1、數(shù)字化變電站的建設(shè)數(shù)字化變電站的建設(shè)南瑞繼保電氣有限公司南瑞繼保電氣有限公司20062006年年1212月月數(shù)字化變電站的概念數(shù)字化變電站的概念 數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，建立在二次設(shè)備分層構(gòu)建，建立在IEC61850IEC61850通信規(guī)范基通信規(guī)范基礎(chǔ)之上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息礎(chǔ)之上，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)代化變電站。共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。 組成：組成： 1 1、電子式互感器、電子式互感器 2 2、智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備、智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備3 3、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備 4

2、4、IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用與傳統(tǒng)變電站的比較與傳統(tǒng)變電站的比較電子式互感器的概念電子式互感器的概念電子式互感器發(fā)展背景 -常規(guī)互感器的缺陷 絕緣、飽和、爆炸、諧振、精度、接口等 -材料技術(shù)、微電子技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展電子式互感器的概念電子式互感器的概念 電子式互感器 電子式電流、電壓互感器是一種絕緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、體積小、重量輕、線性度好、無(wú)飽和現(xiàn)象且輸出信號(hào)可直接與微機(jī)化計(jì)量、保護(hù)設(shè)備接口的新型電力互感器。 電子式互感器發(fā)展簡(jiǎn)史 國(guó)外：ABB、ALSTHOM、 SIEMENS、 MITSUBISHI 國(guó)內(nèi)電子式互感器的特性電子式互感器的特性 優(yōu)點(diǎn) 1、高低壓完全隔離，安全

3、性高，具有優(yōu)良的絕緣性能和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比；2、不含鐵芯，消除了磁飽和和鐵磁諧振等問(wèn)題；3、無(wú)CT開(kāi)路、PT短路的危險(xiǎn)，互感器的精度與負(fù)載無(wú)關(guān)4、動(dòng)態(tài)范圍大，測(cè)量精度高； 5、暫態(tài)特性好6、沒(méi)有因充油而潛在的易燃、易爆炸等危險(xiǎn)7、 體積小、重量輕8、適應(yīng)了電力系統(tǒng)數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需要 缺點(diǎn) 可靠性不如常規(guī)互感器電子式互感器的標(biāo)準(zhǔn)電子式互感器的標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEC60044-7 IEC60044-8 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與常規(guī)互感器標(biāo)準(zhǔn)的比較-共同點(diǎn)：絕緣要求、誤差定義等-不同點(diǎn)：結(jié)構(gòu)、輸出信號(hào)、試驗(yàn)方法、溫度試驗(yàn)、電磁兼容試驗(yàn)、頻率特性試驗(yàn)等電子式互感器的構(gòu)成電子式互感器的構(gòu)成 電子式互感器通常

4、由傳感器、一次轉(zhuǎn)換器、電子式互感器通常由傳感器、一次轉(zhuǎn)換器、二次轉(zhuǎn)換器及合并單元等部分構(gòu)成。一次轉(zhuǎn)二次轉(zhuǎn)換器及合并單元等部分構(gòu)成。一次轉(zhuǎn)換器又稱(chēng)遠(yuǎn)端模塊換器又稱(chēng)遠(yuǎn)端模塊, ,安裝在高壓一次側(cè)，負(fù)責(zé)安裝在高壓一次側(cè)，負(fù)責(zé)采集、調(diào)理一次側(cè)電壓電流并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信采集、調(diào)理一次側(cè)電壓電流并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。號(hào)。 合并單元安裝在二次側(cè)，負(fù)責(zé)對(duì)各相遠(yuǎn)端合并單元安裝在二次側(cè)，負(fù)責(zé)對(duì)各相遠(yuǎn)端模塊傳來(lái)的信號(hào)做同步合并處理。模塊傳來(lái)的信號(hào)做同步合并處理。電子式互感器的構(gòu)成電子式互感器的構(gòu)成一次電流傳感器P2P1MR IVMR EFS1S2一次轉(zhuǎn)換器二次電源傳輸系統(tǒng)二次轉(zhuǎn)換器供合并單元用二次轉(zhuǎn)換器模擬量電壓輸出一次電

5、源電子式互感器的原理和分類(lèi)電子式互感器的原理和分類(lèi) 按遠(yuǎn)端模塊是否需要供電劃分按遠(yuǎn)端模塊是否需要供電劃分: :1 1、有源式電子互感器、有源式電子互感器2 2、無(wú)源式電子互感器、無(wú)源式電子互感器 按應(yīng)用場(chǎng)合劃分：按應(yīng)用場(chǎng)合劃分：1 1、GISGIS結(jié)構(gòu)的電子互感器結(jié)構(gòu)的電子互感器2 2、AISAIS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)( (獨(dú)立式獨(dú)立式) )電子互感器電子互感器3 3、直流用電子式互感器、直流用電子式互感器有源式電子互感器有源式電子互感器根據(jù)空芯線圈和低功率線圈原理測(cè)量電流根據(jù)空芯線圈和低功率線圈原理測(cè)量電流根據(jù)分壓原理（電阻、電感、電容）測(cè)量電壓根據(jù)分壓原理（電阻、電感、電容）測(cè)量電壓遠(yuǎn)端模塊由電子電路

6、構(gòu)成，需要供電，因此稱(chēng)為遠(yuǎn)端模塊由電子電路構(gòu)成，需要供電，因此稱(chēng)為有源式電子互感器。有源式電子互感器。相對(duì)來(lái)說(shuō)，有源式電子互感器技術(shù)較為成熟，在相對(duì)來(lái)說(shuō)，有源式電子互感器技術(shù)較為成熟，在國(guó)內(nèi)外已有一定的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外已有一定的應(yīng)用。有源式電流互感器的原理有源式電流互感器的原理iuo dtdinsu00激光器驅(qū)動(dòng)電路PIN數(shù)據(jù)處理合并單元保護(hù)測(cè)控計(jì)量LPCT空芯線圈遠(yuǎn)端模塊復(fù)合絕緣子光纖光纜IEC60044-8IEC61850-9-1/2保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量有源式電流電壓組合式互感器有源式電流電壓組合式互感器激光器驅(qū)動(dòng)電路PIN數(shù)據(jù)處理合并單元保護(hù)測(cè)控計(jì)量LPCT空芯線圈遠(yuǎn)端模塊復(fù)合絕緣子光纖光纜電容

7、分壓器油或介質(zhì)膠IEC60044-8IEC61850-9-1/2保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量GISGIS用用電流電壓組合式互感器電流電壓組合式互感器RSF6中間電極高壓導(dǎo)體C1C2uodtduRCu10)1(2CR獨(dú)立有源式獨(dú)立有源式ECVTECVT的供電技術(shù)的供電技術(shù)1、母線取電（原理和特點(diǎn)）+5V獨(dú)立有源式獨(dú)立有源式ECVTECVT的供電技術(shù)的供電技術(shù)2、低壓側(cè)激光供電技術(shù)(原理和特點(diǎn))LED光電池穩(wěn)壓信號(hào)處理電壓監(jiān)視LD驅(qū)動(dòng)PIN信號(hào)處理有源式電子互感器的關(guān)鍵技術(shù)有源式電子互感器的關(guān)鍵技術(shù)1 1、遠(yuǎn)端傳感模塊的穩(wěn)定性和可靠性（安置在室、遠(yuǎn)端傳感模塊的穩(wěn)定性和可靠性（安置在室外時(shí)溫度、電磁干擾等）外時(shí)

8、溫度、電磁干擾等）2 2、空芯線圈結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量精度的影響。、空芯線圈結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量精度的影響。3 3、對(duì)獨(dú)立結(jié)構(gòu)的有源式電子互感器的遠(yuǎn)端模塊、對(duì)獨(dú)立結(jié)構(gòu)的有源式電子互感器的遠(yuǎn)端模塊取電技術(shù)。取電技術(shù)。無(wú)源式電子互感器無(wú)源式電子互感器與有源式電子互感器相比，無(wú)源式電子互感器的與有源式電子互感器相比，無(wú)源式電子互感器的傳感模塊利用光學(xué)原理，由純光學(xué)器件構(gòu)成。不傳感模塊利用光學(xué)原理，由純光學(xué)器件構(gòu)成。不再含有電子電路，其有著有源式無(wú)法比擬的電磁再含有電子電路，其有著有源式無(wú)法比擬的電磁兼容性能。兼容性能。 FaradayFaraday磁光效應(yīng)（電流互感器）磁光效應(yīng)（電流互感器） Pocke

9、lsPockels電光效應(yīng)（電壓互感器）電光效應(yīng)（電壓互感器）FaradayFaraday磁光效應(yīng)（電流互感器）磁光效應(yīng)（電流互感器）FaradayFaraday磁光效應(yīng)（電流互感器）磁光效應(yīng)（電流互感器）PockelsPockels電光效應(yīng)（電壓互感器）電光效應(yīng)（電壓互感器）PockelsPockels電光效應(yīng)（電壓互感器）電光效應(yīng)（電壓互感器）全光纖電流互感器全光纖電流互感器光纖電流互感器是一種實(shí)用化的電流傳感器光纖電流互感器是一種實(shí)用化的電流傳感器 couplerLock-inamplifier無(wú)源電子式電流互感器結(jié)構(gòu)無(wú)源電子式電流互感器結(jié)構(gòu) 載流導(dǎo)體光纖電流傳感器復(fù)合絕緣子光纖光纜光纖

10、耦合器光纖偏振器光纖調(diào)制器光源驅(qū)動(dòng)及信號(hào)解調(diào)保護(hù)測(cè)控計(jì)量合并單元IEC60044-8IEC61850-9-1/2保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量無(wú)源式電子互感器的技術(shù)難點(diǎn)無(wú)源式電子互感器的技術(shù)難點(diǎn)光學(xué)傳感材料的選擇光學(xué)傳感材料的選擇溫度對(duì)精度的影響溫度對(duì)精度的影響應(yīng)力對(duì)精度的影響應(yīng)力對(duì)精度的影響傳感頭的封裝技術(shù)傳感頭的封裝技術(shù)( (一致性要求一致性要求) )電源的穩(wěn)定性電源的穩(wěn)定性( (對(duì)紋波的要求極高對(duì)紋波的要求極高) )研制情況研制情況 20042004年開(kāi)始進(jìn)行研發(fā)，組建了光學(xué)試驗(yàn)室年開(kāi)始進(jìn)行研發(fā)，組建了光學(xué)試驗(yàn)室 關(guān)鍵器件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，申請(qǐng)專(zhuān)利并已獲批準(zhǔn)關(guān)鍵器件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，申請(qǐng)專(zhuān)利并已獲批準(zhǔn) 自主開(kāi)發(fā)出了信

11、號(hào)處理算法，已經(jīng)申請(qǐng)專(zhuān)利自主開(kāi)發(fā)出了信號(hào)處理算法，已經(jīng)申請(qǐng)專(zhuān)利 利用現(xiàn)有的儀器設(shè)備搭建起了整機(jī)調(diào)試系統(tǒng)利用現(xiàn)有的儀器設(shè)備搭建起了整機(jī)調(diào)試系統(tǒng) 今年有望完成試驗(yàn)樣機(jī)今年有望完成試驗(yàn)樣機(jī)電子式互感器遠(yuǎn)端模塊的配置電子式互感器遠(yuǎn)端模塊的配置合并單元的概念合并單元的概念 合并單元是對(duì)遠(yuǎn)端模塊傳來(lái)的三相電氣量進(jìn)行合并單元是對(duì)遠(yuǎn)端模塊傳來(lái)的三相電氣量進(jìn)行合并和同步處理，并將處理后的數(shù)字信號(hào)按特定合并和同步處理，并將處理后的數(shù)字信號(hào)按特定的格式提供給間隔級(jí)設(shè)備使用的裝置。的格式提供給間隔級(jí)設(shè)備使用的裝置。 合并單元的輸出格式：合并單元的輸出格式：IEC-60044-8IEC-60044-8IEC-61850

12、-9-1IEC-61850-9-1IEC-61850-9-2IEC-61850-9-2合并單元的結(jié)構(gòu)合并單元的結(jié)構(gòu)電子式互感器與合并單元接口電子式互感器與合并單元接口合并單元的特點(diǎn)合并單元的特點(diǎn)PCS-22xPCS-22x系列合并單元系列合并單元 支持南瑞繼保支持南瑞繼保GISGIS方式的有源電子式互感器方式的有源電子式互感器 支持南瑞繼保支持南瑞繼保AISAIS方式的有源電子式互感器方式的有源電子式互感器 支持支持ABB GISABB GIS方式的電子式互感器方式的電子式互感器 支持三菱支持三菱GISGIS方式的電子式互感器方式的電子式互感器 支持模擬信號(hào)的采集支持模擬信號(hào)的采集合并單元的特

13、點(diǎn)合并單元的特點(diǎn) PCS-22xPCS-22x系列合并單元具有很多特色的功能系列合并單元具有很多特色的功能方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和使用方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和使用 具有完善的監(jiān)測(cè)功能，能夠檢測(cè)出各個(gè)插件、遠(yuǎn)端電具有完善的監(jiān)測(cè)功能，能夠檢測(cè)出各個(gè)插件、遠(yuǎn)端電子模塊的工作狀態(tài)，能夠檢查光纖信號(hào)的強(qiáng)弱，在信子模塊的工作狀態(tài)，能夠檢查光纖信號(hào)的強(qiáng)弱，在信號(hào)偏弱時(shí)給出告警信息號(hào)偏弱時(shí)給出告警信息 具有模擬數(shù)據(jù)輸出功能，便于現(xiàn)場(chǎng)與保護(hù)的聯(lián)調(diào)具有模擬數(shù)據(jù)輸出功能，便于現(xiàn)場(chǎng)與保護(hù)的聯(lián)調(diào) 具有測(cè)量功能能夠?qū)崟r(shí)顯示電壓電流功率等測(cè)量值，具有測(cè)量功能能夠?qū)崟r(shí)顯示電壓電流功率等測(cè)量值，方便現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試和測(cè)試方便現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試和測(cè)試合并單元的配

14、置原則合并單元的配置原則 配置方案將決定系統(tǒng)的安全性與可靠性，配置方案將決定系統(tǒng)的安全性與可靠性，配置原則是保證一套系統(tǒng)出問(wèn)題不會(huì)導(dǎo)致配置原則是保證一套系統(tǒng)出問(wèn)題不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，也不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)，也不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng) 電子式互感器或就地采集單元的二次轉(zhuǎn)換電子式互感器或就地采集單元的二次轉(zhuǎn)換模塊需要冗余配置模塊需要冗余配置 數(shù)據(jù)合并單元冗余配置并分別連接冗余的數(shù)據(jù)合并單元冗余配置并分別連接冗余的電子式互感器模塊，合并單元可以安裝在電子式互感器模塊，合并單元可以安裝在開(kāi)關(guān)附近或保護(hù)小室開(kāi)關(guān)附近或保護(hù)小室合并單元配置的同步采樣問(wèn)題合并單元配置的同步采樣問(wèn)題 同一間隔三相電壓、電流之間需考慮

15、同步同一間隔三相電壓、電流之間需考慮同步采樣采樣 變壓器差動(dòng)保護(hù)從不同電壓等級(jí)的多個(gè)間變壓器差動(dòng)保護(hù)從不同電壓等級(jí)的多個(gè)間隔獲取數(shù)據(jù)存在同步問(wèn)題隔獲取數(shù)據(jù)存在同步問(wèn)題 母線差動(dòng)保護(hù)從多個(gè)間隔獲取數(shù)據(jù)也存在母線差動(dòng)保護(hù)從多個(gè)間隔獲取數(shù)據(jù)也存在同步問(wèn)題同步問(wèn)題 線路縱差保護(hù)線路兩端數(shù)據(jù)采樣也存在同線路縱差保護(hù)線路兩端數(shù)據(jù)采樣也存在同步問(wèn)題步問(wèn)題同步采樣問(wèn)題的解決方法同步采樣問(wèn)題的解決方法 基于基于GPSGPS秒脈沖同步的同步采樣秒脈沖同步的同步采樣 同步方法簡(jiǎn)單同步方法簡(jiǎn)單 秒脈沖丟失時(shí)存在危險(xiǎn)秒脈沖丟失時(shí)存在危險(xiǎn) 二次設(shè)備通過(guò)再采樣技術(shù)二次設(shè)備通過(guò)再采樣技術(shù)( (插值算法插值算法) )對(duì)就對(duì)就地

16、采集單元額定延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)夭杉瘑卧~定延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償 采樣率要求高采樣率要求高 硬件軟件要求高，實(shí)現(xiàn)難度較大硬件軟件要求高，實(shí)現(xiàn)難度較大 但不依賴(lài)于但不依賴(lài)于GPSGPS和秒脈沖傳輸系統(tǒng)和秒脈沖傳輸系統(tǒng) 采樣數(shù)據(jù)傳送標(biāo)準(zhǔn)（采樣數(shù)據(jù)傳送標(biāo)準(zhǔn)（1 1） IEC60044-8IEC60044-8：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖串行數(shù)據(jù)接口：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖串行數(shù)據(jù)接口 傳輸延時(shí)確定傳輸延時(shí)確定 可以采用再采樣技術(shù)實(shí)現(xiàn)同步采樣可以采用再采樣技術(shù)實(shí)現(xiàn)同步采樣 硬件和軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單硬件和軟件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 適合保護(hù)要求適合保護(hù)要求合并單元數(shù)據(jù)分發(fā)合并單元數(shù)據(jù)分發(fā) 采樣數(shù)據(jù)傳送標(biāo)準(zhǔn)（采樣數(shù)據(jù)傳送標(biāo)準(zhǔn)（2 2） IEC61850-9-1/2IE

17、C61850-9-1/2：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口 傳輸延時(shí)不確定（傳輸延時(shí)不確定（400us-3ms400us-3ms） 無(wú)法準(zhǔn)確采用再采樣技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確采用再采樣技術(shù) 硬件軟件比較通用，但對(duì)交換機(jī)要求極高硬件軟件比較通用，但對(duì)交換機(jī)要求極高 硬件和軟件實(shí)現(xiàn)都將困難硬件和軟件實(shí)現(xiàn)都將困難 不同間隔間數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間不確定，不利于母差、變壓不同間隔間數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間不確定，不利于母差、變壓器等保護(hù)的數(shù)據(jù)處理器等保護(hù)的數(shù)據(jù)處理 比較適合測(cè)控、電能儀表一類(lèi)比較適合測(cè)控、電能儀表一類(lèi)合并單元數(shù)據(jù)分發(fā)合并單元數(shù)據(jù)分發(fā)ECVTECVT與合并單元的配置與合并單元的配置ECVTECVT與合并單元的配置與合并單元的配

18、置1 1、GISGIS電子式電流電壓互感器電子式電流電壓互感器 330330kVkV、220kV220kV、110kV110kV 2 2、獨(dú)立型電子式電流電壓互感器、獨(dú)立型電子式電流電壓互感器 500500kVkV、220kV220kV3 3、直流電子式電流互感器、直流電子式電流互感器4 4、35kV35kV電子式電流電壓互感器電子式電流電壓互感器5 5、10kV10kV電子式電流電壓互感器電子式電流電壓互感器我公司電子式互感器我公司電子式互感器我公司電子式互感器的應(yīng)用我公司電子式互感器的應(yīng)用安徽銅陵周沖安徽銅陵周沖220KV220KV變電站變電站: :ECVT-252 GIS ECVT-25

19、2 GIS 用電子式電流電壓互感器用電子式電流電壓互感器PCSPCS221221合并單元合并單元PCSPCS902AF902AF線路保護(hù)線路保護(hù)（對(duì)側(cè)為傳統(tǒng)互感器和常規(guī)保護(hù)）（對(duì)側(cè)為傳統(tǒng)互感器和常規(guī)保護(hù)）已于已于20062006年年5 5月投運(yùn)月投運(yùn)我公司電子式互感器的應(yīng)用我公司電子式互感器的應(yīng)用我公司電子式互感器的應(yīng)用我公司電子式互感器的應(yīng)用 我公司電子式互感器的應(yīng)用我公司電子式互感器的應(yīng)用 智能化開(kāi)關(guān)的概念智能化開(kāi)關(guān)的概念配有電子設(shè)備、數(shù)字通訊接口、傳感器和執(zhí)行器，不但具有分合閘基本功能，而且在監(jiān)測(cè)和診斷方面具有附加功能的開(kāi)關(guān)設(shè)備。開(kāi)關(guān)設(shè)備(包括斷路器和刀閘)的智能化是過(guò)程層數(shù)字化的重要組

20、成部分。IEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies with digital interfaces based on IEC 61850 (制訂中) 智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備的現(xiàn)狀智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備的現(xiàn)狀高壓開(kāi)關(guān)的發(fā)展方向是小型化、智能化高壓開(kāi)關(guān)的發(fā)展方向是小型化、智能化* *ABBABB：PASS(Plug&Switch System)PASS(Plug&Switch System)* *Mitsubishi:MITS(Mitsubishi Information Technology Mitsubishi:MITS(Mitsubi

21、shi Information Technology Switchgear)Switchgear)* *SIEMENSSIEMENS：HIS (Highly Integrated Switchgear)HIS (Highly Integrated Switchgear)都具有結(jié)構(gòu)小型化和控制智能化的趨勢(shì)。都具有結(jié)構(gòu)小型化和控制智能化的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備廠家也急于提升開(kāi)關(guān)設(shè)備的智能化水平。國(guó)內(nèi)的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備廠家也急于提升開(kāi)關(guān)設(shè)備的智能化水平。一、二次廠家的整合和合作是國(guó)內(nèi)開(kāi)關(guān)智能化的必然趨勢(shì)。一、二次廠家的整合和合作是國(guó)內(nèi)開(kāi)關(guān)智能化的必然趨勢(shì)。智能化開(kāi)關(guān)的發(fā)展方向智能化開(kāi)關(guān)的發(fā)展方向 智能

22、控制功能智能控制功能 在線監(jiān)視功能在線監(jiān)視功能 數(shù)字化的接口數(shù)字化的接口 機(jī)構(gòu)的電子操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電子操動(dòng)智能控制功能智能控制功能保護(hù)測(cè)控一體化、一、二次功能一體化保護(hù)測(cè)控一體化、一、二次功能一體化* * 傳統(tǒng)二次功能傳統(tǒng)二次功能 保護(hù)功能保護(hù)功能 測(cè)量功能測(cè)量功能* * 一次設(shè)備本體的控制一次設(shè)備本體的控制 控制聯(lián)鎖控制聯(lián)鎖 儲(chǔ)能電機(jī)和機(jī)構(gòu)電機(jī)的保護(hù)儲(chǔ)能電機(jī)和機(jī)構(gòu)電機(jī)的保護(hù) 順序控制順序控制 受控分合閘受控分合閘在線監(jiān)測(cè)功能在線監(jiān)測(cè)功能 斷路器滅弧室的局放和介損監(jiān)測(cè)斷路器滅弧室的局放和介損監(jiān)測(cè) 機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性的監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性的監(jiān)測(cè), ,斷路器觸頭和刀閘的行程、速度斷路器觸頭和刀閘的行程、速度 控

23、制回路斷線監(jiān)視控制回路斷線監(jiān)視- - 彈簧儲(chǔ)能時(shí)間彈簧儲(chǔ)能時(shí)間- - 開(kāi)關(guān)工作時(shí)間、開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)、切斷電流累積開(kāi)關(guān)工作時(shí)間、開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)、切斷電流累積 開(kāi)關(guān)柜內(nèi)溫度、觸頭接觸部位的溫度監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)溫度、觸頭接觸部位的溫度監(jiān)測(cè) 分合閘線圈的電流、電壓分合閘線圈的電流、電壓 在線監(jiān)測(cè)的主要目的：狀態(tài)檢修在線監(jiān)測(cè)的主要目的：狀態(tài)檢修 實(shí)施在線監(jiān)測(cè)必須考慮可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性實(shí)施在線監(jiān)測(cè)必須考慮可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性數(shù)字化接口數(shù)字化接口 PISA (Process Interface for Sensors and Actuators)PISA (Process Interface for Sens

24、ors and Actuators)位置信息、溫度等狀態(tài)信息、分合閘命令等機(jī)構(gòu)的電子化操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電子化操動(dòng) 斷路器各類(lèi)故障（拒分拒合）中機(jī)械故障的比率最大斷路器各類(lèi)故障（拒分拒合）中機(jī)械故障的比率最大 各級(jí)傳動(dòng)齒輪增加了故障概率，也增加了機(jī)構(gòu)體積各級(jí)傳動(dòng)齒輪增加了故障概率，也增加了機(jī)構(gòu)體積實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)： 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 變機(jī)械傳動(dòng)為變頻器通過(guò)電機(jī)直接驅(qū)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) 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) 電子電路的壽命、穩(wěn)定性和可靠性成為關(guān)鍵電子電路的壽命、穩(wěn)定性和可靠性成為關(guān)鍵目前實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)智能化的方案目前實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)智能化的方案方案方案1:1

25、:操動(dòng)機(jī)構(gòu)智能終端操動(dòng)機(jī)構(gòu)智能終端方案方案2:2:間隔級(jí)智能終端間隔級(jí)智能終端操動(dòng)機(jī)構(gòu)智能終端操動(dòng)機(jī)構(gòu)智能終端在斷路器和刀閘機(jī)構(gòu)中安置PISA接口與間隔級(jí)設(shè)備間通過(guò)數(shù)字信號(hào)傳遞信息。二次設(shè)備通過(guò)數(shù)字信號(hào)發(fā)分合閘命令給斷路器和刀閘?？煽啃院头€(wěn)定性至關(guān)重要，數(shù)字通道必須冗余配置。間隔級(jí)智能終端間隔級(jí)智能終端間隔級(jí)智能終端的主要思想是把間隔級(jí)設(shè)備下放至過(guò)程層，由智能化的間隔級(jí)設(shè)備同時(shí)擔(dān)負(fù)過(guò)程層設(shè)備的數(shù)字化功能。ABB的基于REF542、SIEMENS的基于SIPROTEC4的智能開(kāi)關(guān)柜均基于此思想。這種方案的最大優(yōu)點(diǎn)在于基于成熟的間隔層數(shù)字化技術(shù)，能在大量減少電纜、節(jié)約占地、提升數(shù)字化水平的同時(shí)，滿

26、足可靠性和穩(wěn)定性的要求。智能開(kāi)關(guān)方案智能開(kāi)關(guān)方案開(kāi)發(fā)了保護(hù)控制一體化開(kāi)關(guān)柜、通過(guò)開(kāi)發(fā)了保護(hù)控制一體化開(kāi)關(guān)柜、通過(guò)對(duì)原對(duì)原GISGIS開(kāi)關(guān)的匯控柜做智能化改造，把保開(kāi)關(guān)的匯控柜做智能化改造，把保護(hù)、測(cè)控和護(hù)、測(cè)控和GISGIS控制功能整合在一起，構(gòu)控制功能整合在一起，構(gòu)成智能開(kāi)關(guān)功能。成智能開(kāi)關(guān)功能。智能開(kāi)關(guān)方案智能開(kāi)關(guān)方案智能開(kāi)關(guān)方案智能開(kāi)關(guān)方案智能控制柜方案智能控制柜方案智能控制柜方案的優(yōu)勢(shì)智能控制柜方案的優(yōu)勢(shì)1、節(jié)約了電纜等設(shè)備投資以及相應(yīng)的施工投資； 數(shù)字化變電站建設(shè)的一個(gè)主要現(xiàn)實(shí)目標(biāo)是為了減少變電站內(nèi)控制電纜的數(shù)量，一方面由于原材料的漲價(jià)，電纜成本越來(lái)越高，一方面，光纜電磁兼容性能遠(yuǎn)好

27、于電纜，能顯著提高變電站內(nèi)信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。另外，變模擬信號(hào)為數(shù)字信號(hào)能大大增加傳輸?shù)膸捄托畔⒘俊?、節(jié)約了保護(hù)小室及主控室等的占地面積和投資； 應(yīng)用智能化GIS控制柜使得保護(hù)控制下放成為可能，從而能夠顯著減少保護(hù)小室和主控室的占地面積，這對(duì)一些需要盡量減少變電站土地的城市變電站和地下變電站來(lái)說(shuō)有明顯的效益。智能控制柜方案的優(yōu)勢(shì)智能控制柜方案的優(yōu)勢(shì)3、GIS智能控制柜優(yōu)化了二次回路和結(jié)構(gòu)； 原來(lái)由于一次和二次的專(zhuān)業(yè)細(xì)分，使得原傳統(tǒng)匯控柜內(nèi)的許多功能與保護(hù)控制二次中的功能相重復(fù)，例如防跳、壓力閉鎖、三相不一致等等?；谝欢握系腉IS智能控制柜能夠有效地取消和簡(jiǎn)化冗余回路，提高了整個(gè)二次回路

28、的可靠性。4、智能控制裝置提供了系統(tǒng)的交互性；引入智能控制裝置以后，友好的中文液晶人機(jī)界面以及豐富的自檢和就地操作報(bào)告功能，使得運(yùn)行維護(hù)人員無(wú)論在就地還是遠(yuǎn)方都能及時(shí)了解GIS的運(yùn)行情況。智能控制柜方案的優(yōu)勢(shì)智能控制柜方案的優(yōu)勢(shì)5、聯(lián)調(diào)在出廠前完成，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作量減少； 傳統(tǒng)方案中，一次設(shè)備和二次設(shè)備的電纜連接和調(diào)試只能到現(xiàn)場(chǎng)后完成，調(diào)試周期比較長(zhǎng)，新方案中一二次設(shè)備聯(lián)調(diào)在廠內(nèi)完成，到現(xiàn)場(chǎng)后調(diào)試工作量極小。能夠顯著地縮短投運(yùn)周期。6、一次二次聯(lián)合設(shè)計(jì)，減輕了設(shè)計(jì)院的負(fù)擔(dān)； 原來(lái)一次和二次設(shè)備分別有雙方廠家分別出圖，中間的電纜信號(hào)連接由設(shè)計(jì)院完成，應(yīng)用一二次結(jié)合的新方案后，由兩個(gè)廠家聯(lián)合出圖并對(duì)

29、圖紙的正確性負(fù)責(zé)。智能控制柜方案的優(yōu)勢(shì)智能控制柜方案的優(yōu)勢(shì)7、基于通訊和組態(tài)軟件的聯(lián)鎖功能比傳統(tǒng)硬接點(diǎn)聯(lián)鎖方便； 智能控制裝置能夠采集到間隔內(nèi)所有刀閘位置，且間隔間也有光纜連接，所以可以方便地實(shí)現(xiàn)基于軟件和通訊的聯(lián)鎖，能顯著減少機(jī)構(gòu)輔助接點(diǎn)數(shù)量，提高系統(tǒng)的可靠性。8、縮小了與互感器的電氣距離，減輕了互感器的負(fù)載； 新方案下互感器與保護(hù)控制設(shè)備的電氣距離大大縮短，使得互感器的容量選擇更為容易，也為小功率互感器（LPCT）的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。IEC61850IEC61850IEC61850IEC61850是國(guó)際電工委員會(huì)是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)TC57(IEC)TC57工作工作組制定的組制定的變電

30、站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)系列系列標(biāo)準(zhǔn)，是基于標(biāo)準(zhǔn)，是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?；到y(tǒng)唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850IEC61850規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、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設(shè)備行為、設(shè)備的自描述特征和通用配置語(yǔ)言。使不同智能電氣設(shè)備間的信息共享語(yǔ)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。和互操作成為可能。IEC61850IEC61850與傳統(tǒng)規(guī)約的比較與傳統(tǒng)規(guī)約的比較目前實(shí)施的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)規(guī)目前實(shí)施的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)規(guī)范，廣泛應(yīng)用的范，廣泛應(yīng)

31、用的IEC60870-5-103IEC60870-5-103規(guī)約只是變電站規(guī)約只是變電站內(nèi)傳輸規(guī)約，缺乏對(duì)變電站系統(tǒng)模型、二次功能內(nèi)傳輸規(guī)約，缺乏對(duì)變電站系統(tǒng)模型、二次功能模型的描述，沒(méi)有將系統(tǒng)應(yīng)用與通信技術(shù)進(jìn)行分模型的描述，沒(méi)有將系統(tǒng)應(yīng)用與通信技術(shù)進(jìn)行分層處理，其應(yīng)用受到通信技術(shù)的限制，缺乏一致層處理，其應(yīng)用受到通信技術(shù)的限制，缺乏一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，因此性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，因此103103規(guī)約不適合作為未來(lái)數(shù)字規(guī)約不適合作為未來(lái)數(shù)字化變電站的統(tǒng)一信息平臺(tái)?；冸娬镜慕y(tǒng)一信息平臺(tái)。IEC61850IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的對(duì)象統(tǒng)一建模，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口，增強(qiáng)了設(shè)備之間的互操作性，可以在不同廠家的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。 定義了數(shù)字式CT、PT、智能式開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備的模型和通信接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站分層的概念分層的概念站控層間隔層過(guò)程層過(guò)程層的數(shù)字化是構(gòu)建基于IEC61850的數(shù)字化變電站的重要組成部分。面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一建模面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一建