148-智能变电站介绍-南瑞——【变压器资料】
南瑞 南自 南瑞继保
智能电网“南京帮”（ZZ），好一部江湖恩怨情仇史今年深圳南瑞和南瑞继保都在全国大张旗鼓地招人，其中深圳瑞要招110人，南瑞继保居然还招450人，不禁让人汗颜。
但是其实这两家背后也有他们的心酸之处，特别是深圳南瑞被李嘉诚收归后，却换来了苦不堪言的局面。
从网上找到了这篇文章，有点长，但里面详细讲述了南瑞、深圳南瑞、南瑞继保、南自这几家国内二次设备龙头企业的前世今生，以及他们的恩恩怨怨，简直就是一部江湖大片。
电力系今年毕业或即还在读的同学可以了解一下当中的秘史，也许会对择业有些帮助。
智能电网“南京帮”（ZZ）（一）在智能电网预期投资规模1万亿元，以及研究机构称将带动相关产业4万亿元的巨大商机面前，各地方和诸多企业抢跑进场，市场快速热了起来。
南京和南京的企业走到了前面。
前言中国智能电网投资正进入快速增长期。
一个明确的信号是今年9月初国家电网公司公布的2010年第二批智能电网招标公告，数量明显超过7月份的第一批，除了变压器数量与第一次持平外，互感器数量增加200套、组合电器增加101间隔、断路器增加9套、隔离开光增加39组、避雷器增加103台。
这是国家电网公司于去年提出中到2020年智能电网预期投资1万亿元计划的一部分。
去年5月，国家电网公司总经理刘振亚表示，将分阶段推进坚强智能电网的发展，到2020年全面建成统一的坚强智能电网。
从新经济发展模式和能源优化利用的角度看，中国电力行业的发展正趋陷入一系列困境中。
根据中国电力企业联合会统计，截止到2 008年底，电网22千伏及以上输电线路长度已达36.48万千米，中低压配电网长达几百万公里。
这个庞大的输配电系统单向运转，实际上已成为最浪费的网络资源。
倘若中国实现了互动电网的转型，有专家以2008年全国社会用电量35000亿千瓦时做过测算，相当于每年可节省其中5%-10%的电源资源，接近2000亿元的水平。
要突破困境，只有大规模调整电网发展战略。
并不只有房地产和汽车产业牵一发而动全身，现在看来，电网行业的上下游产业链也牵涉到国民经济的所有条块和行业，最终也落实到消费者个体。
智能变电站介绍PPT课件
.
IEC61850数据组织示例
V
A
Functional Constraint
MX
MX
Logical Nodes
MMXU1
MMXU2
Logical Device (e.g. Relay1)
Physical Device
(network address)
“MMXU2$MX$A” =
.
30
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
——从变电站层次结构上来看 从变电站层次结构上来看，智能化变电站由站控层，间隔层，过程层组成。
站控层设备：监控主机，工程师站等。 间隔层设备：保护装置，测控装置等。 过程层设备：光CT/PT，合并单元，智能开关等。
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如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
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关于IEC61850规约的一些疑问
What？ 什么是IEC61850规约？
Why？ 为什么要采用IEC61850规约？ How？ 如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
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如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
我们从以下三个角度来看智能化变电站的构建情况： 1、从变电站层次结构上来看 2、从使用设备上来看 3、从使用服务上来看
——从使用设备上来看
从使用设备来看，构建一个完整的智能化变电站需要以下三个部分： 1、智能化的一次设备
一次设备从信号继电器到控制回路，全部采用微处理器（智能开关）和光电技术（无 源光CT）设计。同时用于数字量信号传输的网络取代传统的电缆导线连接。换言之， 变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路及常规的强电模拟信号和控制电缆被光
电数字和光/电网络代替。
变电站详细资料大全
变电站详细资料大全变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。
在发电厂内的变电站是升压变电站，其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中。
基本介绍•中文名：变电站•外文名：transformer station•作用：分配电能等•设备：变压器等•套用：发电厂输电等•学科：电力学分类,设备,布设要求,巡检,技术档案,发展,分类(1)一类变电站。
是指交流特高压站，核电、大型能源基地（300万kw及以上）外送及跨大区（华北、华中、华东、东北、西北）联络750/500/330kV变电站。
(2)二类变电站。
是指除一类变电站以外的其他，750/500/330kV变电站，电厂外送变电站（100万kW及以上、300万kW以下）及跨省联络220kV变电站，主变压器或母线停运、开关拒动造成四级及以上电网事件的变电站。
(3)三类变电站。
是指除二类以外的220kV变电站，电厂外送变电站（30万kW及以上、100万kW以下），主变压器或母线停运、开关拒动造成五级电网事件的变电站，为一级及以上重要用户直接供电的变电站。
(4)四类变电站。
是指除一、二、三类以外的35kV及以上变电站。
注：工区所有220kV变电站为三类变电站，110kV及以下所有变电站为四类变电站。
设备变电站内的电气设备分为一次设备和二次设备。
下面对变电站内的主要设备进行简单的介绍。
1、一次设备一次设备指直接生产、输送、分配和使用电能的设备，主要包括变压器、高压断路器、隔离开关、母线、避雷器、电容器、电抗器等。
2、二次设备变电站的二次设备是指对一次设备和系统的运行工况进行测量、监视、控制和保护的设备，它主要由包括继电保护装置、自动装置、测控装置（电流互感器、电压互感器）、计量装置、自动化系统以及为二次设备提供电源的直流设备。
布设要求变电站的结构设计与设备布置一般具有如下要求：①建筑物底层的附属10 kV变电站不需分室，变压器及高低压开关柜可同层同室布置，仅需保持特定间距，具有专有建筑物的35 kV独立变电站应按照功能分层分室布置；②变电站的室内布置应紧凑合理，便于运行人员的操作、检修、试验与巡视，开关柜安装位置应满足最小通道宽度要求，并适当考虑发展及扩建要求；③分室布置变电站应合理布置站内各功能室的位置，高压配电室与高压电容器室相邻，低压配电室与变压器室相邻，低压配电室应便于出线，控制室位置应便于运行人员的工作与管理；④高低压配电室的设施应符合安全与防火要求，站内不允许采用可燃材料装修；⑤高低压配电室、电容器室及变压器室的门应向外开，相邻两配电室的门应双向开启；⑥高低压配电室、电容器室、变压器室及主控室应设定防范雨、雪、蛇、鼠等从门、窗及缆沟入室的设施。
图解智能变电站工作原理
智能电网是将现代信息系统融入传统能源网络构成的新电网系统，从而使电网具有更好的可控性和可观性，解决传统电力系统能源利用率低、互动性差、安全稳定分析困难等问题，从而实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
1.1智能变电站工作原理智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等各个环节。
而在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环。
智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，是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。
智能化一次设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。
例如：智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据。
在实现一次设备实现通讯的基础上，网络化二次设备分层构建还需要一个具有广泛适用性、功能强大的通讯协议，使各种设备能通过协议实现互操作，才能让变电站的智能化变为可能。
这个通讯协议就是IEC61850。
IEC61850标准实现了智能变电站的工程运作标准化，使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。
通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。
1.2各种设备之间互操作的可靠性安全和可靠永远是电网系统不可逾越的原则，而众多不同厂家的设备连接到一起，设备之间互操作的可靠性问题也是一个难关。
为了保证整个智能变电站系统的可靠性运行及响应速度，必须依靠变电站验收时各种试验及系统联调。
由于智能变电站的设备分为过程层、间隔层、站控层3层，因此智能变电站的验收应根据智能变电站的特殊性，在验收时需制定相应验收计划。
总的来说，智能变电站的验收项目主要有过程层设备验收、站控层设备验收及主要系统功能验收等项目。
智能变压器概述
智能变压器概述智能变压器概述一、引言智能变压器是一种集智能化、数字化、高效节能于一体的电力变压器，在电力系统中起着至关重要的作用。
本文将从以下几个方面详细介绍智能变压器的概述。
二、智能变压器的定义智能变压器是一种具备自动监测、自动控制和远程通信等功能的电力变压器。
它能够实时监测电流、电压、温度等参数，并根据监测到的数据进行智能化的调节和控制，从而实现对电力系统的高效运行和优化。
三、智能变压器的主要特点1\自动监测功能：智能变压器能够实时监测电流、电压、温度等关键参数，并能自动报警及时处理异常情况。
2\自动控制功能：智能变压器能根据监测到的数据进行自动调整，实现电力系统的智能化调节和控制。
3\远程通信功能：智能变压器能够通过通信网络实现与上位机的远程通信，实现对变压器的远程监测、控制和管理。
4\高效节能功能：智能变压器采用先进的节能技术，能够有效地提高电力系统的能源利用效率，减少能源浪费。
四、智能变压器的应用领域1\电力系统：智能变压器可以应用于电力系统的输电、配电和变电等环节，实现对电力系统的高效运行和管理。
2\工业生产：智能变压器能够应用于工业生产过程中的电力供应，实现对电力质量的稳定控制，提高生产效率。
3\商业建筑：智能变压器可以应用于商业建筑中的电力供应，实现对电能的控制和管理，提高能源利用效率。
4\公共设施：智能变压器可以应用于公共设施如医院、学校、机场等的电力供应，实现对电力系统的精确控制，提高用电安全性。
五、智能变压器的未来发展趋势1\：随着技术的发展，智能变压器将更加智能化，具备更强大的数据处理和分析能力，实现更精确的调控效果。
2\新能源融合：随着新能源的快速发展，智能变压器将与新能源发电设备深度融合，实现对新能源的高效集成利用。
3\安全可靠性提升：智能变压器将注重提高设备的安全可靠性，加强设备的监测和保护功能，降低故障和事故的发生率。
六、附件本文档涉及附件：无七、法律名词及注释1\智能变压器：智能变压器指具备自动监测、自动控制和远程通信等功能的电力变压器。
全数字化变电站实施方案(110KV)
图2-1-1、110kV数字化变电站结构示意图（GOOSE点对点组网）
图2-1-2、110kV数字化变电站结构示意图（GOOSE交换机组网）此外，若采用区域采样同步(插值同步)方案，则图2-1、图2-2中的采样同步时钟源、采样同步网不存在。
3.3. 校时及采样同步方案
3.3.1. 校时方案
1）监控服务器、运行工作站支持以下方式校时：
l采用SNTP校时。
l来自远动工作站的规约校时。
2）远动工作站支持以下方式校时：
l IRIG-B（DC）校时。
l GPS秒脉冲对时。
l SNTP校时（复用站控层以太网，传输层协议为用户数据报协议UDP）。
l IEEE1588校时（复用站控层以太网，严格按IEEE1588解码）。
l来自调度的规约校时。
3）所有带站控层接口板的装置支持以下方式校时：
l IRIG-B（DC）校时。
l GPS秒脉冲对时。
l SNTP校时（复用站控层以太网，传输层协议为用户数据报协议UDP）。
l IEEE1588校时（复用站控层以太网，严格按IEEE1588解码）。
l来自远动工作站的规约校时。
3.3.2. 采样同步
变电站内的变压器保护、方向距离保护、以及测控计量设备对数据源同步的精度要求为最大为5us（0.1度）。
对于实现不同采集设备的同步，工程应用中通常采用以下两种方案：全站同步时钟源
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深圳南瑞科技有限公司第11页。
智能变电站概述及通讯结构图
电气设备监测与故障诊断作业智能变电站学院：电子信息专业：电气工程及其自动化班级：13级01班姓名：苗增学号：134智能化变电站建设苗增西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。
1.智能化变电站的体系结构与通讯网络IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。
整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。
站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。
同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。
2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。
110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。
智能化变电站通讯结构见如下示意图：变电站自动化系统.技术特点采用分层分布、面向对象的设计思想;支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU 检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证;当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台;当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能;采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。
智能变电站简介
智能变电站简介智能变电站简介：一、概述：智能变电站是利用先进的信息技术、通信技术和控制技术实现自动化、智能化运行管理的现代化电力供应设施。
它通过集成电力系统监控、自动化保护、通信调度、数据处理等功能，提高了电力系统的稳定性、可靠性和安全性，实现了对变电站设备和电网运行状态的全面监测和控制。
二、设备配置：1、主变压器：智能变电站配备高性能的主变压器，具有高效率、低损耗、体积小、重量轻等特点。
同时，主变压器配备智能监测系统，可以实时监测油温、载流量、绝缘状态等参数，及时预警故障。
2、开关设备：智能变电站采用先进的开关设备，如SF6断路器和真空断路器，具有快速断电、可靠性高、维护免保养等优点。
同时，开关设备配备智能保护和监测系统，可以实现对电力设备的远程监控和故障定位。
3、自动化控制系统：智能变电站配备先进的自动化控制系统，包括SCADA系统、远动系统等，实现对变电站各个设备的远程监控、自动操作和数据采集。
通过这些系统，可以实现变电站的自动化运行和远程管理。
4、通信调度系统：智能变电站采用高速可靠的通信网络，将变电站与电力公司的调度中心相连。
通过通信调度系统，实现对电力设备和电网运行状态的全面监测和远程控制。
三、功能特点：1、智能监测：智能变电站配备各种监测装置和传感器，可以对变电站设备的温度、湿度、电流等参数进行实时监测，并及时报警。
2、故障预警：智能变电站配备故障预警系统，可以对变电站设备进行故障预警，并通过短信、邮件等方式提醒维护人员及时处理。
3、智能保护：智能变电站采用先进的保护装置，可以对电力设备进行精确的保护，及时切除故障，保障电力系统的安全运行。
4、远程操作：智能变电站配备远程操作系统，可以实现远程对变电站设备的操作和控制，减少人工操作，提高工作效率。
附件：本文档涉及的附件包括智能变电站的设备配置图、通信调度系统的架构图等，详见附件1：法律名词及注释：1、智能变电站：指利用先进的信息技术、通信技术和控制技术实现自动化、智能化运行管理的现代化电力供应设施。
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智能变电站介绍
•智能变电站概述 •电子式互感器 •GOOSE技术 •IEC 61850简介 •智能变电站的实施 •智能变电站继电保护技术规范
电子式互感器的概念
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，用于传输正比于被测量的量，以供给测量仪器、 仪表和继电保护或控制装置。
有源电子式互感器
• 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（LPCT）的工作原理与常规 CT的原理相同，只是LPCT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，具有很好的线性度。
• 空芯线圈的输出信号e与被测电流源自有如下关系：智能变电站概述
变电站的智能化是一个不断发展的过程。就目 前技术发展现状而言，智能变电站是：
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建，建立在IEC 61850 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。
智能变电站概述
• 一次设备智能化：
电子式互感器
电子式互感器通常由传感模块和合并单元两部分构 成，传感模块又称远端模块,安装在高压一次侧，负责采 集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。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。电压等级越高电子式互感器优势越明显。
比较项目
绝缘 体积及重量 CT动态范围
PT谐振 CT二次输出
输出形式
常规互感器
复杂 大、重 范围小、有磁饱和 易产生铁磁谐振 不能开路 模拟量输出
电子式互感器
绝缘简单 体积小、重量轻 范围宽、无磁饱和 PT无谐振现象
可以开路 数字量输出
电子式互感器的原理和分类
• 按一次传感部分是否需要供电划分 • 有源式电子互感器 • 无源式电子互感器
• 按应用场合划分 • GIS结构的电子互感器 • AIS结构(独立式)电子互感器 • 直流用电子式互感器
智能变电站发展历程
• 第一步：IEC61850实现监控层通讯
• 第二步：GOOSE应用 • 220kV绍兴外陈变 • 500kV金华兰溪变
• 第三步：电子式互感器应用（IEC60044-8、IEC61850-9-1点对 点通讯）
• 220kV青岛午山变
• 第四步：过程层全面网络化 • 110kV绍兴大侣变（ GOOSE、IEC61850-9-2、IEEE1588精密
智能变电站的优势
• 一、二次设备间无电联系 • 无传输过电压和两点接地等问题 • 一次设备电磁干扰不会传输到集控室 • 各种功能共享统一的信息平台 • 监控、远动、保护信息子站、电压无功控制VQC和 五防等一体化 • 减小变电站集控室面积 • 二次设备小型化、标准化、集成化 • 二次设备可灵活布置
电子式互感器的原理和分类
电流互感器
法拉第电磁 感应原理
Rogowski 线圈
低功率线圈
有源式
电容分压
电压互感器 电
子
电阻分压
式
互 感
法拉第磁旋 光效应
磁光玻璃型
器
电流互感器
赛格耐克 效应
全光纤型
无源式
普克尔
效应型
电压互感器
逆压电
效应型
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 • CT：空心线圈(RC)；低功率线圈(LPCT) • PT：分压原理 电容、电感、电阻 • 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 • 独立式、GIS式
分压
器
一
次 电 流
电流 线圈
AD
CPU
LED
分压 AD CPU LED
电
器
压
电流 线圈
分压
AD AD
CPU CPU
LED LED
器
断 路 器
操 回智作 路能终端
开关场
至母差、测控、电能表等
...
MU
合并单元
保护 装置
GOOSE
保护室
智能变电站的优势
• 简化二次接线 • 少量光纤代替大量电缆 • 提升测量精度 • 数字信号传输和处理无附加误差 • 提高信息传输的可靠性 • CRC校验、通信自检 • 光纤通信无电磁兼容问题 • 可采用电子式互感器 • 无CT饱和、CT开路、铁磁谐振等问题 • 绝缘结构简单、干式绝缘、免维护
与传统变电站的比较
传统变电站
模拟量电缆 CT 一
次 电
CT
流 CT
二次电流
继电保护
一
PT
次 电
PT
压 PT
小 CT PT
AD 转 换
CPU
继 电 器
输
二次电压 开关量
出
输入
开入量电缆 开出量电缆
断
路
控制和信号电缆
器
开关场
操作箱
保护室
智能变电站
电子式互感器
电流 线圈
AD AD
CPU CPU
LED LED
有源电子式互感器
• 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。
•
电子式互感器
• 智能终端（过渡）、智能开关
• 在线监测、状态检修
• 二次设备网络化：
•
站控层网络MMS
•
GOOSE、SMV
• 设备对象模型化：
•
一次设备对象
• 二次设备功能模块
• 通信模型
智能变电站概述
• 信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变 电站，设备间交换的信息用数字编码表示： • 通信网络减少连接线数量 • 光缆取代电缆：抗干扰、不传输干扰 • 可检错纠错 • 不产生附加误差
GIS用电流电压组合式互感器
a:一次导体 b:SF6气体 c:电容环
d:线圈
e:接地外壳 f:采集器
A/D采样
光缆
Rogowski线圈
电容环
GIS用电流电压组合式互感器
220kV-500kV电压等级 GIS电子式电流电压互感器
智能变电站介绍
•智能变电站概述 •电子式互感器 •GOOSE技术 •IEC 61850简介 •智能变电站的实施 •智能变电站继电保护技术规范
智能变电站概述
智能变电站的概念：
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设 备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共 享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、 控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需 要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决 策、协同互动等高级功能的变电站。