《华电电力系统自动化第23讲-电力系统数字化变电站.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华电电力系统自动化第23讲-电力系统数字化变电站.ppt（42页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第十九讲 电力系统数字化变电站,肖仕武，薛安成Office:J5B309Tel:80794899,North China Electric Power University,page2,2023/11/1,电力系统数字化变电站,数字化变电站是变电站自动化技术的发展方向,确保电力系统生产的安全性、可靠性和经济性,North China Electric Power University,page3,2023/11/1,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
2、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。,电子式互感器智能化一次设备网络化二次设备IEC61850的应用,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,North China Electric Power University,page4,2023/11/1,Control Center,HMI,Engineering,10 MBit/s Switch,Router,Station Bus,Relay A,Bay Controller,Conventional Switchgear,ConventionalCT/VTs,Relay B,
3、Relay A,Bay Controller,Conventional Switchgear,Relay B,ConventionalCT/VTs,IEC61850-8,数字化变电站的实现：第一步,North China Electric Power University,page5,2023/11/1,Control Center,HMI,Engineering,Switch,Router,Station Bus,Relay A,Bay Controller,Conventional Switchgear,ModernCT/VTs,Relay B,Relay A,Bay Controller
4、,Conventional Switchgear,ModernCT/VTs,Relay B,IEC61850-9-1,IEC61850-8,数字化变电站的实现：第二步,North China Electric Power University,page6,2023/11/1,Control Center,HMI,Engineering,Switch,Router,Station Bus,Relay A,Bay Controller,Modern Switchgear,ModernCT/VTs,Relay B,Relay A,Bay Controller,Modern Switchgear,Mo
5、dernCT/VTs,Relay B,Process Bus,IEC61850-9-2,IEC61850-9-2,IEC61850-8,数字化变电站的实现：第三步,North China Electric Power University,page7,2023/11/1,Control Center,HMI,Engineering,Switch,Router,Station Bus,Relay A,Bay Controller,Modern Switchgear,ModernCT/VTs,Relay B,Relay A,Bay Controller,Modern Switchgear,Mode
6、rnCT/VTs,Relay B,Process Bus,IEC61850-8IEC61850-9-2,数字化变电站的实现：第四步,North China Electric Power University,page8,2023/11/1,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，有饱和现象电磁式PT易产生铁磁谐振CT二次输出不能开路,North China Electric Power University,page9,2023/11/1,电子式互感器,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,North China E
7、lectric Power University,page10,2023/11/1,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 transformers-Part 8:Electronic current transformers GB/T xxxxx.7-200 x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.8-200 x互感器-第8部分
8、：电子式电流互感器（IEC 60044-8：2002，MOD）(制订中),North China Electric Power University,page11,2023/11/1,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 TransducersIEEE PC37.235-200 x Guide for the Application of Rogowski Coils used for Protect
9、ive Relaying Purposes(制订中)IEEE C37.xx-200 x Guide for Application of Optical Current and Optical Voltage Systems for Protective Relaying(制订中),North China Electric Power University,page12,2023/11/1,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,North China
10、 Electric Power University,page13,2023/11/1,电子式互感器,North China Electric Power University,page14,2023/11/1,电子式互感器,North China Electric Power University,page15,2023/11/1,电子式互感器,全光纤电流互感器,North China Electric Power University,page16,2023/11/1,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
11、稳定性,North China Electric Power University,page17,2023/11/1,电子式互感器,有源电子式CT、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,North China Electric Power University,page18,2023/11/1,电子式互感器,North China Electric Power University,page19,2023/11/1,电子
12、式互感器,North China Electric Power University,page20,2023/11/1,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,North China Electric Power University,page21,2023/11/1,电子式互感器,North China Electric Power University,page22,2023/11/1,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,North China Electric Power U
13、niversity,page23,2023/11/1,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（测量）及01CFH（保护）EVT：2D41H电子式互感器不一定是“数字化”,North China Electric Power University,page24,2023/11/1,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、供电、远端模块运行维护规程,North China Electric Power Unive
14、rsity,page25,2023/11/1,智能化一次设备,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。,在线监视功能智能控制功能数字化的接口电子操动,North China Electric Power University,page26,2023/11/1,智能化一次设备,相关标准IEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies with digital interfaces based on IEC 618
15、50(制订中)IEC/TR 62063:1999 High-voltage switchgear and control gear-The use of electronic and associated technologies in auxiliary equipment of switchgear and control gear,North China Electric Power University,page27,2023/11/1,智能化一次设备,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,智能控制功能最佳开断定相位
16、合闸定相位分闸顺序控制,North China Electric Power University,page28,2023/11/1,智能化一次设备,数字化的接口位置信息其它状态信息分合闸命令,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,North China Electric Power University,page29,2023/11/1,智能化一次设备,North China Electric Power University,page30,2023/11/1,智能化一次设备,功能保护：电
17、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,North China Electric Power University,page31,2023/11/1,智能化一次设备,North China Electric Power University,page32,2023/11/1,智能化一次设备,优势节约占地节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,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,North China Electric Power University,page3
18、3,2023/11/1,网络化二次设备,适应电子式互感器的应用适应智能化一次设备的需要适应IEC61850的需要,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,North China Electric Power University,page34,2023/11/1,网络化二次设备,基于IEC61850的测控装置、保护装置、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,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,North China Electric Power University
19、,page35,2023/11/1,IEC61850,相关标准IEC 61850-SER Communication networks and systems in substationsDL 860系列标准 变电站通信网络和系统(IEC61850 IDT),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,North China Electric Power University,page
20、36,2023/11/1,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、属性信息自我描述抽象服务通信接口,North China Electric Power University,page37,2023/11/1,IEC 61850 应用,过程总线接口,North China Electric Power University,page38,2023/11/1,IEC61850,采样值,North China Electric Power University,page39,2023/11/1,A公司保护,B公司保护,智能一次设
21、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,North China Electric Power University,page40,2023/11/1,North China Electric Power University,page41,2023/11/1,IEC61850,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的装置之间的快速数据交换相应的运行操作和维护规程,North China Electric Power University,page42,2023/11/1,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。,智能化一次设备成熟的二次技术结合传统一次设备，提升智能化水平IEC61850首先应用于间隔层和站控层逐步拓展到过程层,
