補充電力系統智能變電站主講人：齊鄭qizheng319126補充電力系統智能變電站主講人：齊鄭綜合自動化變電站的缺點互感器的問題絕緣復雜體積大、重量重電磁式CT動態范圍小，有飽和現象電磁式CT二次輸出不能開路電磁式PT易產生鐵磁諧振電磁式PT產生二次壓降耗費大量二次電纜暫態數據無法上傳12/19/20222NorthChinaElectricPowerUniversity綜合自動化變電站的缺點互感器的問題12/18/20222No智能變電站變電站的數字化是一個不斷發展的過程智能變電站是由電子式互感器、智能化開關等智能化一次設備、網絡化二次設備分層構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。電子式互感器智能化一次設備網絡化二次設備IEC61850的應用數字化是手段，不是目的。確保安全性、可靠性和經濟性實際生產上的迫切需要技術管理上的現實可能12/19/20223NorthChinaElectricPowerUniversity智能變電站變電站的數字化是一個不斷發展的過程電子式互感器數ControlCenterHMIEngineering10MBit/sSwitchRouterStationBusRelayABayControllerConventionalSwitchgearConventional

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CT/VT'sIEC61850-8智能變電站的實現：第一步12/19/20224NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineering10ControlCenterHMIEngineeringSwitchRouterStationBusRelayABayControllerConventionalSwitchgearModern

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CT/VT'sRelayBIEC61850-9-1IEC61850-8智能變電站的實現：第二步12/19/20225NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineeringSwControlCenterHMIEngineeringSwitchRouterStationBusRelayABayControllerModernSwitchgearModern

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CT/VT'sRelayBProcessBusIEC61850-9-2IEC61850-9-2IEC61850-8智能變電站的實現：第三步12/19/20226NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineeringSwControlCenterHMIEngineeringSwitchRouterStationBusRelayABayControllerModernSwitchgearModern

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CT/VT'sRelayBProcessBusIEC61850-8IEC61850-9-2智能變電站的實現：第四步12/19/20227NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineeringSw電子式互感器電子式互感器絕緣簡單體積小、重量輕CT動態范圍寬，無磁飽和PT無諧振現象CT二次輸出可以開路12/19/20228NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器電子式互感器12/18/20228NorthC電子式互感器相關標準IEC60044-7:2019Instrumenttransformers-Part7:ElectronicvoltagetransformersIEC60044-8:2019Instrumenttransformers-Part8:ElectroniccurrenttransformersGB/Txxxxx.7-200x互感器-第7部分：電子式電壓互感器（IEC60044–7：2019，MOD）(制訂中)GB/Txxxxx.8-200x互感器-第8部分：電子式電流互感器（IEC60044-8：2019，MOD）(制訂中)12/19/20229NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器相關標準12/18/20229NorthChi電子式互感器相關標準IEEEC37.92-2019IEEEStandardforAnalogInputstoProtectiveRelaysfromElectronicVoltageandCurrentTransducersIEEEPC37.235-200xGuidefortheApplicationofRogowskiCoilsusedforProtectiveRelayingPurposes(制訂中)IEEEC37.xx-200xGuideforApplicationofOpticalCurrentandOpticalVoltageSystemsforProtectiveRelaying(制訂中)12/19/202210NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器相關標準12/18/202210NorthCh電子式互感器無源電子式互感器Faraday磁光效應（電流互感器）Pockels電光效應（電壓互感器）利用光纖傳輸傳感信號傳感頭部分不需電子電路及其電源獨立安裝的互感器的理想解決方案12/19/202211NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器無源電子式互感器12/18/202211Nort電子式互感器12/19/202212NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202212NorthChina電子式互感器12/19/202213NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202213NorthChina電子式互感器全光纖電流互感器12/19/202214NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器全光纖電流互感器12/18/202214Nort電子式互感器無源電子式互感器的關鍵技術及難點光學傳感材料傳感頭的組裝技術微弱信號檢測溫度對精度的影響振動對精度的影響長期穩定性12/19/202215NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器無源電子式互感器的關鍵技術及難點12/18/20電子式互感器有源電子式CT、PT利用電磁感應等原理感應被測信號CT：空心線圈(RC)；小鐵芯線圈(LPCT)PT：電阻、電容、電感分壓傳感頭部分具有需用電源的電子電路利用光纖傳輸數字信號用于GIS或者罐式斷路器更方便HVDC換流站、串補平臺12/19/202216NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器有源電子式CT、PT12/18/202216No電子式互感器12/19/202217NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202217NorthChina電子式互感器12/19/202218NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202218NorthChina電子式互感器有源電子式互感器的關鍵技術及難點供電技術(GIS、罐式斷路器例外)激光；小CT；分壓器；光電池遠端電子模塊的可靠性12/19/202219NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器有源電子式互感器的關鍵技術及難點12/18/20電子式互感器12/19/202220NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202220NorthChina電子式互感器合并單元：合并三相信號同步分配信號給二次設備12/19/202221NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器合并單元：12/18/202221NorthC電子式互感器輸出模擬量ECT：4V（測量）及200mV（保護）EVT：4V數字量ECT：2D41H（測量）及01CFH（保護）EVT：2D41H電子式互感器不一定是“數字化”12/19/202222NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器輸出12/18/202222NorthChin電子式互感器關鍵技術二次接口互感器的安裝位置、合并單元的配置方案各個二次設備共享數字信號采樣數據的同步－三相電流電壓之間、差動保護計量系統互感器的可靠性、穩定性通信、供電、遠端模塊運行維護規程12/19/202223NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器關鍵技術12/18/202223NorthCh智能化一次設備智能開關設備的定義IEC62063:2019具有較高性能的開關設備和控制設備，配有電子設備、傳感器和執行器，不僅具有開關設備的基本功能，還具有附加功能，尤其在監測和診斷方面。在線監視功能智能控制功能數字化的接口電子操動12/19/202224NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備智能開關設備的定義在線監視功能12/18/20智能化一次設備相關標準IEC62271-3HighvoltageswitchgearandassemblieswithdigitalinterfacesbasedonIEC61850(制訂中)IEC/TR62063:2019High-voltageswitchgearandcontrolgear-Theuseofelectronicandassociatedtechnologiesinauxiliaryequipmentofswitchgearandcontrolgear12/19/202225NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備相關標準12/18/202225NorthC智能化一次設備在線監視功能電、磁、溫度、開關機械、機構動作狀態檢修狀態監測狀態評估檢修計劃監測系統的成本、可信度、可靠性智能控制功能最佳開斷定相位合閘定相位分閘順序控制12/19/202226NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備在線監視功能智能控制功能12/18/20222智能化一次設備數字化的接口位置信息其它狀態信息分合閘命令開關的電子操動變機械儲能為電容儲能變機械傳動為變頻器通過電機直接驅動機械運動部件減少到一個機械系統的可靠性提高電子電路的壽命、可靠性成為關鍵12/19/202227NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備數字化的接口開關的電子操動12/18/2022智能化一次設備12/19/202228NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備12/18/202228NorthChina智能化一次設備功能保護：電機過熱，超時，開關位置不一致智能化監視智能化控制聯鎖電機控制順序控制12/19/202229NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備功能12/18/202229NorthChi智能化一次設備12/19/202230NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備12/18/202230NorthChina智能化一次設備優勢節約占地節省電纜現場投運工作量小，投運周期短減少人為失誤控制回路優化與互感器的電氣距離縮短在線監測關鍵技術智能模塊的高可靠性設計技術惡劣環境：EMI、振動、濕熱相應的檢驗、運行維護規程12/19/202231NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備優勢關鍵技術12/18/202231North網絡化二次設備適應電子式互感器的應用適應智能化一次設備的需要適應IEC61850的需要平臺高性能的DSP、MCU大容量存儲器大規模可編程邏輯器件100M網絡接口工業用實時多任務操作系統12/19/202232NorthChinaElectricPowerUniversity網絡化二次設備適應電子式互感器的應用平臺12/18/2022網絡化二次設備基于IEC61850的測控裝置、保護裝置、遠動裝置、網關后臺監控系統與電子式互感器配套的合并單元保護測控裝置關鍵技術高性能的硬件、軟件平臺網絡化計量系統的認證相應的檢驗、運行維護規程12/19/202233NorthChinaElectricPowerUniversity網絡化二次設備基于IEC61850的關鍵技術12/18/20IEC61850相關標準IEC61850-SERCommunicationnetworksandsystemsinsubstationsDL860系列標準變電站通信網絡和系統(IEC61850IDT)IEC61850是國際電工委員會TC57工作組制定的《變電站通信網絡和系統》系列標準，是基于網絡通信平臺的變電站自動化系統唯一的國際標準，也將成為電力系統從調度中心到變電站、變電站內、配電自動化無縫連接的通信標準，還可望成為通用網絡通信平臺的工業控制通信標準12/19/202234NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850相關標準IEC61850是國際電工委員會TCIEC61850互操作信息分層站控層、間隔層、過程層面向對象的數據對象統一建模邏輯設備、邏輯節點、數據對象、屬性信息自我描述抽象服務通信接口12/19/202235NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850互操作12/18/202235NorthCIEC61850應用調度中心(NCC)間隔層過程總線層變電站層變電站總線(LAN)過程總線(LAN)變電站主機Station

gatewayProtection過程總線接口ProcessInterfaceControl保護控制Control&

ProtectionEngineering

station過程總線接口12/19/202236NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850應用調度中心(NCC)間隔層過程總線層IEC61850采樣值12/19/202237NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850采樣值12/18/202237NorthCGooseMessage:

位置A公司保護B公司保護智能一次設備保護測試儀以太網模擬輸入1.仿真故障2.跳閘4.重合GooseMessage:

重合3.新位置GooseMessage:

位置GooseMessage:

跳閘5.新位置GOOSE應用演示12/19/202238NorthChinaElectricPowerUniversityGooseMessage:

位置A公司保護B公司保護智能12/19/202239NorthChinaElectricPowerUniversity12/18/202239NorthChinaElectrIEC61850關鍵技術符合標準的系統建模和設備建模基于IEC61850-9-1和9-2的采樣值傳送基于GOOSE的裝置之間的快速數據交換相應的運行操作和維護規程12/19/202240NorthChinaElectricPowerUniversityIEC61850關鍵技術12/18/202240North結論智能變電站是變電站自動化技術的發展方向智能變電站的建設應從生產上的迫切需要出發，考慮技術上、管理上的現實可能，積極探索，穩妥推進。智能化一次設備成熟的二次技術結合傳統一次設備，提升智能化水平IEC61850首先應用于間隔層和站控層逐步拓展到過程層12/19/202241NorthChinaElectricPowerUniversity結論智能變電站是變電站自動化技術的發展方向智能化一次設備12補充電力系統智能變電站主講人：齊鄭qizheng319126補充電力系統智能變電站主講人：齊鄭綜合自動化變電站的缺點互感器的問題絕緣復雜體積大、重量重電磁式CT動態范圍小，有飽和現象電磁式CT二次輸出不能開路電磁式PT易產生鐵磁諧振電磁式PT產生二次壓降耗費大量二次電纜暫態數據無法上傳12/19/202243NorthChinaElectricPowerUniversity綜合自動化變電站的缺點互感器的問題12/18/20222No智能變電站變電站的數字化是一個不斷發展的過程智能變電站是由電子式互感器、智能化開關等智能化一次設備、網絡化二次設備分層構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。電子式互感器智能化一次設備網絡化二次設備IEC61850的應用數字化是手段，不是目的。確保安全性、可靠性和經濟性實際生產上的迫切需要技術管理上的現實可能12/19/202244NorthChinaElectricPowerUniversity智能變電站變電站的數字化是一個不斷發展的過程電子式互感器數ControlCenterHMIEngineering10MBit/sSwitchRouterStationBusRelayABayControllerConventionalSwitchgearConventional

CT/VT'sRelayBRelayABayControllerConventionalSwitchgearRelayBConventional

CT/VT'sIEC61850-8智能變電站的實現：第一步12/19/202245NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineering10ControlCenterHMIEngineeringSwitchRouterStationBusRelayABayControllerConventionalSwitchgearModern

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CT/VT'sRelayBIEC61850-9-1IEC61850-8智能變電站的實現：第二步12/19/202246NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineeringSwControlCenterHMIEngineeringSwitchRouterStationBusRelayABayControllerModernSwitchgearModern

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CT/VT'sRelayBProcessBusIEC61850-9-2IEC61850-9-2IEC61850-8智能變電站的實現：第三步12/19/202247NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineeringSwControlCenterHMIEngineeringSwitchRouterStationBusRelayABayControllerModernSwitchgearModern

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CT/VT'sRelayBProcessBusIEC61850-8IEC61850-9-2智能變電站的實現：第四步12/19/202248NorthChinaElectricPowerUniversityControlCenterHMIEngineeringSw電子式互感器電子式互感器絕緣簡單體積小、重量輕CT動態范圍寬，無磁飽和PT無諧振現象CT二次輸出可以開路12/19/202249NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器電子式互感器12/18/20228NorthC電子式互感器相關標準IEC60044-7:2019Instrumenttransformers-Part7:ElectronicvoltagetransformersIEC60044-8:2019Instrumenttransformers-Part8:ElectroniccurrenttransformersGB/Txxxxx.7-200x互感器-第7部分：電子式電壓互感器（IEC60044–7：2019，MOD）(制訂中)GB/Txxxxx.8-200x互感器-第8部分：電子式電流互感器（IEC60044-8：2019，MOD）(制訂中)12/19/202250NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器相關標準12/18/20229NorthChi電子式互感器相關標準IEEEC37.92-2019IEEEStandardforAnalogInputstoProtectiveRelaysfromElectronicVoltageandCurrentTransducersIEEEPC37.235-200xGuidefortheApplicationofRogowskiCoilsusedforProtectiveRelayingPurposes(制訂中)IEEEC37.xx-200xGuideforApplicationofOpticalCurrentandOpticalVoltageSystemsforProtectiveRelaying(制訂中)12/19/202251NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器相關標準12/18/202210NorthCh電子式互感器無源電子式互感器Faraday磁光效應（電流互感器）Pockels電光效應（電壓互感器）利用光纖傳輸傳感信號傳感頭部分不需電子電路及其電源獨立安裝的互感器的理想解決方案12/19/202252NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器無源電子式互感器12/18/202211Nort電子式互感器12/19/202253NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202212NorthChina電子式互感器12/19/202254NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202213NorthChina電子式互感器全光纖電流互感器12/19/202255NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器全光纖電流互感器12/18/202214Nort電子式互感器無源電子式互感器的關鍵技術及難點光學傳感材料傳感頭的組裝技術微弱信號檢測溫度對精度的影響振動對精度的影響長期穩定性12/19/202256NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器無源電子式互感器的關鍵技術及難點12/18/20電子式互感器有源電子式CT、PT利用電磁感應等原理感應被測信號CT：空心線圈(RC)；小鐵芯線圈(LPCT)PT：電阻、電容、電感分壓傳感頭部分具有需用電源的電子電路利用光纖傳輸數字信號用于GIS或者罐式斷路器更方便HVDC換流站、串補平臺12/19/202257NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器有源電子式CT、PT12/18/202216No電子式互感器12/19/202258NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202217NorthChina電子式互感器12/19/202259NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202218NorthChina電子式互感器有源電子式互感器的關鍵技術及難點供電技術(GIS、罐式斷路器例外)激光；小CT；分壓器；光電池遠端電子模塊的可靠性12/19/202260NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器有源電子式互感器的關鍵技術及難點12/18/20電子式互感器12/19/202261NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器12/18/202220NorthChina電子式互感器合并單元：合并三相信號同步分配信號給二次設備12/19/202262NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器合并單元：12/18/202221NorthC電子式互感器輸出模擬量ECT：4V（測量）及200mV（保護）EVT：4V數字量ECT：2D41H（測量）及01CFH（保護）EVT：2D41H電子式互感器不一定是“數字化”12/19/202263NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器輸出12/18/202222NorthChin電子式互感器關鍵技術二次接口互感器的安裝位置、合并單元的配置方案各個二次設備共享數字信號采樣數據的同步－三相電流電壓之間、差動保護計量系統互感器的可靠性、穩定性通信、供電、遠端模塊運行維護規程12/19/202264NorthChinaElectricPowerUniversity電子式互感器關鍵技術12/18/202223NorthCh智能化一次設備智能開關設備的定義IEC62063:2019具有較高性能的開關設備和控制設備，配有電子設備、傳感器和執行器，不僅具有開關設備的基本功能，還具有附加功能，尤其在監測和診斷方面。在線監視功能智能控制功能數字化的接口電子操動12/19/202265NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備智能開關設備的定義在線監視功能12/18/20智能化一次設備相關標準IEC62271-3HighvoltageswitchgearandassemblieswithdigitalinterfacesbasedonIEC61850(制訂中)IEC/TR62063:2019High-voltageswitchgearandcontrolgear-Theuseofelectronicandassociatedtechnologiesinauxiliaryequipmentofswitchgearandcontrolgear12/19/202266NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備相關標準12/18/202225NorthC智能化一次設備在線監視功能電、磁、溫度、開關機械、機構動作狀態檢修狀態監測狀態評估檢修計劃監測系統的成本、可信度、可靠性智能控制功能最佳開斷定相位合閘定相位分閘順序控制12/19/202267NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備在線監視功能智能控制功能12/18/20222智能化一次設備數字化的接口位置信息其它狀態信息分合閘命令開關的電子操動變機械儲能為電容儲能變機械傳動為變頻器通過電機直接驅動機械運動部件減少到一個機械系統的可靠性提高電子電路的壽命、可靠性成為關鍵12/19/202268NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備數字化的接口開關的電子操動12/18/2022智能化一次設備12/19/202269NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備12/18/202228NorthChina智能化一次設備功能保護：電機過熱，超時，開關位置不一致智能化監視智能化控制聯鎖電機控制順序控制12/19/202270NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備功能12/18/202229NorthChi智能化一次設備12/19/202271NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備12/18/202230NorthChina智能化一次設備優勢節約占地節省電纜現場投運工作量小，投運周期短減少人為失誤控制回路優化與互感器的電氣距離縮短在線監測關鍵技術智能模塊的高可靠性設計技術惡劣環境：EMI、振動、濕熱相應的檢驗、運行維護規程12/19/202272NorthChinaElectricPowerUniversity智能化一次設備優勢關鍵技術12/18/202231North網絡化二次設備適應電子式互感器的應用適應智能化一次設備的需要適應IEC61850的需要平臺高性能的DSP、MCU大容量存儲器大規模可編程邏輯器件100M網絡接口工業用實時多任務操作系統12/19/202273NorthChinaElectricPowerUniversity網絡化二次設備適應電子式互感器的應用平臺12/18/2022網絡化二次設備基于IEC61850的測控裝置、保護裝置、遠動裝置、網關后臺監控系統與電子式互感器配套的合并單元保護測控裝置關鍵技術高性能的硬件、軟件平臺網絡化計量系統的認證相應的檢驗、運行維護規程12/19/202274NorthChinaElectricPowerUniversity網絡化二次設備基于IEC