华电电力系统自动化第23讲-电力系统数字化变电站

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1、单击此处编辑母版标题样式,North China Electric Power University,page,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第十九讲 电力系统数字化变电站,肖仕武，薛安成,Office:J5B309,Tel:80794899,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,11/27/2024,2,North China Electric Power University,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

2、建，建立在,IEC61850,通信规范基础上，能够实现变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,11/27/2024,3,North China Electric Power University,Control Center,HMI,Engineering,10 MBit/s Switch,Router,Station Bus,Relay A,Bay Controller,Conventional Switch

3、gear,ConventionalCT/VTs,Relay B,Relay A,Bay Controller,Conventional Switchgear,Relay B,ConventionalCT/VTs,IEC61850-8,数字化变电站的实现：第一步,11/27/2024,4,North China Electric Power University,Control Center,HMI,Engineering,Switch,Router,Station Bus,Relay A,Bay Controller,Conventional Switchgear,ModernCT/VTs,R

4、elay B,Relay A,Bay Controller,Conventional Switchgear,ModernCT/VTs,Relay B,IEC61850-9-1,IEC61850-8,数字化变电站的实现：第二步,11/27/2024,5,North China Electric Power University,Control Center,HMI,Engineering,Switch,Router,Station Bus,Relay A,Bay Controller,Modern Switchgear,ModernCT/VTs,Relay B,Relay A,Bay Contr

5、oller,Modern Switchgear,ModernCT/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,11/27/2024,6,North China Electric Power University,Control Center,HMI,Engineering,Switch,Router,Station Bus,Relay A,Bay Controller,Modern Switchgear,ModernCT/VTs,Relay B,Relay A,Bay Controller

6、,Modern Switchgear,ModernCT/VTs,Relay B,Process Bus,IEC61850-8,IEC61850-9-2,数字化变电站的实现：第四步,11/27/2024,7,North China Electric Power University,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,11/27/2024,8,North China Electric Power University,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

7、,PT,无谐振现象,CT,二次输出可以开路,11/27/2024,9,North China Electric Power University,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，

8、MOD）(,制订中),GB/T,xxxxx,.8-200 x,互感器-第8部分：电子式电流互感器（,IEC 60044-8：2002，MOD）(,制订中),11/27/2024,10,North China Electric Power University,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 Transducers,IEEE PC37.235-200 x Guide for the Applic

9、ation of,Rogowski,Coils used for Protective 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),11/27/2024,11,North China Electric Power University,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

10、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,11/27/2024,12,North China Electric Power University,电子式互感器,11/27/2024,13,North China Electric Power University,电子式互感器,11/27/2024,14,North China Electric Power University,电子式互感器,全光纤电流互感器,11/27/2024,15,North China Electric Power University,电子式互感器,无源电子式互感器的关键技术及难点,光学

11、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,长期稳定性,11/27/2024,16,North China Electric Power University,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,11/27/2024,17,North China Electric Power University,电子式互感器,11/27/

12、2024,18,North China Electric Power University,电子式互感器,11/27/2024,19,North China Electric Power University,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,11/27/2024,20,North China Electric Power University,电子式互感器,11/27/2024,21,North China Electric Power University,电子式互感器,合并单元：

13、,合并三相信号,同步,分配信号给二次设备,11/27/2024,22,North China Electric Power University,电子式互感器,输出,模拟量,ECT：4V（,测量）及200,mV（,保护）,EVT：4V,数字量,ECT：2D41H（,测量）及01,CFH（,保护）,EVT：2D41H,电子式互感器不一定是“数字化”,11/27/2024,23,North China Electric Power University,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

14、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,11/27/2024,24,North China Electric Power University,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,11/27/2024,25,North China Electric Power University,智能化一次设备,相关标准,IEC 62271-3 High voltage sw

15、itchgear and assemblies with digital interfaces based on IEC 61850(,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,11/27/2024,26,North China Electric Power University,智能化一次设备,在线监视

16、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,定相位合闸,定相位分闸,顺序控制,11/27/2024,27,North China Electric Power University,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,11/27/2024,28,North China Electric Power University,智能化一次设备,11/27/2024,29,North China Electric Power University,智能化一次设备,功能,保护：电机过热，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,11/27/2024,30,North China Electric Power University,智能化一次设备,11/27/2024,31,North China E