智能变电站系统结构概述课件

智能变电站系统结构概述 智能变电站系统结构概述 1传统变电站与智能变电站网络结构对比 传统变电站结构图智能变电站结构图3种典型网络模式传统变电站与智能变电站网络结构对比 传统变电站结构图智能变电2传统变电站到智能变电站的演变智能终端MU传统微机保护交流输入组件A/D 转换组件保护逻辑(CPU)开入开出组件人机对话模件端子箱二次设备和一次设备功能重新定位：ECT一次设备智能化 IED数字化保护SMV光纤GOOSE光纤一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：1、AD变换没有了，代之以高速数据接口。2、开关量输出DO、输入DI移入智能化开关，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作。电缆电缆传统变电站到智能变电站的演变智能终端MU传统微机保护交流输入3智能变电站基本概念三层两网：物理结构上，完整的数字化变电站由三个层次构成，分别为过程层、间隔层、站控层，每层均由相应的设备及GOOSE网络和SMV网设备构成。过程层:主要设备包括互感器、合并单元、智能终端等，其主要功能是完成实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。间隔层：主要设备包括各种保护装置、测控装置、安全自动装置、计量装置等，其主要功能是各个间隔过程层实时数据信息的汇总；完成各种保护、自动控制、逻辑控制功能的运算、判别、发令；完成各个间隔及全站操作联闭锁以及同期功能的判别；执行数据的承上启下通信传输功能，同时完成与过程层及站控层的网络通信功能。站控层：主要设备包括主机、操作员站、五防主机、远动装置、保信子站、网络通信记录分析系统、卫星对时系统等设备，其主要功能是通过网络汇集全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，并定时将数据转入历史数据记录库；按需要将有关实时数据信息送往调度端；接受电网调度或控制中心的控制调节命令下发到间隔层、过程层执行；全站操作闭锁控制功能；具有站内当地监控、人机联系功能；具有对间隔层、过程层二次设备的在线维护、参数修改等功能。智能变电站基本概念三层两网：物理结构上，完整的数字化变电站由4现阶段智能变电站主流系统结构智能变电站结构图现阶段智能变电站主流系统结构智能变电站结构图5合并单元功能交流模拟量采集交流模拟量采集：间隔合并单元支持12路模拟量输入、PT合并单元支持15路模拟量输入；数字量输入数字量输入：可通过GB/T20840.8（IEC60044-8）报文格式接收光纤同步串口信号，能兼容5Mbit/s及10Mbit/s的编码速率。为了保证合并单元装置整体采样延迟时间小于2ms，要求前端接入的数字量采样延迟时间小于1ms。数字量输出数字量输出：采用DL/T860.92（IEC61850-9-2）或GB/T20840.8（IEC60044-8）规定的报文格式，向站内保护、测控、计量、录波、PMU等智能电子设备输出经同步后的采样值。整体采样延迟时间小于2ms。最大可提供最大可提供2222个个DL/T860.92DL/T860.92（IEC61850-9-2IEC61850-9-2）输出接口或）输出接口或3636个个GB/T20840.8GB/T20840.8（IEC60044-8IEC60044-8）输出输出接口接口。时钟同步时钟同步：可支持光纤B码、PPS秒脉冲及IEEE1588同步方式，同步误差小于1s，并具有守时功能，在失去同步时钟信号10min以内的同步误差小于4s。电压并列、切换电压并列、切换：可通过GOOSE通信或本地开入模件采集开关、刀闸等位置信号，并可提供多种PT并列和切换方式。设备自检设备自检：装置具备对本身的AD采样、FLASH、工作电压等硬件环节进行自检，并能对异常事件进行记录和保存。在MU故障时可通过GOOSE上送告警内容，并输出告警接点，装置主要运行状态可通过面板LED灯指示。合并单元功能交流模拟量采集：间隔合并单元支持12路模拟量输6合并单元分类1.1.PTPT合并单元合并单元:PSMU602GV:PSMU602GV 用于各电压等级PT间隔，采集母线电压，并实现PT并列功能2.2.间隔合并单元间隔合并单元:PSMU602GC:PSMU602GC 用于各电压等级，采集间隔电流、线路UX、接收PT合并单元来的母线电压，可实现PT切换功能合并单元分类1.PT合并单元:PSMU602GV7合并单元正视图合并单元正视图8智能终端功能思考：谁的“终端”？规范释义：与一次设备采用电缆连接，与保护、测控装置采用光纤连接，实现对一次设备（如断路器、刀闸、变压器等）的测量控制功能。智能终端功能思考：谁的“终端”？9智能终端功能开关量(DI)和模拟量(AI)采集功能；开关量(DO)开出功能具有断路器控制功能具备断路器操作箱功能，包含分合闸回路、电流保持、合后监视、重合闸、操作电源监视和控制回路断线监视等功能。断路器防跳功能以及各种压力闭锁功能在断路器本体操作机构中实现。具备信息转换和通信功能，支持以GOOSE方式上传一次设备的状态信息，同时接手来自二次设备的GOOSE下行控制命令，实现对一次设备的实时控制功能。智能终端应具备GOOSE命令记录功能，记录收到GOOSE命令时刻、GOOSE命令来源及出口动作时刻等内容。可支持光纤B码、PPS秒脉冲及IEEE1588同步方式智能终端应具备完善的自诊断功能，并能输出装置本身的自检信息。智能终端功能开关量(DI)和模拟量(AI)采集功能；10智能终端分类分相智能终端PSIU601GC用于220kV及以上分相开关跳合闸三相智能终端PSIU621GC用于110kV（66kV）不分相开关跳合闸PT智能终端PSIU621GC-V用于各电压等级PT间隔，不具备跳合闸功能本体智能终端PSIU602GT用于各电压等级主变本体非电量保护，实现档位遥调，中性点刀闸遥控功能智能终端分类分相智能终端PSIU601GC11智能终端正视图智能终端正视图12智能变电站三种网络模式由于采用了数字信号，因此数据共享非常方便。故智能化变电站的采样跳闸模式可以有多种灵活的组合方式，主要有直采直跳、网采网跳、直采网跳等方式。智能变电站三种网络模式由于采用了数字信号，因此数据共享非常13直采直跳模式特点：保护装置以点对点通信模式和MU通信，获取交流采样数据，保护跳闸、保护开入通过保护装置和智能终端点对点通信模式实现。用于测控的信号、告警、位置等信息通过GOOSE网络实现共享。优点：连接可靠，传输延时固定，技术上容易实现缺点：光纤数量较多，连接复杂，增加工作量系统可扩展性差，不符合二次设备网络化的方向直采直跳模式特点：14网采网跳模式特点：保护装置以组网模式和MU通信，获取交流采样数据，保护跳闸、保护开入用于测控的信号、告警、位置等信息通过GOOSE网络实现共享优点：系统可扩展性好，符合二次设备网络化的方向，节省大量光纤和光纤接口，成本降低缺点：交流采样依赖于外部时钟同步，且交换机网络延时不固定，对采样实时性与GOOSE跳闸时间有影响网采网跳模式特点：15直采网跳模式特点：保护装置以点对点模式和MU通信，获取交流采样数据，保护跳闸、保护开入用于测控的信号、告警、位置等信息通过GOOSE网络实现共享优点：节省保护装置和智能终端的光纤连接盒光纤接口，成本降低保证了交流采样的可靠性缺点：系统可扩展性差，不符合二次设备网络化的方向，对GOOSE跳闸时间有影响直采网跳模式特点：16智能变电站三种网络模式直采直跳方案是现阶段主推模式直采网跳方案属于过渡方案当二次设备厂家特别是交换机技术成熟运行很可靠时，网采网跳是一种最理想的方案智能变电站三种网络模式直采直跳方案是现阶段主推模式17220kV线路保护实施方案合并单元、智能终端、保护装置与过程层网络均应双重化配置合并单元、智能终端对应接入该套保护装置每套保护具有完整的主后备保护母线合并单元采集母线电压并点对点将电压发送给间隔合并单元间隔合并单元采集电流和UX合并单元和保护采用直采方式智能终端和保护采用直跳方式保护跨间隔信息采用GOOSE网络传输方式（如启动母差失灵、母差动作远跳功能等）测控通过网络与合并单元、智能终端传输信息220kV线路保护实施方案合并单元、智能终端、保护装置18220kV主变保护实施方案保护装置均应双重化配置，每套保护具有完整的主后备保护配置单套非电量保护各侧合并单元、智能终端、过程层网络双重化配置合并单元和保护采用直采方式智能终端和保护采用直跳方式保护跨间隔信息采用GOOSE网络传输方式非电量保护应就地直接电缆跳闸各设备均应组网220kV主变保护实施方案保护装置均应双重化配置，每19220kV主变保护实施方案保护装置均应双重化配置，每套保护具有完整的主后备保护配置单套非电量保护各侧合并单元、智能终端、过程层网络双重化配置合并单元和保护采用直采方式智能终端和保护采用直跳方式保护跨间隔信息采用GOOSE网络传输方式非电量保护应就地直接电缆跳闸各设备均应组网220kV主变保护实施方案保护装置均应双重化配置，每20母联（分段）保护实施方案母联（分段）保护装置、合并单元智能终端均应双重化配置合并单元和保护采用直采方式智能终端和保护采用直跳方式保护跨间隔信息采用GOOSE网络传输方式（失灵启动等）母联（分段）保护实施方案母联（分段）保护装置、合并单元21220kV母线保护实施方案母线保护装置均应双重化配置各间隔合并单元、智能终端双重化配置合并单元和保护采用直采方式智能终端和保护采用直跳方式保护跨间隔信息采用GOOSE网络传输方式（失灵启动、主变保护动作解复压等）220kV母线保护实施方案母线保护装置均应双重化配置22110kV线路保护实施方案宜采用保护测控一体装置合并单元、智能终端、保测装置单套配置保护具有完整的主后备保护母线合并单元采集母线电压并点对点将电压发送给间隔合并单元间隔合并单元采集电流和UX合并单元和保护采用直采方式智能终端和保护采用直跳方式保护跨间隔信息采用GOOSE网络传输方式（如启动母差失灵、母差动作远跳功能等）测控通过网络与合并单元、智能终端传输信息110kV线路保护实施方案宜采用保护测控一体装置23中低压保护实施方案66kV、35kV及以下低压等级采用保护测控一体化装置，按间隔单套配置保护、测控、合并单元、智能终端按间隔合并实现采用开关柜方式时，保护装置安装于开关柜内宜使用常规互感器直接采样，直接跳闸跨间隔开关量信息交换可采用过程层GOOSE网络传输中低压保护实施方案66kV、35kV及以下低压等级24思考:这个主接线图保护装置、合并单元、智能终端怎么配置呢？220kV主变、线路、母差、母联保护双套配置220kV母线MU、主变MU、母联MU、线路MU双套配置主变中压侧、低压I侧、低压II侧MU双套配置中压侧母线MU双套配置220kV各间隔智能终端、主变各侧智能终端双套配置主变本体智能终端单套配置110kV线路、母差保护、合并单元、智能终端单套配置PT智能终端按PT间隔单套配置思考:这个主接线图保护装置、合并单元、智能终端怎么配置呢？25