保護(hù)、PMUPMU等多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。等多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 設(shè)備：設(shè)備：互感器、一次設(shè)備通過常規(guī)控制互感器、一次設(shè)備通過常規(guī)控制 電纜硬接線方式實(shí)現(xiàn)與間隔層設(shè)備互感器電纜硬接線方式實(shí)現(xiàn)與間隔層設(shè)備互感器 模擬量、開關(guān)量的信息交換。模擬量、開關(guān)量的信息交

6、換。 站控層：站控層： 站控層設(shè)備由帶數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)、操作站控層設(shè)備由帶數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)、操作 員工作站、遠(yuǎn)方通信接口等組成。員工作站、遠(yuǎn)方通信接口等組成。 間隔層：間隔層： 間隔層主要包括變電站的保護(hù)、測控、間隔層主要包括變電站的保護(hù)、測控、 計(jì)量等二次設(shè)備。計(jì)量等二次設(shè)備。 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一：標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一： 3、智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別、智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別 智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)為站控層、智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)為站控層、 間隔層和過程層三層結(jié)構(gòu)。間隔層和過程層三層結(jié)構(gòu)。 智能變電站智能變電站 3、智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別、智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別 首先智能變電站系統(tǒng)全部采用首先智能

7、變電站系統(tǒng)全部采用 了了IEC61850IEC61850規(guī)約統(tǒng)一建模。規(guī)約統(tǒng)一建模。 站控層、間隔層設(shè)備構(gòu)成與常站控層、間隔層設(shè)備構(gòu)成與常 規(guī)綜自站差異不大，但功能及網(wǎng)規(guī)綜自站差異不大，但功能及網(wǎng) 絡(luò)方面發(fā)生了較大的變化。絡(luò)方面發(fā)生了較大的變化。 主要是實(shí)現(xiàn)了信息統(tǒng)一建模，主要是實(shí)現(xiàn)了信息統(tǒng)一建模， 統(tǒng)一了數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間統(tǒng)一了數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間 的互連互通。的互連互通。 增加了過程層（設(shè)備層）：電增加了過程層（設(shè)備層）：電 子互感器及合并單元，配置了智子互感器及合并單元，配置了智 能化一次設(shè)備。能化一次設(shè)備。 過程層過程層 工作站工作站1 1遠(yuǎn)動(dòng)站遠(yuǎn)動(dòng)站工作站工作站2 2 以太網(wǎng)以

8、太網(wǎng) 一體化智能設(shè)備一體化智能設(shè)備 光纜光纜 ECVTECVT智能開關(guān)智能開關(guān) 智能變電站智能變電站 功能方面： 1、 包括了傳統(tǒng)變電站全部功 能，在站控層采用了監(jiān)控、保 護(hù)、狀態(tài)監(jiān)測等多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 的統(tǒng)一建模，構(gòu)建了智能變電 站一體化監(jiān)控平臺。 增加了順序控制、設(shè)備狀態(tài)可 視化、智能告警與分析決策、 故障信息綜合分析及支撐經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行與優(yōu)化控制等高級應(yīng)用功 能。 一體化平臺 高級應(yīng)用 3、智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別、智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別 智能變電站概況智能變電站概況 培培 訓(xùn)訓(xùn) 內(nèi)內(nèi) 容容 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 以太網(wǎng)傳輸技術(shù)以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 現(xiàn)階段智能變電站四種模式現(xiàn)階

9、段智能變電站四種模式 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)智能變電站關(guān)鍵技術(shù) 智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù) 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 IEC61850是國際電工委員會(IEC)TC57工作組制定的變 電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)，是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺的 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)。 IEC61850規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設(shè)備行為、設(shè)備 的自描述特征和通用配置語言，使不同智能電氣設(shè)備間的 信息共享和互操作成為可能。 不僅規(guī)范保護(hù)測控裝置的模型和通信接口，而且還定義了 電子式CT、PT、智能化開關(guān)等一次設(shè)備的模型和通信接口。 長期穩(wěn)定性長期穩(wěn)定性 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)向后兼容，

10、以適應(yīng)通訊技術(shù) 和系統(tǒng)要求的發(fā)展 1 1）、）、IEC61850IEC61850的制定目標(biāo)的制定目標(biāo) 互操作性互操作性 來自一個(gè)或多個(gè)廠家的IED之間交換信息 和正確使用信息完成各自功能的能力 自由配置自由配置 標(biāo)準(zhǔn)需要支持各種策略以允許功能 自由分布，例如：集中式或分布式系統(tǒng) 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 2 2）IEC61850IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容框架標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容框架(DL/T860) (DL/T860) 建模方法建模方法 7-4 邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn) 物理設(shè)備物理設(shè)備 邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備 數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象 數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性 7-1 5 信息模型信息模型信息服務(wù)模型信息服務(wù)模型

11、 公共數(shù)據(jù)類公共數(shù)據(jù)類 7-3 模板模板 7-2 面向變電站層的通信面向變電站層的通信 面向過程層的通信面向過程層的通信 8 9-1/9-2 設(shè)備與系統(tǒng)的描述設(shè)備與系統(tǒng)的描述 模型與服務(wù)的測試模型與服務(wù)的測試 6 10 MMS報(bào)文報(bào)文 SV報(bào)文報(bào)文 GOOSE報(bào)文報(bào)文8 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 3 3） IEC 61850IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)模型的表達(dá)形式標(biāo)準(zhǔn)模型的表達(dá)形式 物理設(shè)備物理設(shè)備 邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備 邏輯邏輯 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) DO 數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性 DA。如啟動(dòng)、。如啟動(dòng)、 A、B、C動(dòng)作動(dòng)作 邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)LN。如：差動(dòng)、阻抗保護(hù)。如：差動(dòng)、阻抗保護(hù) 數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)

12、對象 DO。如：保護(hù)啟動(dòng)、動(dòng)作。如：保護(hù)啟動(dòng)、動(dòng)作 物理設(shè)備。如：線物理設(shè)備。如：線 線路保護(hù)線路保護(hù) 邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備LD。如：第一、二套保護(hù)。如：第一、二套保護(hù) “PHD / PCL931 / PDIS1 $ Op $ general” =1 物理設(shè)備名 服務(wù)器 邏輯設(shè)備名 邏輯節(jié)點(diǎn)名數(shù)據(jù)屬性名 數(shù)據(jù)對象名 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 保護(hù)與合并單元保護(hù)與合并單元 模擬量模擬量 合并合并 單元單元 智能智能 終端終端 SVGOOSE 保護(hù)與監(jiān)控主機(jī)保護(hù)與監(jiān)控主機(jī) 保護(hù)動(dòng)作信息保護(hù)動(dòng)作信息/異常告警信息異常告警信息 定值信息定值信息/錄波信息等錄波信息等 保護(hù)與智能終端保護(hù)與

13、智能終端 采樣值信息采樣值信息（SV） 狀態(tài)信息狀態(tài)信息（GOOSE）開關(guān)量開關(guān)量 監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控主機(jī) MMS MMS 4) 4) 服務(wù)模型：服務(wù)模型：MMSMMS、GOOSEGOOSE和和SVSV三類三類 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 5) MMS服務(wù)模型：服務(wù)模型： 定值組控制塊模型定值組控制塊模型: :定值的讀/寫/切換 報(bào)告控制塊模型報(bào)告控制塊模型: : 保護(hù)動(dòng)作信號上傳當(dāng)?shù)乇O(jiān)控 日志控制塊模型日志控制塊模型: : 事件順序記錄的檢索 控制模型控制模型: : 分合閘控制，變壓器抽頭控制 文件傳輸模型文件傳輸模型: : 錄波數(shù)據(jù)文件的傳輸 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)

14、準(zhǔn)簡介 GndPDIS1 GndPDIS2 GndPDIS3 general Op PhsA PhsB PhsC general Op PhsA PhsB PhsC general Op PhsA PhsB PhsC GndPDIS1.Op.general GndPDIS2.Op.general GndPDIS3.Op.general GndPDIS1.Op.PhsA GndPDIS1.Op.PhsB GndPDIS1.Op.PhsC GndPDIS2.Op.PhsA GndPDIS2.Op.PhsB GndPDIS2.Op.PhsC GndPDIS3.Op.PhsA GndPDIS3.Op.

15、PhsB GndPDIS3.Op.PhsC 數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 接地距離保護(hù)接地距離保護(hù) I段動(dòng)作跳段動(dòng)作跳A相相 數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集 邏輯邏輯 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性 6) 6) 狀態(tài)信息（狀態(tài)信息（GOOSEGOOSE） 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集 GndPDIS1.Op.general GndPDIS1.Op.PhsA GndPDIS1.Op.PhsB GndPDIS1.Op.PhsC 保保 護(hù)護(hù) 程程 序序 通通 信信 程程 序序 負(fù)責(zé)刷新數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的值負(fù)責(zé)刷新數(shù)據(jù)集

16、中數(shù)據(jù)的值 置置1：表示動(dòng)作：表示動(dòng)作 置置0：表示返回：表示返回 監(jiān)視數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)值的變化監(jiān)視數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)值的變化 一旦發(fā)生變化就認(rèn)為產(chǎn)生一個(gè)事件一旦發(fā)生變化就認(rèn)為產(chǎn)生一個(gè)事件 以特殊的重傳機(jī)制發(fā)送以特殊的重傳機(jī)制發(fā)送GOOSE報(bào)文報(bào)文 狀態(tài)信息的形成過程狀態(tài)信息的形成過程 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 GOOSE傳輸機(jī)制傳輸機(jī)制：變時(shí)間間隔重復(fù)傳輸變時(shí)間間隔重復(fù)傳輸 事件結(jié)束后以較長的間隔連續(xù)傳輸（事件結(jié)束后以較長的間隔連續(xù)傳輸（5s），以保持通信線），以保持通信線 路的暢通路的暢通 事件發(fā)生時(shí)以較短的間隔連續(xù)傳輸（事件發(fā)生時(shí)以較短的間隔連續(xù)傳輸（2ms，4ms, 8ms）避

17、）避 免數(shù)據(jù)報(bào)文的丟失免數(shù)據(jù)報(bào)文的丟失 事件計(jì)數(shù)器事件計(jì)數(shù)器C1 報(bào)文計(jì)數(shù)器報(bào)文計(jì)數(shù)器C2 C1=8 C2=10 C1=9 C2=0 C1=9 C2=5 保護(hù)動(dòng)作保護(hù)動(dòng)作 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 保護(hù)程序判斷結(jié)果保護(hù)程序判斷結(jié)果 距離距離I段動(dòng)作，跳段動(dòng)作，跳A相相 St5 Sq8 St6 Sq0 St6 Sq1 St6 Sq2 St6 Sq3 St7 Sq0 St加加1，Sq清零清零 事件發(fā)生時(shí)刻事件發(fā)生時(shí)刻 St7 Sq3 St5 Sq7 5s2ms2ms 4ms8ms St：事件計(jì)數(shù)器：事件計(jì)數(shù)器 Sq：報(bào)文計(jì)數(shù)器：報(bào)文計(jì)數(shù)器 GndPDIS1.Op.general

18、GndPDIS1.Op.PhsA GndPDIS1.Op.PhsB GndPDIS1.Op.PhsC 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 保護(hù)程序：刷新數(shù)據(jù)保護(hù)程序：刷新數(shù)據(jù) 0 0 0 0 通信程序：監(jiān)測數(shù)據(jù)變化通信程序：監(jiān)測數(shù)據(jù)變化/傳輸傳輸GOOSE報(bào)文報(bào)文 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 St7 Sq1 返回時(shí)間到返回時(shí)間到 St7 Sq2 St7 Sq4 事件發(fā)生時(shí)刻事件發(fā)生時(shí)刻 St加加1，Sq清零清零 2ms2ms 4ms GOOSEGOOSE傳輸實(shí)例：傳輸實(shí)例： 5s 7 7）采樣值信息

19、（）采樣值信息（SVSV） IEC61850-9-2IEC61850-9-2、9-19-1 9-19-1格式固定，支持點(diǎn)對點(diǎn)以太網(wǎng)傳輸。格式固定，支持點(diǎn)對點(diǎn)以太網(wǎng)傳輸。 9-29-2格式可以設(shè)定，支持點(diǎn)對點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)傳輸。格式可以設(shè)定，支持點(diǎn)對點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)傳輸。 太網(wǎng)傳輸通信速率高（太網(wǎng)傳輸通信速率高（100M/1000Mbps100M/1000Mbps），傳輸延遲不固定，），傳輸延遲不固定， 依賴外部時(shí)鐘依賴外部時(shí)鐘 基于基于IEC60044-8IEC60044-8的的FT3FT3格式格式 采用采用FT3FT3格式點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，速率（格式點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，速率（2.52.510Mbps10Mbps）。）。

20、傳輸延時(shí)固定，可用插值再采樣實(shí)現(xiàn)同步，不依賴外部時(shí)傳輸延時(shí)固定，可用插值再采樣實(shí)現(xiàn)同步，不依賴外部時(shí) 鐘。鐘。 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 8 8）IEC 61850IEC 61850的特點(diǎn)的特點(diǎn) 信息分層（站控層、間隔層、過程層）信息分層（站控層、間隔層、過程層） 面向?qū)ο蠼：托畔⒆晕颐枋?，適應(yīng)開放互操作性要求面向?qū)ο蠼：托畔⒆晕颐枋?，適應(yīng)開放互操作性要求 采用抽象通信服務(wù)接口，適應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展采用抽象通信服務(wù)接口，適應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展 傳輸采樣測量值（傳輸采樣測量值（SVSV） 快速傳輸變化值（快速傳輸變化值（GOOSEGOOSE） IEC61850IEC6

21、1850和以前使用的標(biāo)準(zhǔn)不同之處在于對象模型，它以和以前使用的標(biāo)準(zhǔn)不同之處在于對象模型，它以 服務(wù)器模型、邏輯設(shè)備模型、邏輯節(jié)點(diǎn)模型和數(shù)據(jù)對象模型服務(wù)器模型、邏輯設(shè)備模型、邏輯節(jié)點(diǎn)模型和數(shù)據(jù)對象模型 建立了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中常用設(shè)備的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，滿足建立了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中常用設(shè)備的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，滿足 互操作性要求?；ゲ僮餍砸?。 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 9 9） 6185061850的面向?qū)ο蠼５拿嫦驅(qū)ο蠼?二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 9 9） 6185061850的面向?qū)ο蠼５拿嫦驅(qū)ο蠼?二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 10）數(shù)字化

22、變電站系統(tǒng)與設(shè)備的描述）數(shù)字化變電站系統(tǒng)與設(shè)備的描述 四個(gè)重要的描述文件四個(gè)重要的描述文件 SSD：系統(tǒng)定義文件：應(yīng)全站唯一，該文件描述變電站一次：系統(tǒng)定義文件：應(yīng)全站唯一，該文件描述變電站一次 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)聯(lián)的邏輯節(jié)點(diǎn)，最終包含在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)聯(lián)的邏輯節(jié)點(diǎn)，最終包含在SCD文件中。文件中。 SCD：變電站配置描述文件：該文件描述所有：變電站配置描述文件：該文件描述所有IED的實(shí)例配的實(shí)例配 置和通訊參數(shù)，置和通訊參數(shù)，IED之間通訊配置及變電站一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有之間通訊配置及變電站一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有 系統(tǒng)集成商完成。系統(tǒng)集成商完成。SCD文件應(yīng)包含版本修改信息，明確描述文件應(yīng)包含版本修改信息，明確

23、描述 修改時(shí)間，修改版本號等內(nèi)容。修改時(shí)間，修改版本號等內(nèi)容。 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 ICDICD：IEDIED設(shè)備能力描述文件：按設(shè)備配置，該文件描述設(shè)備能力描述文件：按設(shè)備配置，該文件描述IEDIED 的基本數(shù)據(jù)模型及服務(wù)，但不包含的基本數(shù)據(jù)模型及服務(wù)，但不包含IEDIED實(shí)例名稱和通訊參數(shù)。實(shí)例名稱和通訊參數(shù)。 CIDCID：已配置的：已配置的IEDIED描述文件：按設(shè)備配置，該文件描述描述文件：按設(shè)備配置，該文件描述IEDIED 的基本數(shù)據(jù)模型及服務(wù)，并包含了的基本數(shù)據(jù)模型及服務(wù)，并包含了IEDIED實(shí)例名稱和通訊參數(shù)。實(shí)例名稱和通訊參數(shù)。 是從系統(tǒng)集成商配置的是

24、從系統(tǒng)集成商配置的SCDSCD文件導(dǎo)出的，他關(guān)聯(lián)了一次系統(tǒng)文件導(dǎo)出的，他關(guān)聯(lián)了一次系統(tǒng) 和通信參數(shù)。和通信參數(shù)。 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 11）各種描述文件的作用和流轉(zhuǎn)過程）各種描述文件的作用和流轉(zhuǎn)過程 .ssd文件文件 (1個(gè)，設(shè)計(jì)院提供個(gè)，設(shè)計(jì)院提供) .icd文件文件 (多個(gè)，由制造商提供多個(gè)，由制造商提供) 描述一次接線圖 描述二次設(shè)備的 信息和服務(wù)模型 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) .scd文件文件 描述一次接線、二 次設(shè)備和通信系統(tǒng) （最完整） 實(shí)例化，確定二次設(shè)備 與一次系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系 . cid文件文件. cid文件文件 描述二次設(shè)備模型、 通信參數(shù)及與一次系 統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系

25、 二、二、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 智能變電站概況智能變電站概況 培培 訓(xùn)訓(xùn) 內(nèi)內(nèi) 容容 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 以太網(wǎng)傳輸技術(shù)以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 現(xiàn)階段智能變電站四種模式現(xiàn)階段智能變電站四種模式 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)智能變電站關(guān)鍵技術(shù) 智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù) 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 絕緣問題：絕緣困難，含油有爆炸危險(xiǎn)，造價(jià)高（絕緣問題：絕緣困難，含油有爆炸危險(xiǎn)，造價(jià)高（ 500kV/500kV/單單 相相/ /電流：電流：3030萬）萬） 測量準(zhǔn)確問題：含鐵芯，具有非線性特性，存在飽和問題，不測量準(zhǔn)確問題：含鐵芯，具

26、有非線性特性，存在飽和問題，不 能反映系統(tǒng)故障時(shí)非周期性分量；頻帶窄。能反映系統(tǒng)故障時(shí)非周期性分量；頻帶窄。 信號輸出問題：模擬電信號（信號輸出問題：模擬電信號（1A/5A1A/5A，100V/57.7V100V/57.7V） 運(yùn)行安全問題：電壓互感器不能短路，電流互感器不能開路，運(yùn)行安全問題：電壓互感器不能短路，電流互感器不能開路， 電壓互感器存在鐵磁諧振問題。電壓互感器存在鐵磁諧振問題。 1 1）傳統(tǒng)電磁式互感器的缺點(diǎn)）傳統(tǒng)電磁式互感器的缺點(diǎn) 3.1 3.1 電子式電流互感器電子式電流互感器 一種裝置，由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)電流或一種裝置，由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)換器的一

27、個(gè)或多個(gè)電流或 電壓傳感器組成，用以傳輸正比于被測量的量，供給測量儀器、電壓傳感器組成，用以傳輸正比于被測量的量，供給測量儀器、 儀表和繼電保護(hù)或控制裝置。儀表和繼電保護(hù)或控制裝置。 2 2）電子式互感器分類）電子式互感器分類 有源電子式互感器：有源電子式互感器： 鐵心線圈低功率電流互感器 羅可夫斯基空心線圈電流互感器 電容、電感分壓型電壓互感器 無源電子式互感器：無源電子式互感器： 塊狀玻璃材料光學(xué)電流互感器 光纖材料光學(xué)電流互感器 光學(xué)電壓互感器 3.1 電子式電流互感器電子式電流互感器 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 電子式互感器電子式互感器 分類分類 電電 流流 互互

28、 感感 器器 一、法拉第電磁感應(yīng)一、法拉第電磁感應(yīng) 二、法拉第磁旋光效應(yīng)二、法拉第磁旋光效應(yīng) 1.羅氏線圈羅氏線圈 2.低功率線圈低功率線圈LPCT 1.磁光玻璃型磁光玻璃型（閉合環(huán)路）（閉合環(huán)路） 2.全光纖型（賽格耐克效應(yīng)）全光纖型（賽格耐克效應(yīng)） 電電 壓壓 互互 感感 器器 1.電容分壓型電容分壓型 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目傳統(tǒng)電磁式互感器傳統(tǒng)電磁式互感器電子式互感器電子式互感器 絕緣絕緣復(fù)雜、造價(jià)高復(fù)雜、造價(jià)高簡單、造價(jià)低簡單、造價(jià)低 測量測量 有磁飽和、頻帶窄有磁飽和、頻帶窄 精度與二次回路負(fù)載有關(guān)精度與二次回路負(fù)載有關(guān) 無磁飽和無磁飽和、

29、頻帶寬、頻帶寬 二次回路負(fù)載不受限制二次回路負(fù)載不受限制 信號輸出信號輸出 模擬量模擬量數(shù)字量、可共享數(shù)字量、可共享 運(yùn)行安全運(yùn)行安全 CT不能開路，不能開路，VT不能短路，不能短路， VT易產(chǎn)生鐵磁諧振易產(chǎn)生鐵磁諧振 無此類問題無此類問題 電子式互感器與傳統(tǒng)電磁式互感器的比較電子式互感器與傳統(tǒng)電磁式互感器的比較 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 1）、鐵心線圈低功率電流互感器（有源）、鐵心線圈低功率電流互感器（有源） LPCT 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 是傳統(tǒng)電磁式是傳統(tǒng)電磁式CTCT的一種發(fā)展，結(jié)構(gòu)基本相同，但按照高阻的一種發(fā)展，結(jié)構(gòu)基本相同，但按照

30、高阻 抗進(jìn)行設(shè)計(jì)，使飽特性得到改善，擴(kuò)大了測量范圍?？惯M(jìn)行設(shè)計(jì)，使飽特性得到改善，擴(kuò)大了測量范圍。LPCTLPCT 一般在一般在5%-120%5%-120%額定電流下線性度較好，適用于測量。額定電流下線性度較好，適用于測量。 鐵心線圈低功率電流互感器傳變關(guān)系鐵心線圈低功率電流互感器傳變關(guān)系 p srpr s N II N 傳統(tǒng)電磁式電流互感器傳統(tǒng)電磁式電流互感器 I/I變換變換 具備低功率輸具備低功率輸 入接口的設(shè)備入接口的設(shè)備 鐵心線圈低功率電流互感器鐵心線圈低功率電流互感器 p srpr s V sh N RI N I/V變換變換 對電磁式電流互感器的改進(jìn)對電磁式電流互感器的改進(jìn) 三、數(shù)字

31、化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 2）、空心線圈電流互感器（有源）、空心線圈電流互感器（有源） RCT 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 羅氏線圈以非磁性材料做骨架，沒有鐵心、動(dòng)態(tài)范圍較好、高壓羅氏線圈以非磁性材料做骨架，沒有鐵心、動(dòng)態(tài)范圍較好、高壓 側(cè)與低壓側(cè)之間光纖連接，具有良好的絕緣性能。羅氏線圈在額側(cè)與低壓側(cè)之間光纖連接，具有良好的絕緣性能。羅氏線圈在額 定電流至二三十倍額定電流范圍線性度較好，但在定電流至二三十倍額定電流范圍線性度較好，但在5%-20%5%-20%額定電額定電 流范圍誤差大。一般用于繼電保護(hù)通道較適合。流范圍誤差大。一般用于繼電保護(hù)通道較適合。

32、 在形式上，羅氏線圈電子式電流互感器可以分為獨(dú)立支在形式上，羅氏線圈電子式電流互感器可以分為獨(dú)立支 撐式和撐式和GISGIS用羅氏線圈電子式互感器。用羅氏線圈電子式互感器。 獨(dú)立支撐型電子式電流互感器，信號處理在高壓側(cè)。獨(dú)立支撐型電子式電流互感器，信號處理在高壓側(cè)。 空心線圈的感應(yīng)電壓與被測電流的導(dǎo)空心線圈的感應(yīng)電壓與被測電流的導(dǎo) 數(shù)成正比（數(shù)成正比（ Rogowski，1912年）年） ( )() ddI e tk dtdt 被測電流被測電流線圈感應(yīng)電壓線圈感應(yīng)電壓 空心線圈電流互感器傳變關(guān)系空心線圈電流互感器傳變關(guān)系 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 普通光 起偏器 偏振光

33、 磁光材料 磁場 B 檢偏器 Faraday旋光角 3）、磁光玻璃型（）、磁光玻璃型（BGOCT）電流互感器（無源）電流互感器（無源） 法拉第磁旋光效應(yīng)法拉第磁旋光效應(yīng) （1846年）年） 入射光 出射光 電流 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 工作原理：工作原理： 光學(xué)電流互感器基于光學(xué)電流互感器基于Faraday Faraday 磁旋光效應(yīng)原理，線性偏磁旋光效應(yīng)原理，線性偏 振光通過置放在磁場中的振光通過置放在磁場中的Faraday Faraday 旋光材料時(shí)會發(fā)生偏旋光材料時(shí)會發(fā)生偏 轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)角 與磁場強(qiáng)度的大小成正比。與磁場強(qiáng)度的大小成正比。 L l VH

34、dlVN I =TV V（ ， ） 為比例系數(shù)（維爾德常數(shù)），為比例系數(shù)（維爾德常數(shù)）， 是溫度和光源工作波長的函數(shù)，是溫度和光源工作波長的函數(shù)， 光源工作波長是溫度和驅(qū)動(dòng)電光源工作波長是溫度和驅(qū)動(dòng)電 流的函數(shù)。流的函數(shù)。 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) L N 為光路長度為光路長度 全光纖型電子式電流互感器，是指全光纖型電子式電流互感器，是指 傳光部分、傳感部分都采用光纖。傳光部分、傳感部分都采用光纖。 塞格耐克塞格耐克(sagnac)(sagnac)效應(yīng)效應(yīng)原理原理。 4）、）、 全光纖型全光纖型（FOCT）電流互感器電流互感器（無源）（無源） 光光 源源 探探 測測 器

35、器 耦耦 合合 器器 偏偏 振振 器器 相相 位位 調(diào)調(diào) 制制 器器 光 纖 匯 流 排 反 射 鏡 信 號 處 理 電 路 兩 偏 振 光 傳 播 方 向 （ 紅 、 綠 箭 頭 ） 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 工作原理：工作原理：光源輸出光經(jīng)分光器后,經(jīng)線性偏振器、偏振分光 器后形成X 軸與Y 軸方向的2束正交偏振光,由于傳輸電流產(chǎn) 生磁場的法拉弟磁光效應(yīng),使兩束偏振光產(chǎn)生一定的相位差。 在傳感光纖的端面,兩束偏振光折返，因磁光效應(yīng)相互間再次 產(chǎn)生相位差; 兩束光相互干涉后的偏振光進(jìn)入光探測器,轉(zhuǎn)換為相應(yīng)變化的 光電流： 0 0.5(1cos() dloos b IK

36、I 4NVI lossK N N為傳感光纖匝數(shù)；V V為常數(shù)；I為一次電流； 為光路損耗； b 為調(diào)制相位。0I 為光源光電流。為光源光電流。 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 電容分壓式電壓互感器與電容分壓式電壓互感器與 常規(guī)電容式電壓互感器，常規(guī)電容式電壓互感器， 原理一樣，但是取消了分原理一樣，但是取消了分 壓后的二次小互感器，使壓后的二次小互感器，使 得互感器的暫態(tài)特性更理得互感器的暫態(tài)特性更理 想。想。 5）、）、 電容分壓式電壓互感器（有源）電容分壓式電壓互感器（有源） 11 2 11 = C U U CC 當(dāng)線路短路或斷路的故障出現(xiàn)的時(shí)候，當(dāng)線路短路或斷路的故障出

37、現(xiàn)的時(shí)候， 儲存在分壓電容中的能量可以通過并儲存在分壓電容中的能量可以通過并 聯(lián)在低壓側(cè)分壓電容上的小電阻聯(lián)在低壓側(cè)分壓電容上的小電阻R R快速快速 釋放，從而對線路上的電壓變化實(shí)現(xiàn)釋放，從而對線路上的電壓變化實(shí)現(xiàn) 快速響應(yīng)跟蹤測量?？焖夙憫?yīng)跟蹤測量。 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 6）、有源與無源互感器的比較）、有源與無源互感器的比較 比較比較項(xiàng)目項(xiàng)目羅氏線圈羅氏線圈 低功率電低功率電 流互感器流互感器 法拉第磁光法拉第磁光 效應(yīng)效應(yīng) 賽格奈克效應(yīng)賽格奈克效應(yīng) 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)良好良好良好良好良好良好良好良好 長期穩(wěn)定性長期穩(wěn)定性優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)尚需現(xiàn)場驗(yàn)證尚需現(xiàn)場驗(yàn)證 尚需現(xiàn)場

38、驗(yàn)證尚需現(xiàn)場驗(yàn)證 電磁干擾電磁干擾易受干擾易受干擾不易受干擾不易受干擾 不受干擾不受干擾不受干擾不受干擾 是否有源是否有源有源有源有源有源無源無源無源無源 非周期分量非周期分量不可以測量不可以測量 可以測量可以測量可以測量可以測量可以測量可以測量 光路結(jié)構(gòu)光路結(jié)構(gòu)無無無無復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜 溫度干擾溫度干擾小小很小很小大大較小較小 振動(dòng)干擾振動(dòng)干擾較小較小很小很小影響小影響小較小較小 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)相對較長相對較長相對較長相對較長短短較短較短 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 7）、有源電子式互感器的供電方式）、有源電子式互感器的供電方式 功電方式功電方式供電原理供電原理主要缺

39、點(diǎn)主要缺點(diǎn) CT供電供電 利用特殊利用特殊CT從取得能量，經(jīng)整流、從取得能量，經(jīng)整流、 濾波、穩(wěn)壓后供電濾波、穩(wěn)壓后供電 散熱（大電流）散熱（大電流） 死區(qū)（小電流）死區(qū)（小電流） 電容分壓供電電容分壓供電 利用電容分壓，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)利用電容分壓，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn) 壓后供電壓后供電 電氣隔離電氣隔離 激光供電激光供電 低壓側(cè)通過光纖傳輸光能，由光電低壓側(cè)通過光纖傳輸光能，由光電 池將光能專為電能（最大功率池將光能專為電能（最大功率1W） 能量有限能量有限/ 成本成本/壽命壽命 組合供電組合供電 CT供能（或電容分壓供電）供能（或電容分壓供電） +激光供電激光供電 供能系統(tǒng)復(fù)雜供能系統(tǒng)復(fù)雜

40、切換問題切換問題 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 8）、）、 互感器的連接互感器的連接 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 3.23.2 合并單元合并單元 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 1 1）定義：用以對來自二次轉(zhuǎn)換器的電流和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)）定義：用以對來自二次轉(zhuǎn)換器的電流和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí) 間相干組合的物理單元。合并單元可以是現(xiàn)場互感器的一個(gè)間相干組合的物理單元。合并單元可以是現(xiàn)場互感器的一個(gè) 組件，也可能是一個(gè)獨(dú)立單元。組件，也可能是一個(gè)獨(dú)立單元。 主要功能：多路電流、電壓信號的采集與處理、信號同步、主要功能：多路電流、電壓信號的采集與處

41、理、信號同步、 報(bào)文處理和發(fā)送。報(bào)文處理和發(fā)送。 2 2）合并單元輸入信號模式：）合并單元輸入信號模式： 直接從電子互感器接收點(diǎn)對點(diǎn)接受采集器的信號，規(guī)程直接從電子互感器接收點(diǎn)對點(diǎn)接受采集器的信號，規(guī)程 要求采用要求采用FT3FT3格式。格式。 從另一個(gè)合并單元轉(zhuǎn)接來需要與本合并單元合并的信號，從另一個(gè)合并單元轉(zhuǎn)接來需要與本合并單元合并的信號， 一般采用一般采用FT3FT3格式。格式。 直接從電子互感器接收模擬小信號。直接從電子互感器接收模擬小信號。 接收常規(guī)電流電壓互感器模擬量信號，由合并單元完接收常規(guī)電流電壓互感器模擬量信號，由合并單元完 成轉(zhuǎn)換建模。成轉(zhuǎn)換建模。 從從GOOSEGOOSE

42、端口上一級接收送來的狀態(tài)信號。端口上一級接收送來的狀態(tài)信號。 3 3）接線方式）接線方式 合并單元合并單元 MU ECT EVT 其他其他MU Ia，Ib，Ic，Io（保護(hù)）（保護(hù)） Ia，Ib，Ic（測量）（測量） Ua，Ub，Uc，Uo 母線電壓母線電壓 IEC 60044-8-FT3 IEC 61850-9-2 保護(hù)保護(hù) 測控測控 計(jì)量計(jì)量 錄波錄波 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) NO.External IED NameExternal Data ReferenceExternal Data Description 1ML2211: 220線路合并單元MU/TVTR1

43、$MX$Vol$instMag.i9-2數(shù)據(jù)額定延時(shí) 2ML2211: 220線路合并單元MU/TCTR1$MX$Amp$instMag.iA相保護(hù)電流1_9_2 3ML2211: 220線路合并單元MU/TCTR1$MX$Amp$instMag.iA相保護(hù)電流1_9_2 4ML2211: 220線路合并單元MU/TCTR2$MX$Amp$instMag.iB相保護(hù)電流1_9_2 5ML2211: 220線路合并單元MU/TCTR2$MX$Amp$instMag.iB相保護(hù)電流1_9_2 6ML2211: 220線路合并單元MU/TCTR3$MX$Amp$instMag.iC相保護(hù)電流1_9_

44、2 7ML2211: 220線路合并單元MU/TCTR3$MX$Amp$instMag.iC相保護(hù)電流1_9_2 8ML2211: 220線路合并單元MU/TVTR2$MX$Vol$instMag.iA相測量電壓1_9_2 9ML2211: 220線路合并單元MU/TVTR2$MX$Vol$instMag.iA相測量電壓1_9_2 10ML2211: 220線路合并單元MU/TVTR3$MX$Vol$instMag.iB相測量電壓1_9_2 11ML2211: 220線路合并單元MU/TVTR3$MX$Vol$instMag.iB相測量電壓1_9_2 12ML2211: 220線路合并單元MU

45、/TVTR4$MX$Vol$instMag.iC相測量電壓1_9_2 13ML2211: 220線路合并單元MU/TVTR4$MX$Vol$instMag.iC相測量電壓1_9_2 14ML2211: 220線路合并單元MU/TVTR5$MX$Vol$instMag.i同期電壓_9_2 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 4 4）合并單元輸出數(shù)據(jù)集排列方式：哪一個(gè)通道是什么內(nèi)容好像）合并單元輸出數(shù)據(jù)集排列方式：哪一個(gè)通道是什么內(nèi)容好像 沒有嚴(yán)格規(guī)定，一般第一個(gè)通道排列通道延時(shí)。沒有嚴(yán)格規(guī)定，一般第一個(gè)通道排列通道延時(shí)。 1）各采樣通道及）各采樣通道及MU之間的信號同步之間的信號同

46、步 電力系統(tǒng)的絕大多數(shù)參數(shù)都是時(shí)間的函數(shù)，各信號之間電力系統(tǒng)的絕大多數(shù)參數(shù)都是時(shí)間的函數(shù)，各信號之間 失去同步將無法工作。失去同步將無法工作。 同步方法：同步方法： 守時(shí)：獨(dú)立的時(shí)鐘保持時(shí)間精確的能力 時(shí)鐘同步：時(shí)鐘同步：多個(gè)時(shí)鐘之間保持一致的能力 數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù)同步：采樣數(shù)據(jù)是在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上采得的 需要時(shí)鐘同步的設(shè)備及對策需要時(shí)鐘同步的設(shè)備及對策 合并單元對同一間隔采集器各相電流、電壓的同步： 通過合并單元內(nèi)部時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)。 不同間隔合并單元之間的同步：需要外部時(shí)鐘同步或 采用插值再采樣（IRIG-B或IEEE1588）。 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 不同間隔電流電壓合并時(shí)

47、的同步（變換延時(shí)不一致）： 如某間隔的電流需要同母線電壓間隔的合并單元合并， 需要在電流合并單元內(nèi)將電壓合并單元來的電壓進(jìn)行校 正，使之與本合并單元的電流同步。 跨間隔保護(hù)（母線差動(dòng)和變壓器差動(dòng)）：跨間隔的保護(hù) 應(yīng)具備對來自不同間隔合并單元電流電壓的校正能力。 上述兩種來自不同間隔的校正方法，基本相同，都應(yīng)該 是通過SV數(shù)據(jù)集中所帶的通道延時(shí)來識別，并加以校正。 線路電流縱差保護(hù)對端為常規(guī)保護(hù)的情況：本端差動(dòng)保 護(hù)須有與對端校正同步能力，由本端保護(hù)完成校正。 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 2 2）合并單元采樣頻率）合并單元采樣頻率 合并單元決定了采樣頻率，目前使用的一般為8

48、080點(diǎn)點(diǎn)/ /周波。 合并單元輸出的數(shù)據(jù)以幀為單位，每幀數(shù)據(jù)可以包含一個(gè) 或多個(gè)采樣點(diǎn)。 相同的采樣頻率下，每幀數(shù)據(jù)包含的采樣點(diǎn)數(shù)越多CPU的 接收負(fù)擔(dān)越輕，但丟失一幀報(bào)文造成的影響越大。常見的 有1點(diǎn)/幀、5點(diǎn)/幀。 采樣部分標(biāo)準(zhǔn)要求每幀之間抖動(dòng)精度為10s。 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) X1 X2 ) 3( ) 32)(31( )2)(1( ) 2( ) 23)(21( )3)(1( ) 1( ) 13)(12( )3)(2( )(tx tttt tttt tx tttt tttt tx tttt tttt tx 3）插值同步方法工作原理 由于利用時(shí)鐘同步完成各電流

49、電 壓信號之間的同步，對時(shí)鐘源的 要求太高，一旦失步將引起保護(hù) 誤動(dòng)或拒動(dòng)，這是不允許的，因 此保護(hù)和合并單元多采用了插值 同步技術(shù)。 方法為：利用鄰近的三個(gè)采樣點(diǎn) 值近似計(jì)算插值，公式如下。 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 由公式可以看出，離待計(jì)算插值較近點(diǎn)X12影響較大；離 待計(jì)算插值較遠(yuǎn)點(diǎn)X11影響較小。 假定采樣頻率為每周波80 點(diǎn)，采樣間隔為250s，對每 一個(gè)插值采樣點(diǎn)，取相鄰兩個(gè)點(diǎn)及前一個(gè)采樣計(jì)算。 假定T1時(shí)刻使起始時(shí)刻，T110 微秒，則T12250 微秒， T13500 微秒，由于x(t1) 、x(t2)、x(t3)是信號源送 來的采樣信號，已知。就可以計(jì)

50、算出需要的插值采樣值， 由于插 值計(jì)算是在保護(hù)或合并單元完成的，其同步性由 算法決定。 插值再采樣的采用條件插值再采樣的采用條件 要求采樣值等間隔傳輸，否則插值算法會導(dǎo)致信號畸變。 為保證采樣值等間隔傳輸，最好采用點(diǎn)對點(diǎn)傳輸或簡化網(wǎng) 絡(luò)傳輸，減少網(wǎng)絡(luò)不確定延遲誤差。 3）插值同步方法工作原理）插值同步方法工作原理 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 時(shí)標(biāo)同步時(shí)標(biāo)同步(B(B碼或秒脈沖、時(shí)鐘源同步碼或秒脈沖、時(shí)鐘源同步IEEE1588)IEEE1588) 工作機(jī)制：合并單元同步采樣，輸出采樣數(shù)據(jù)打時(shí)標(biāo)，間隔層設(shè) 備根據(jù)采樣數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)同步不同合并單元的采樣值。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：允許報(bào)文的

51、發(fā)送、傳輸和接收處理延時(shí)在03ms范圍內(nèi)抖 動(dòng)，可用網(wǎng)絡(luò)傳輸。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：合并單元依賴同步時(shí)鐘工作，存在故障集中。 對策對策1 1：合并單元具備一定的守時(shí)能力，跟蹤時(shí)間+跟蹤頻率。 對策對策2 2：防誤動(dòng)，合并單元校驗(yàn)對時(shí)的正確性。 對策對策3 3：防拒動(dòng)，（保護(hù)+合并單元+對時(shí)系統(tǒng)）雙重化。 對策對策4 4：采樣值同步標(biāo)志無效時(shí)，間隔層設(shè)備仍能實(shí)現(xiàn)部分不要 求采樣同步的功能。 4）信號同步方式比較）信號同步方式比較 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 插值再采樣同步插值再采樣同步 工作機(jī)制：間隔層設(shè)備用報(bào)文接收時(shí)刻推算采樣時(shí)刻，插值生成 同步采樣數(shù)據(jù) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡單、可靠，

52、不依賴對時(shí) 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：要求報(bào)文的發(fā)送、傳輸和接收處理的延時(shí)抖動(dòng)不超過10us 要求一次被測值發(fā)生到其采樣值報(bào)文開始傳輸?shù)难訒r(shí)穩(wěn)定 要求報(bào)文傳輸延時(shí)穩(wěn)定，不能通過交換機(jī) 要求間隔層設(shè)備應(yīng)能精確記錄采樣值接收時(shí)間。 通信規(guī)約通信規(guī)約 IEC60044-8的FT3互操作性差，實(shí)現(xiàn)相對容易，傳輸延時(shí)穩(wěn)定。 9-2互操作性好，需用FPGA直接收發(fā)以太網(wǎng)報(bào)文。 4 4）信號同步方式比較）信號同步方式比較 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 3.3 智能終端智能終端 1 1）定義：）定義： 智能終端一種智能組件。與智能終端一種智能組件。與 一次設(shè)備采用電纜連接，一次設(shè)備采用電纜連接， 與保護(hù)

53、、與保護(hù)、 測控等二次設(shè)備測控等二次設(shè)備 采用光纖連接，采用光纖連接， 實(shí)現(xiàn)對一實(shí)現(xiàn)對一 次設(shè)備（如：斷路器、次設(shè)備（如：斷路器、 刀刀 閘、閘、 主變壓器等）的測量、主變壓器等）的測量、 控制等功能。控制等功能。 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 2) 2) 智能終端應(yīng)具備以下功能：智能終端應(yīng)具備以下功能： a a） 接收保護(hù)跳合閘命令、接收保護(hù)跳合閘命令、 測控的手合測控的手合/ /手分?jǐn)嗦菲魇址謹(jǐn)嗦菲?命令及隔離刀閘、命令及隔離刀閘、 地刀等地刀等 GOOSE GOOSE 命令；命令； b b）輸入斷路器位置、）輸入斷路器位置、 隔離刀閘及地刀位置、隔離刀閘及地刀位置、

54、斷路器斷路器 本體信號（含壓力低閉鎖重合閘等）；本體信號（含壓力低閉鎖重合閘等）； c c）跳合閘自保持功能；控制回路斷線監(jiān)視、）跳合閘自保持功能；控制回路斷線監(jiān)視、 跳合閘跳合閘 壓力監(jiān)視與閉鎖功能等；壓力監(jiān)視與閉鎖功能等； 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 3 3）工程設(shè)計(jì)虛擬壓板的概念）工程設(shè)計(jì)虛擬壓板的概念 三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù) 智能變電站概況智能變電站概況 培培 訓(xùn)訓(xùn) 內(nèi)內(nèi) 容容 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 以太網(wǎng)傳輸技術(shù)以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 現(xiàn)階段智能變電站四種模式現(xiàn)階段智能變電站四種模式 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)智能變電站關(guān)鍵技術(shù) 智能變電

55、站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù) 目前國內(nèi)數(shù)字化站主要有以下三種種組網(wǎng)方式目前國內(nèi)數(shù)字化站主要有以下三種種組網(wǎng)方式 1）點(diǎn)對點(diǎn)組網(wǎng)方案）點(diǎn)對點(diǎn)組網(wǎng)方案 繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置 SV (點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)) MMS A網(wǎng)（星型）網(wǎng)（星型） MMS B網(wǎng)（星型）網(wǎng)（星型） 時(shí)鐘同步，時(shí)鐘同步，1微秒微秒 （IRIG-B或或IEEE 1588） 1m GOOSE (點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)) GOOSE A網(wǎng)（星型）網(wǎng)（星型） GOOSE B網(wǎng)（星型）網(wǎng)（星型） 1n 采樣值采樣值重要開關(guān)量重要開關(guān)量 次重要開關(guān)量次重要開關(guān)量 MMS 報(bào)文報(bào)文 4.1 數(shù)字化變電站以太網(wǎng)組網(wǎng)方式數(shù)字化變電站以太網(wǎng)組

56、網(wǎng)方式 四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù)四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 點(diǎn)對點(diǎn)組網(wǎng)方案：保護(hù)雙配置點(diǎn)對點(diǎn)組網(wǎng)方案：保護(hù)雙配置GOOSE組網(wǎng)示意圖組網(wǎng)示意圖 四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù)四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 2 2）SVSV點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對點(diǎn)、GOOSEGOOSE組網(wǎng)方案組網(wǎng)方案 四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù)四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù) SV點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對點(diǎn)、GOOSE組網(wǎng)方案示意圖組網(wǎng)方案示意圖 四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù)四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 3）SV及及GOOSE組網(wǎng)方案組網(wǎng)方案 四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù)四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù) SV及及GOOSE組網(wǎng)方案示意圖組網(wǎng)方案示意圖 四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù)四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 若采用這兩種信號同時(shí)傳輸，以太網(wǎng)交換機(jī)解決若采用這兩種信號同時(shí)

57、傳輸，以太網(wǎng)交換機(jī)解決GOOSEGOOSE信信 號傳輸?shù)膬?yōu)先問題。有兩種解決辦法。第一種如下圖所示號傳輸?shù)膬?yōu)先問題。有兩種解決辦法。第一種如下圖所示: : 提供優(yōu)先級服務(wù)提供優(yōu)先級服務(wù) GOOSE 正常報(bào)文緩存區(qū)正常報(bào)文緩存區(qū) IEC GOOSE快速通道快速通道 以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī) SV和和GOOSE報(bào)文的傳輸報(bào)文的傳輸 4.2 SV4.2 SV和和GOOSEGOOSE報(bào)文的實(shí)時(shí)傳輸報(bào)文的實(shí)時(shí)傳輸 四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù)四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 第二種辦法第二種辦法 合并單元與智能終端集成，SVSV報(bào)文和GOOSEGOOSE報(bào)文采用 分時(shí)報(bào)文發(fā)送技術(shù)，共光纖傳輸。SVSV報(bào)文發(fā)送時(shí)刻不 受GOOS

58、EGOOSE報(bào)文影響，仍支持插值再采樣同步。 四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù)四、以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 智能變電站概況智能變電站概況 培培 訓(xùn)訓(xùn) 內(nèi)內(nèi) 容容 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介 以太網(wǎng)傳輸技術(shù)以太網(wǎng)傳輸技術(shù) 現(xiàn)階段智能變電站四種模式現(xiàn)階段智能變電站四種模式 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)智能變電站關(guān)鍵技術(shù) 智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)智能變電站基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù) 模式模式1 1：基于站控層：基于站控層IEC61850IEC61850 五、現(xiàn)階段智能變電站四種模式五、現(xiàn)階段智能變電站四種模式 對站控層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)對站控層網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行改造，改成行改造，改成 IEC61850IEC61850規(guī)約。規(guī)約。 該模式與傳統(tǒng)的變電

59、站自動(dòng)化系統(tǒng)基本類似。間隔層智 能電子設(shè)備IED（保護(hù)及自動(dòng)化裝置）仍然安裝在間隔 層設(shè)備上或集中組屏。 該模式解決了傳統(tǒng)變電站中智能設(shè)備的互聯(lián)互通及信息 互操作問題。整個(gè)系統(tǒng)的可維護(hù)、可擴(kuò)充性能大為提高。 目前現(xiàn)在有500kV順義站、黎平變、220kV渡東變、九里 變等都是該模式，在國內(nèi)應(yīng)用較多。 模式模式1 1：基于站控層：基于站控層IEC61850IEC61850 五、現(xiàn)階段智能變電站四種模式五、現(xiàn)階段智能變電站四種模式 模式模式2 2：基于傳統(tǒng)互感器及過程層信息交換：基于傳統(tǒng)互感器及過程層信息交換 五、現(xiàn)階段智能變電站四種模式五、現(xiàn)階段智能變電站四種模式 再對過程層設(shè)備再對過程層設(shè)備

60、進(jìn)行改造，增加進(jìn)行改造，增加 滿足滿足IEC61850IEC61850規(guī)規(guī) 約合并單元、智約合并單元、智 能終端。能終端。 對站控層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)對站控層網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行改造，改成行改造，改成 IEC61850IEC61850規(guī)約。規(guī)約。 模式模式2 2：基于傳統(tǒng)互感器及過程層信息交換：基于傳統(tǒng)互感器及過程層信息交換 該模式不僅在站控層信息交換采用了該模式不僅在站控層信息交換采用了IEC61850IEC61850，而且增，而且增 加了過程層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行過程層信息交換。通過光纖以太網(wǎng)加了過程層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行過程層信息交換。通過光纖以太網(wǎng) 與對應(yīng)間隔的合并單元、智能單元相連接。與對應(yīng)間隔的合并單元、智能單元相連接。 常規(guī)