電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化第4章_補(bǔ)充智能變電站ppt課件

1、North China Electric Power University補(bǔ)充 電力系統(tǒng)智能變電站l主講人：齊鄭lqizheng319126綜合自動(dòng)化變電站的缺點(diǎn)l互感器的問(wèn)題互感器的問(wèn)題l絕緣復(fù)雜絕緣復(fù)雜l體積大、重量重體積大、重量重l電磁式電磁式CTCT動(dòng)態(tài)范圍小，有飽和現(xiàn)象動(dòng)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(fèi)大量二次電纜耗費(fèi)大量二次電纜l暫態(tài)數(shù)據(jù)無(wú)法上傳暫態(tài)數(shù)據(jù)無(wú)法上傳智能變電站l變電站的數(shù)字化是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程變電站的數(shù)字化是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程

2、 l智能變電站是由電子式互感器、智能化開關(guān)等智能化一次設(shè)備、智能變電站是由電子式互感器、智能化開關(guān)等智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，建立在網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，建立在IEC61850IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)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(shè)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(shè)備智能化一次設(shè)備l網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備lIEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)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(jì)性確保安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性

3、l實(shí)際生產(chǎn)上的迫切需要實(shí)際生產(chǎn)上的迫切需要l技術(shù)管理上的現(xiàn)實(shí)可能技術(shù)管理上的現(xiàn)實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(jiǎn)單絕緣簡(jiǎn)單l體積小、重量輕體積小、重量輕lCTCT動(dòng)態(tài)范圍寬，無(wú)磁飽和動(dòng)態(tài)范圍寬，無(wú)磁飽和lPTPT無(wú)諧振現(xiàn)象無(wú)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(wú)源電子式互感器無(wú)源電子式互感器lFaradayFaraday磁光效應(yīng)電流互感器）磁光效應(yīng)電流互感器）lPockelsPockels電光效應(yīng)電壓

11、互感器）電光效應(yīng)電壓互感器）l利用光纖傳輸傳感信號(hào)利用光纖傳輸傳感信號(hào)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(dú)立安裝的互感器的理想解決方案獨(dú)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(wú)源電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)無(wú)源電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)l光學(xué)傳感材料光學(xué)傳感材料l傳感頭的組裝技術(shù)傳感頭的組裝技術(shù)l微弱信號(hào)檢測(cè)微弱信號(hào)檢測(cè)l溫度對(duì)精度的影響溫度對(duì)精度的影響l振動(dòng)對(duì)精度的影響振動(dòng)對(duì)精度的影響l長(zhǎng)期穩(wěn)定性長(zhǎng)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(yīng)等原理感應(yīng)被測(cè)信號(hào)

12、利用電磁感應(yīng)等原理感應(yīng)被測(cè)信號(hào)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(hào)利用光纖傳輸數(shù)字信號(hào)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(bǔ)平臺(tái)換流站、串補(bǔ)平臺(tái)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(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)有源電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)l供電技術(shù)供電技術(shù)(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(yuǎn)端電子模塊的可靠性遠(yuǎn)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(hào)合并三相信號(hào)同步同步分配信號(hào)給二次分配信號(hào)給二次設(shè)備設(shè)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(hù)）維護(hù)）lEVTEVT：4V4Vl數(shù)字量數(shù)字量lECTECT：2D41H2D41H丈量及丈量及01CFH01CFH維護(hù)）維護(hù)）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(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)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(gè)二次設(shè)備共享數(shù)字信號(hào)各個(gè)二次設(shè)備共享數(shù)字信號(hào)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(dòng)保護(hù)動(dòng)保護(hù)l計(jì)量系統(tǒng)計(jì)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(yuǎn)端模塊通信、供電、遠(yuǎn)端模塊l運(yùn)行維護(hù)規(guī)程運(yùn)行維護(hù)規(guī)程智能化一次設(shè)備l智能開關(guān)設(shè)備的定義智能開關(guān)設(shè)備的定義lIEC62063:2019IEC62063:2019l具有較高性能的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，配有電子設(shè)備、傳感具有較高性能的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，配有電子設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器，不僅具有開關(guān)設(shè)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(guān)設(shè)備的基本功能，還具

15、有附加功能，尤其在監(jiān)測(cè)和診斷方面。尤其在監(jiān)測(cè)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(dòng)電子操動(dòng)智能化一次設(shè)備l相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備l在線監(jiān)視功能在線監(jiān)視功能l電、磁、溫度、開關(guān)機(jī)械、機(jī)構(gòu)動(dòng)作電、磁、溫度、開關(guān)機(jī)械、機(jī)構(gòu)動(dòng)作l狀態(tài)檢修狀態(tài)檢修l狀態(tài)監(jiān)測(cè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)l狀態(tài)評(píng)估狀態(tài)評(píng)估l檢修計(jì)劃?rùn)z修計(jì)劃l監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本、可信度、可靠性監(jiān)測(cè)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(shè)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(guān)的電子操動(dòng)開關(guān)的電子操動(dòng)l變機(jī)械儲(chǔ)能為電容儲(chǔ)能變機(jī)械儲(chǔ)能為電容儲(chǔ)能l變機(jī)械傳動(dòng)為變頻器通過(guò)電機(jī)直接驅(qū)

18、動(dòng)變機(jī)械傳動(dòng)為變頻器通過(guò)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)l機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件減少到一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件減少到一個(gè)l機(jī)械系統(tǒng)的可靠性提高機(jī)械系統(tǒng)的可靠性提高l電子電路的壽命、可靠性成為關(guān)鍵電子電路的壽命、可靠性成為關(guān)鍵智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備l功能功能l維護(hù)：電機(jī)過(guò)熱，超時(shí)，開關(guān)位置不一致維護(hù)：電機(jī)過(guò)熱，超時(shí)，開關(guān)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(jī)控制電機(jī)控制l順序控制順序控制智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備l優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)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(chǎng)投運(yùn)工作量小，投運(yùn)周期現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)工作量小，投運(yùn)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(cè)在線監(jiān)測(cè)l關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)l智能模塊的高可靠性設(shè)計(jì)技智能模塊的高可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)l惡劣環(huán)境：惡劣環(huán)境：EMIEMI、振動(dòng)、濕熱、振動(dòng)、濕熱l相應(yīng)的檢驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)規(guī)程相應(yīng)的檢驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)規(guī)程網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備l適應(yīng)電子式互感器的應(yīng)用適應(yīng)電子式互感器的應(yīng)用l適應(yīng)智能化一次設(shè)備的需要適應(yīng)智能化一次設(shè)備的需要l適應(yīng)適應(yīng)IEC61850IEC61850的需要的需要l平臺(tái)平臺(tái)l高性能的高性能的DSPDSP、MCUMCUl大容量存儲(chǔ)器大容量存儲(chǔ)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(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口l工業(yè)用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)工業(yè)用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備

20、l基于基于IEC61850IEC61850的的l測(cè)控裝置、保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、網(wǎng)關(guān)測(cè)控裝置、保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、網(wǎng)關(guān)l后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)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(hù)測(cè)控裝置保護(hù)測(cè)控裝置l關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)l高性能的硬件、軟件平臺(tái)高性能的硬件、軟件平臺(tái)l網(wǎng)絡(luò)化計(jì)量系統(tǒng)的認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)化計(jì)量系統(tǒng)的認(rèn)證l相應(yīng)的檢驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)規(guī)程相應(yīng)的檢驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)規(guī)程IEC61850l相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)lIEC 61850-SER Communication networks and systems in IEC 61850-SER Communication networks a

21、nd systems in substationssubstationslDL 860DL 860系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn) 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)(IEC61850 IDT)(IEC61850 IDT)IEC61850IEC61850是國(guó)際電工委員會(huì)是國(guó)際電工委員會(huì)TC57TC57工作組制定的工作組制定的 系列標(biāo)準(zhǔn)，是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)系列標(biāo)準(zhǔn)，是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，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(dòng)化無(wú)縫連接的通信標(biāo)準(zhǔn)，還可望電站、變電站內(nèi)、配電自動(dòng)化無(wú)縫連接的通信標(biāo)準(zhǔn)，還可望成為通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的工業(yè)控制通信標(biāo)準(zhǔn)成為通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的工業(yè)控制通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850l互操作互操作l信息分層信息分層l站控層、間隔層、過(guò)程層站控層、間隔層、過(guò)程層l面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對(duì)象統(tǒng)一建模面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對(duì)象統(tǒng)一建模l邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)對(duì)象、屬性邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)對(duì)象、屬性l信息自我描述信息自我描述l抽象服務(wù)通信接口抽象服務(wù)通信接口IEC 61850 應(yīng)用調(diào)度中心調(diào)度中心 (NCC)間隔層間隔層過(guò)程總線層過(guò)程總線層變電站層變電站層變電站總線變電站總線 (LAN)過(guò)程總線過(guò)程總線 (LA