数字化变电站的建设课件

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1、数字化变电站的建设数字化变电站的建设谢国喜谢国喜数字化变电站的建设2数字化变电站概念数字化变电站概念 数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在设备分层构建，建立在IEC61850IEC61850通信规范基础上，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。操作的现代化变电站。智能化一次设备智能化一次设备:电子式互感器、智能化开关等电子式互感器、智能化开关等 过程层、间隔层、站控层过程层、间隔层、站控层数字化变电站的建设3与传统变电站的比较与传统变电站的比较数

2、字化变电站的建设4数字化变电站数字化变电站 电子式互感器的实现电子式互感器的实现 智能化开关的实现智能化开关的实现 网络化二次设备及网络化二次设备及IEC61850IEC61850的应用的应用 数字化变电站建设中需要考虑问题数字化变电站建设中需要考虑问题数字化变电站的建设5电子式互感器的定义电子式互感器的定义IEC60044-7/8IEC60044-7/8电子式互感器电子式互感器:一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪或电压传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪

3、器、仪表和继电保护或控制装置。在数字接口的情况下，一组器、仪表和继电保护或控制装置。在数字接口的情况下，一组电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。电子式电流互感器（电子式电流互感器（ECTECT）一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次转换器的输出一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次转换器的输出实质上正比于一次电流，且相位偏差在联结方向正确时为已知实质上正比于一次电流，且相位偏差在联结方向正确时为已知相位角相位角 电子式电压互感器电子式电压互感器(EVT)(EVT)一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次电压实质上正一种电子式互感器，在正常使

4、用条件下，其二次电压实质上正比于一次电压，且相位差在联结方向正确时接近于零。比于一次电压，且相位差在联结方向正确时接近于零。数字化变电站的建设6(1)(1)高低压完全隔离，绝缘简单，安全性高；没有因漏油而潜在的易燃、高低压完全隔离，绝缘简单，安全性高；没有因漏油而潜在的易燃、易爆等危险。易爆等危险。(2)(2)不存在磁饱和、铁磁谐振等问题。不存在磁饱和、铁磁谐振等问题。(3)(3)频率响应宽，动态范围大，精度高，可同时满足测量和继电保护的频率响应宽，动态范围大，精度高，可同时满足测量和继电保护的需要。需要。(4)(4)体积小，重量轻，节约占地面积；无污染，无噪声，具有优越的环体积小，重量轻，节

5、约占地面积；无污染，无噪声，具有优越的环保性能。保性能。(5)CT(5)CT二次输出可以开路。二次输出可以开路。PTPT二次输出可以短路。二次输出可以短路。(6)(6)数字信号分享更为容易，带负载能力强。数字信号分享更为容易，带负载能力强。(7)(7)成本与电压等级的关系不大。因此电压等级越高，经济性越明显。成本与电压等级的关系不大。因此电压等级越高，经济性越明显。(8)(8)方便地实现电压电流组合式。方便地实现电压电流组合式。(9)(9)适应电力系统数字化、智能化和网络化的需要。适应电力系统数字化、智能化和网络化的需要。电子式互感器的主要优势电子式互感器的主要优势数字化变电站的建设7电子式互

6、感器的构成电子式互感器的构成 电子式互感器通常由电子式互感器通常由传感模块传感模块和和合并单元合并单元两部分构成，传感模块又称远端模块两部分构成，传感模块又称远端模块,安装在安装在高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。并转换成数字信号。合并单元安装在二次侧，负责对各相远端合并单元安装在二次侧，负责对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。模块传来的信号做同步合并处理。数字化变电站的建设8合并单元的基本结构合并单元的基本结构 数字量输出合并单元时钟输入ECTa（测量）的SC电源需要时的合并单元电源ECTb（测量）的SCECTc（测量）的S

7、CECTa（保护）的SCECTb（保护）的SCECTc（保护）的SC中性点ECT的SCEVTa的SCEVTb的SCEVTc的SC中性点EVT的SC母线 EVT的SC数字化变电站的建设9电子式互感器的分类电子式互感器的分类 按一次传感部分是否需要供电划分按一次传感部分是否需要供电划分有源式电子互感器有源式电子互感器无源式电子互感器无源式电子互感器(纯光学互感器纯光学互感器)数字化变电站的建设10电子式互感器的分类电子式互感器的分类 按结构及应用场合划分按结构及应用场合划分-GISGIS电子互感器电子互感器数字化变电站的建设11电子式互感器的分类电子式互感器的分类 按结构及应用场合划分按结构及应用

8、场合划分-独立式电子互感器独立式电子互感器数字化变电站的建设12电子式互感器的分类电子式互感器的分类 按结构及应用场合划分按结构及应用场合划分-低压用电子式互感器低压用电子式互感器(Sensor)(Sensor)数字化变电站的建设13电子式互感器应用情况电子式互感器应用情况合并单元合并单元线路保护线路保护数字化变电站的建设14 有源电子式互感器有源电子式互感器利用电磁感应等原理感应被测信号利用电磁感应等原理感应被测信号 CTCT：空心线圈：空心线圈(RC)(RC)；低功率线圈；低功率线圈(LPCT)(LPCT)PTPT：分压原理：分压原理 电容、电感、电阻电容、电感、电阻传感头部分具有需用电源

9、的电子电路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利用光纤传输数字信号电子式互感器的原理电子式互感器的原理数字化变电站的建设15电流互感器利用空芯线圈及低功率线圈传感被测一次电流。低功电流互感器利用空芯线圈及低功率线圈传感被测一次电流。低功率线圈（率线圈（LPCTLPCT）的工作原理与常规）的工作原理与常规CTCT的原理相同，只是的原理相同，只是LPCTLPCT的输的输出功率要求很小，因此其铁芯截面就较小。空芯线圈是一种密绕出功率要求很小，因此其铁芯截面就较小。空芯线圈是一种密绕于非磁性骨架上的螺线管，如图所示。空芯线圈不含铁芯，具有于非磁性骨架上的螺线管，如图所示。空芯线圈不含铁

10、芯，具有很好的线性度。很好的线性度。空芯线圈的输出信号空芯线圈的输出信号e e与被测电流与被测电流i i有如下关系：有如下关系：电子式电流互感器原理电子式电流互感器原理dtdinsdtdte0)(数字化变电站的建设16电压互感器利用电容分压器测量电压。为提高电压测量的精度，改善电压测量的暂态特性，在电容分压器的输出端并一精密小电阻。电容分压器的输出信号U0 与被测电压Ui有如下关系：式中C1为高压电容，C2为低压电容。利用电子电路对电压传感器的输出信号进行积分变换便可求得被测电压。电子式电压互感器原理电子式电压互感器原理dtdinsdtdte0)(数字化变电站的建设17 有别于常规互感器的主要

11、参数有别于常规互感器的主要参数数字化变电站的建设181 1、远端传感模块的稳定性和可靠性（安置在室、远端传感模块的稳定性和可靠性（安置在室外时温度、电磁干扰等）外时温度、电磁干扰等）2 2、绕制在陶瓷骨架上的空芯线圈结构的稳定性、绕制在陶瓷骨架上的空芯线圈结构的稳定性对测量精度的影响。对测量精度的影响。3 3、对独立结构的有源式电子互感器的远端模块、对独立结构的有源式电子互感器的远端模块取电技术。取电技术。4 4、与保护的通讯配合、与保护的通讯配合有源电子式互感器的关键技术有源电子式互感器的关键技术数字化变电站的建设19 与有源式电子互感器相比，无源式电子互感与有源式电子互感器相比，无源式电子

12、互感器的传感模块利用光学原理，由纯光学器件器的传感模块利用光学原理，由纯光学器件构成，不含有电子电路，其有着有源式无法构成，不含有电子电路，其有着有源式无法比拟的电磁兼容性能比拟的电磁兼容性能利用光纤传输传感信号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独立安装的互感器的理想解决方案 FaradayFaraday磁光效应（电流互感器）磁光效应（电流互感器）PockelsPockels电光效应（电压互感器）电光效应（电压互感器）无源电子式互感器无源电子式互感器数字化变电站的建设20无源电子式互感器的分类无源电子式互感器的分类磁光

13、玻璃式 优点：技术难度较小，原理简单 缺点：1、系统由分立元件组成，结构复杂，抗振动能力差 2、光学元件间用光学胶粘接，长期运行稳定性差 3、采用的分立光学元件加工困难，一致性难以保证FOCT 优点：1、无分立元件，全光纤结构简单，抗振动能力强 2、光纤熔接后连接可靠，长期稳定性好 3、所有光学器件基于光纤制作，工艺成熟，一致性好 缺点：技术难度大，原理复杂，数字化变电站的建设21无源电子式互感器结构无源电子式互感器结构数字化变电站的建设22无源电子式互感器无源电子式互感器数字化变电站的建设23无源电子式互感器的应用无源电子式互感器的应用数字化变电站的建设24电子式互感器远端模块的配置电子式互

14、感器远端模块的配置数字化变电站的建设25电子式互感器与合并单元接口电子式互感器与合并单元接口数字化变电站的建设26 应用电子式互感器需要面对的几个问题应用电子式互感器需要面对的几个问题电子式互感器的配置方案电子式互感器的配置方案同步采样问题同步采样问题采样数据传送标准的选择采样数据传送标准的选择10KV10KV侧的解决方案侧的解决方案电子式互感器配置电子式互感器配置数字化变电站的建设27 配置方案配置方案配置原则是保证一套系统出问题不会导致保护配置原则是保证一套系统出问题不会导致保护误动，也不会导致保护拒动误动，也不会导致保护拒动电子式互感器的远端模块和合并单元需要冗余电子式互感器的远端模块和

15、合并单元需要冗余配置配置远端模块中电流需要冗余采样远端模块中电流需要冗余采样合并单元冗余配置并分别连接冗余的电子式互合并单元冗余配置并分别连接冗余的电子式互感器远端模块，合并单元可以安装在开关附近感器远端模块，合并单元可以安装在开关附近或保护小室或保护小室电子式互感器配置电子式互感器配置数字化变电站的建设28 220kV220kV双母线方式双母线方式2 2数字化变电站的建设29 同步采样问题同步采样问题常规互感器与电子式互感器会并存，如电压、常规互感器与电子式互感器会并存，如电压、电流之间，变压器不同的电压等级之间电流之间，变压器不同的电压等级之间三相电流、电压采样必须同步三相电流、电压采样必

16、须同步变压器差动保护从不同电压等级的多个间隔获变压器差动保护从不同电压等级的多个间隔获取数据存在同步问题取数据存在同步问题母线差动保护从多个间隔获取数据也存在同步母线差动保护从多个间隔获取数据也存在同步线路纵差保护线路两端数据采样也存在同步线路纵差保护线路两端数据采样也存在同步合并单元数据同步合并单元数据同步数字化变电站的建设30 解决同步采样的两种方案解决同步采样的两种方案基于基于GPSGPS秒脉冲同步的同步采样秒脉冲同步的同步采样 同步方法简单同步方法简单 秒脉冲丢失时存在危险秒脉冲丢失时存在危险二次设备通过再采样技术二次设备通过再采样技术(插值算法插值算法)实现同步实现同步 采样率要求高

17、采样率要求高 硬件软件要求高，实现难度较大硬件软件要求高，实现难度较大 不依赖于不依赖于GPSGPS和秒脉冲传输系统和秒脉冲传输系统合并单元数据同步合并单元数据同步数字化变电站的建设31 采样数据传送标准（采样数据传送标准（1 1）IEC60044-8IEC60044-8：点对点光纤串行数据接口：点对点光纤串行数据接口 传输延时短，且确定传输延时短，且确定 可以采用再采样技术实现同步采样可以采用再采样技术实现同步采样 硬件和软件实现简单硬件和软件实现简单 适合保护要求适合保护要求合并单元数据分发合并单元数据分发数字化变电站的建设32 采样数据传送标准（采样数据传送标准（2 2）IEC61850

18、-9-1/2IEC61850-9-1/2：网络数据接口：网络数据接口 传输延时不确定（传输延时不确定（400us-3ms400us-3ms）无法准确采用再采样技术无法准确采用再采样技术 硬件软件比较通用，但对交换机要求极高硬件软件比较通用，但对交换机要求极高 硬件和软件实现都将困难硬件和软件实现都将困难 不同间隔间数据到达时间不确定，不利于母差、变压不同间隔间数据到达时间不确定，不利于母差、变压器等保护的数据处理器等保护的数据处理 比较适合测控、电能仪表一类比较适合测控、电能仪表一类合并单元数据分发合并单元数据分发数字化变电站的建设33低压互感器的输出为小信号低压互感器的输出为小信号(保护保护

19、150-225MV150-225MV、测量、测量4V4V、电压、电压3.253.256.5V)6.5V)小信号的主要问题：小信号的主要问题：1 1、带负载能力弱，长距离传输影响精度，电磁、带负载能力弱，长距离传输影响精度，电磁兼容问题。兼容问题。2 2、不易分享、不易分享低压电子式互感器的配置低压电子式互感器的配置数字化变电站的建设341 1、全数字化，采用独立的简易合并单元、全数字化，采用独立的简易合并单元低压电子式互感器的配置低压电子式互感器的配置数字化变电站的建设352 2、采用电流电压组合式、采用电流电压组合式优点：解决了母线优点：解决了母线PTPT的共享问题的共享问题缺点：体积较大，

20、局放问题缺点：体积较大，局放问题3 3、母线、母线PTPT采用常规，并不增加电缆。采用常规，并不增加电缆。4 4、采用合并单元和保护合一装置，柜外设备从、采用合并单元和保护合一装置，柜外设备从保护装置出数字量。保护装置出数字量。低压电子式互感器的配置低压电子式互感器的配置数字化变电站的建设36智能化开关设备智能化开关设备 实施方案实施方案利用现有的成熟的二次技术，结合传统开利用现有的成熟的二次技术，结合传统开关设备，提升智能化水平关设备，提升智能化水平智能化智能化GISGIS控制柜控制柜+GOOSE+GOOSE网络网络 (室内室内GIS)GIS)智能终端智能终端+GOOSE+GOOSE网络网络

21、 (AIS)(AIS)数字化变电站的建设37智能化智能化GISGIS汇控柜汇控柜 数字化变电站的建设38基于保护及智能控制柜的变电站基本结构基于保护及智能控制柜的变电站基本结构数字化变电站的建设39智能控制柜方案的优势智能控制柜方案的优势1、节约了电缆等设备投资以及相应的施工投资；数字化变电站建设的一个主要现实目标是为了减少变电站内控制电缆的数量，一方面由于原材料的涨价，电缆成本越来越高，一方面，光缆电磁兼容性能远好于电缆，能显著提高变电站内信号传输的可靠性。另外，变模拟信号为数字信号能大大增加传输的带宽和信息量。2、节约了保护小室及主控室等的占地面积和投资；应用智能化GIS控制柜使得保护控制

22、下放成为可能，从而能够显著减少保护小室和主控室的占地面积，这对一些需要尽量减少变电站土地的城市变电站和地下变电站来说有明显的效益。数字化变电站的建设40智能控制柜方案的优势智能控制柜方案的优势3、GIS智能控制柜优化了二次回路和结构；原来由于一次和二次的专业细分，使得原传统汇控柜内的许多功能与保护控制二次中的功能相重复，例如防跳、压力闭锁、三相不一致等等。基于一二次整合的GIS智能控制柜能够有效地取消和简化冗余回路，提高了整个二次回路的可靠性。4、智能控制装置提供了系统的交互性；引入智能控制装置以后，友好的中文液晶人机界面以及丰富的自检和就地操作报告功能，使得运行维护人员无论在就地还是远方都能

23、及时了解GIS的运行情况。数字化变电站的建设41智能控制柜方案的优势智能控制柜方案的优势5、联调在出厂前完成，现场调试工作量减少；传统方案中，一次设备和二次设备的电缆连接和调试只能到现场后完成，调试周期比较长，新方案中一二次设备联调在厂内完成，到现场后调试工作量极小。能够显著地缩短投运周期。6、一次二次联合设计，减轻了设计院的负担；原来一次和二次设备分别有双方厂家分别出图，中间的电缆信号连接由设计院完成，应用一二次结合的新方案后，由两个厂家联合出图并对图纸的正确性负责。数字化变电站的建设42智能控制柜方案的优势智能控制柜方案的优势7、基于通讯和组态软件的联锁功能比传统硬接点联锁方便；智能控制装

24、置能够采集到间隔内所有刀闸位置，且间隔间也有光缆连接，所以可以方便地实现基于软件和通讯的联锁，能显著减少机构辅助接点数量，提高系统的可靠性。8、缩小了与互感器的电气距离，减轻了互感器的负载；新方案下互感器与保护控制设备的电气距离大大缩短，使得互感器的容量选择更为容易，也为小功率互感器（LPCT）的应用创造了条件。数字化变电站的建设43 能够在不改变开关现有条件下实现一次能够在不改变开关现有条件下实现一次设备和间隔级设备的数据通信设备和间隔级设备的数据通信 GOOSEGOOSE方式方式 智能终端扮演的角色智能终端扮演的角色也能解决保护间的屏间连线也能解决保护间的屏间连线针对不同应用场合，成对使用

25、或单独使用针对不同应用场合，成对使用或单独使用可靠性、实时性可靠性、实时性智能终端及操作箱智能终端及操作箱数字化变电站的建设44GOOSEGOOSE，即，即Generic Object Oriented Substation EventGeneric Object Oriented Substation Event（通用（通用面向对象的变电站事件），是面向对象的变电站事件），是IEC61850IEC61850的特色之一的特色之一,提供了网络提供了网络通讯条件下快速信息传输和交换的手段。通讯条件下快速信息传输和交换的手段。当发生任何状态变化时，智能电子装置将借助变化报告，高速当发生任何状态变化时

26、，智能电子装置将借助变化报告，高速传送二进制对象、通用面向对象变电站事件报告，该报告一般传送二进制对象、通用面向对象变电站事件报告，该报告一般包含有：状态输入、起动和输出元件、继电器等实际和虚拟的包含有：状态输入、起动和输出元件、继电器等实际和虚拟的每一个双点命令状态。每一个双点命令状态。在第一次报告后，该报告一般以间隔在第一次报告后，该报告一般以间隔2 2，4 4，8 860,000ms60,000ms顺序顺序重发。（第一重发延时不固定，可长可短）。重发。（第一重发延时不固定，可长可短）。GOOSEGOOSE报告允许高报告允许高速传输跳闸信号，具有高传输成功概率。速传输跳闸信号，具有高传输成

27、功概率。GOOSEGOOSE服务直接映射到网络数据链路层上，确保重要信息的优先服务直接映射到网络数据链路层上，确保重要信息的优先级传递，使用广播地址进行信息的多路发送。级传递，使用广播地址进行信息的多路发送。GOOSEGOOSE数字化变电站的建设45GOOSEGOOSE报文的发送和接收分别由报文的发送和接收分别由publisherpublisher和和subscribersubscriber来执行。来执行。对于对于publisherpublisher，GOOSEGOOSE报文的发送并不是按固定时间间隔来发送的，在没有事件发生时，报文的发送并不是按固定时间间隔来发送的，在没有事件发生时，GOOS

28、EGOOSE报文的发报文的发送间隔相对比较长，按固定时间间隔来进行，但是在发生事件时，数据发生了变化，发送时间间隔就会设送间隔相对比较长，按固定时间间隔来进行，但是在发生事件时，数据发生了变化，发送时间间隔就会设置为最小，在此阶段，发送时间间隔会逐渐增大，直到事件状态稳定，置为最小，在此阶段，发送时间间隔会逐渐增大，直到事件状态稳定，GOOSEGOOSE报文的发送又变为固定长时报文的发送又变为固定长时间间隔。该过程如下图所示：间间隔。该过程如下图所示：GOOSEGOOSET0(T0)T1 T1T2T3T0传传输输时时间间事事件件T0:稳定条件(长时间无事件)下重传(T0):稳定条件下的重传可能

29、被事件缩短T1:事件发生后,最短的传输时间T2,T3:直到获得稳定条件的重传时间数字化变电站的建设46网络结构比较和选择网络结构比较和选择总线型总线型数字化变电站的建设47网络结构比较和选择网络结构比较和选择星型星型数字化变电站的建设48网络结构比较和选择网络结构比较和选择环型环型数字化变电站的建设49网络结构比较和选择网络结构比较和选择 三种网络结构中，总线结构网络可靠性及传输速三种网络结构中，总线结构网络可靠性及传输速度最差，不适合作为度最差，不适合作为GOOSEGOOSE网络实施方案，仅适网络实施方案，仅适用于对实时性和可靠性要求不高的控制系统；星用于对实时性和可靠性要求不高的控制系统；

30、星型结构和环形结构从可靠性上满足变电站型结构和环形结构从可靠性上满足变电站GOOSEGOOSE网络的要求，均可作为实施方案。网络的要求，均可作为实施方案。星型结构与环型结构技术对比星型结构与环型结构技术对比 从前面的分析可看出，星型结构在运行维护、传从前面的分析可看出，星型结构在运行维护、传输时间及可靠性等多方面优于环型结构，宜采用输时间及可靠性等多方面优于环型结构，宜采用星型结构构建变电站的星型结构构建变电站的GOOSEGOOSE网络。网络。数字化变电站的建设50网络结构比较和选择网络结构比较和选择 星型结构的选择星型结构的选择 1 1、按间隔配置、按间隔配置oror按电压等级配置按电压等级

31、配置 2 2、低压侧、低压侧(10-35KV)(10-35KV)的考虑的考虑 3 3、单网和双网的考虑、单网和双网的考虑 4 4、与、与MMSMMS网或网或SMVSMV共网的问题共网的问题数字化变电站的建设51GOOSEGOOSE网络交换机的选择网络交换机的选择1.1.GooseGoose网交换机应符合网交换机应符合IEC 61850-3 IEC 61850-3 中规定的电磁兼容标准以保证在中规定的电磁兼容标准以保证在变电站环境下可靠运行。变电站环境下可靠运行。GooseGoose网交换机与保护功能是否正常直接相网交换机与保护功能是否正常直接相关，应在各种电磁干扰下保证通讯正确，不发生丢包或错

32、包。关，应在各种电磁干扰下保证通讯正确，不发生丢包或错包。2.2.GooseGoose网交换机应具备管理功能，支持以下二层和三层特性，用以确网交换机应具备管理功能，支持以下二层和三层特性，用以确保关键报文传输的实时性保关键报文传输的实时性a)a)IEEE 802.3 IEEE 802.3 全双工模式工作（无冲突）全双工模式工作（无冲突）b)b)IEEE 802.1p IEEE 802.1p 优先级队列优先级队列c)c)IEEE 802.1Q VLANIEEE 802.1Q VLAN3.Goose3.Goose网交换机应支持将多个端口的报文镜像到一个端口的功能，以网交换机应支持将多个端口的报文镜

33、像到一个端口的功能，以满足报文监视和录波的需要。满足报文监视和录波的需要。4.4.单网应用时，单网应用时，GooseGoose网交换机应支持实现链路冗余的相关协议，如网交换机应支持实现链路冗余的相关协议，如IEEE802.1w RSTPIEEE802.1w RSTP等，以保证数据传输的可靠性。等，以保证数据传输的可靠性。数字化变电站的建设52 智能终端及智能终端及GOOSEGOOSE交换机交换机数字化变电站的建设53IEC61850IEC61850的应用的应用 IEC61850IEC61850是国际电工委员会是国际电工委员会(IEC)TC57(IEC)TC57工作组制工作组制定的定的变电站通信

34、网络和系统变电站通信网络和系统系列标准，是基系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准。标准。IEC61850IEC61850规范了数据的命名、数据定义、设备行规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言，使不同为、设备的自描述特征和通用配置语言，使不同智能电气设备间的信息共享和互操作成为可能。智能电气设备间的信息共享和互操作成为可能。不仅规范保护测控装置的模型和通信接口，而且不仅规范保护测控装置的模型和通信接口，而且还定义了电子式还定义了电子式CTCT、PTPT、智能化开关等一次设备、智能化开关等一次设备的模

35、型和通信接口。的模型和通信接口。数字化变电站的建设54IEC61850IEC61850的应用的应用 特点特点信息分层（站控层、间隔层、过程层）信息分层（站控层、间隔层、过程层）面向对象建模和信息自我描述，适应开放互操面向对象建模和信息自我描述，适应开放互操作性要求作性要求采用抽象采用抽象通信服务接口，适应通信网络技术迅通信服务接口，适应通信网络技术迅猛发展猛发展传输采样测量值传输采样测量值快速传输变化值（快速传输变化值（GOOSEGOOSE）数字化变电站的建设55IEC61850IEC61850的服务和协议栈的服务和协议栈 Client/Server 通讯通讯 模拟量采样值模拟量采样值(SAV

36、)模型模型 对象对象 服务服务 实时性要求以太链路层以太链路层带优先级的以太物理层带优先级的以太物理层IP TCP MMS 特定通讯服务映射特定通讯服务映射(SCSM)通用变电站对象事件通用变电站对象事件GOOSE 数字化变电站的建设56 互操作试验互操作试验 国调中心组织国内各大厂家进行了国调中心组织国内各大厂家进行了6 6次互次互操作试验。南瑞继保全程参与并通过了操作试验。南瑞继保全程参与并通过了互操作试验互操作试验 外陈变、蓝溪变的互联互操作外陈变、蓝溪变的互联互操作IEC61850IEC61850的应用的应用数字化变电站的建设57 国内第一家通过国内第一家通过 KEMA Level A

37、KEMA Level A级级 认证试验认证试验 承接海外工程承接海外工程IEC61850IEC61850的的KEMAKEMA认证认证数字化变电站的建设58网络化二次设备网络化二次设备 网络化二次设备要求网络化二次设备要求具有数字化接口具有数字化接口 满足电子式互感器的要求满足电子式互感器的要求 满足智能开关的要求满足智能开关的要求网络通信功能网络通信功能 满足满足IEC61850IEC61850的要求的要求 基于基于IEC61850IEC61850的间隔层和站控层设备的间隔层和站控层设备RCS-9700RCS-9700变电站自动化系统变电站自动化系统PCS-900PCS-900系列保护装置系列

38、保护装置PCS-9700PCS-9700系列测控装置系列测控装置RCS-9000CRCS-9000C系列四合一保护测控装置系列四合一保护测控装置RCS-9700RCS-9700系列通信设备系列通信设备数字化变电站的建设59数字化变电站建设的一些实际问题数字化变电站建设的一些实际问题 电子式互感器的校验电子式互感器的校验 电子式互感器对线路差动的影响电子式互感器对线路差动的影响 电压切换和电压并列电压切换和电压并列 故障录波器的实现故障录波器的实现 故障信息子站的实现故障信息子站的实现 数字式电度表的实现数字式电度表的实现 保护测试手段的实现保护测试手段的实现数字化变电站的建设60电子式互感器的

39、校验电子式互感器的校验 被试ECTP1V1数字帧P2基准CTP1KrP2S1S2注传输系统Ip二次转换器基准A/D转换器R1IsRc合并单元求值单元(例如，微机)is(n)iref(n)时钟,e数字化变电站的建设61电压切换和电压并列电压切换和电压并列数字化变电站的建设62电压切换和电压并列电压切换和电压并列数字化变电站的建设63故障录波器的实现故障录波器的实现 故障录波器故障录波器 故障录波器应具有采样数据网接口，从合并器接故障录波器应具有采样数据网接口，从合并器接收数字化的交流采样信号，进行交流量录波；收数字化的交流采样信号，进行交流量录波；开关量的采集有两种方式：开关量的采集有两种方式：

40、采用常规电缆接线方式，增加大量电缆，但是保采用常规电缆接线方式，增加大量电缆，但是保证了录波数据的实时性。证了录波数据的实时性。通过从通过从GOOSEGOOSE网络记录开关量信息从技术上是可网络记录开关量信息从技术上是可行的，目前部分录波设备厂家正在做这方面的工行的，目前部分录波设备厂家正在做这方面的工作。作。数字化变电站的建设64数字式电度表的实现数字式电度表的实现 数字式电度表的精度高于常规电度表，一数字式电度表的精度高于常规电度表，一是不存在二次电缆压降的问题，二是没有是不存在二次电缆压降的问题，二是没有电表自身的误差，只要电子互感器精度满电表自身的误差，只要电子互感器精度满足足0.2S

41、0.2S级，电表的精度就能保证到级，电表的精度就能保证到0.2S0.2S级。级。数字式电度表通过数字式电度表通过RS485RS485接口，标准规约接口，标准规约(DL645)(DL645)和电表处理器通信，对处理器没有和电表处理器通信，对处理器没有特殊要求。特殊要求。数字化变电站的建设65数字式电度表的实现数字式电度表的实现 数字式电能表首先应获得国家质量技术监数字式电能表首先应获得国家质量技术监督局颁发的制造计量器具许可证，即获得督局颁发的制造计量器具许可证，即获得国家有关部门对于新的计量原理的认可；国家有关部门对于新的计量原理的认可；目前部分厂家产品已取得国家质量技术监目前部分厂家产品已取

42、得国家质量技术监督局颁发的制造计量器具许可证，国家级督局颁发的制造计量器具许可证，国家级认证不存在问题。认证不存在问题。在得到国家计量部门认可的基础上，数字在得到国家计量部门认可的基础上，数字式电能表还需通过省电力研究院的计量检式电能表还需通过省电力研究院的计量检测，以获得本省的入网许可证。测，以获得本省的入网许可证。数字化变电站的建设66保护测试手段保护测试手段可提供数字信号的新型测试设备可提供数字信号的新型测试设备（omicronomicron、博电等）、博电等）通过转换设备（通过转换设备（HELP2000HELP2000等）等）两种方案的优缺点比较两种方案的优缺点比较数字化变电站的建设67结结 论论 数字化变电站是变电站自动化技术的发展方向和必然趋势 数字化是手段，而不是目的 数字化是一个不断发展的过程 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。谢谢大家！谢谢大家！