智能变电站技术培训(1)
智能变电站题库(修改)
智能变电站题库（修改）2022年7月9日一、网络基础知识（一）填空题1、站控层由主机/和操作员站、工程师站、远动接口设备、保护及故障信息子站、网络记录分析系统等装置构成，面向全变电所进行运行管理的中心控制层，并完成与远方控制中心、工程师站及人机界面的通信功能。
2、间隔层由保护、测控、计量、PMU等装置构成，利用本间隔数据完成对本间隔设备保护、测量、控制和计量等功能。
3、过程层是一次设备与二次设备的结合面，主要由电子式互感器、合并单元、智能终端等自动化设备构成。
4、站控层、间隔层网络是连接站控层设备和间隔层设备、站控层内以及间隔层内不同设备的网络，并实现站控层和间隔层之间、站控层内以及间隔层内不同设备之间的信息交互。
5、过程层网络是连接间隔层设备和过程层设备、间隔层内以及过程层内不同设备的网络，并实现间隔层和过程层之间、间隔层内以及过程层内不同设备之间的信息交互。
6、智能变电站的网络应采用传输速率为100Mbp或更高的以太网，满足变电站数据交互的实时性和可靠性要求。
7、智能变电站自动化系统网络在逻辑结构上可分成站控层网络、间隔层网络和过程层网络，物理结构上宜分成站控层/间隔层网络和过程层网络。
8、智能变电站的站控层、间隔层网络和过程层网络宜独立组网，不同网络之间应在物理上相互独立。
9、智能变电站网络应具备网络风暴抑制功能、具备“故障弱化”的特性，即具有一定的容错能力，单点故障不能影响整个网络的正常工作。
10、智能变电站网络应具备通信工况、网络流量等指标的监视功能。
12、过程层网络设计必须满足GB/T14285继电保护选择性、速动性、灵敏性、可靠性的要求。
13、站控层、间隔层MMS信息主要用于间隔层设备与站控层设备间通信，应具备间隔层设备支持的全部功能，其内容应包含四遥信息及故障录波报告信息。
14、MMS报文采用请求/响应、总召、周期报告上送、突发报告上送、文件传输等服务形式；站控层MMS信息应在站控层、间隔层网络传输。
智能变电站技术培训
智能变电站新技术
New Technology in Intelligent Substation
主要内容
1 智能变电站自动化系统体系结构 2 非常规互感器及合并单元技术 3 智能一次设备及状态检测技术 4 基于IEC61850的信息建模技术 5 智能变电站的网络通信技术 6 信息一体化平台与高级应用 7 智能变电站自动化系统的设计与调试
高压侧
智
合
中压侧 能
并
终
单
端
元
智 能 终 端
合
并
单
ECVT1
元
ECVT2
合
并
单
ECVT3
元
非电量智能 终端
智 能 终 端
低压侧
工程配置方案——单母分段接线型式
单母分段接 线线路保护 配置方案
保护测控装置
至SV网 至母差
分别至母线保 护、母联保护
至SV组网
合并单元
PT
合
至110kV
并
GOOSE网
单
元
合并单元的插值
测控保护装置的插值
合并单元的同步采样技术
插值算法最重要的内容就是需要把所有被用于 同步的数据的x必须在统一的时间体系内，例如以 采样点的采集时间为准。要获得准确的采样点的采 集时刻，必须采取以下两种方式之一： (1) 接收方自己给数据贴上接收的时标，然后减去 数据的发送延时，就可以得到数据的采集时刻，这 种情况下要求数据发送延时是固定值。 (2)发送方将数据采样的时刻填写在数据帧内，接 收方以发送方写入的发送时间为准进行数据处理， 这种情况适用于发送延时不固定的情况。
一
CT
次
电
CT
流
智能变电站调试培训教材(实训部分).
智能变电站调试技术实操部分江苏省电力公司电力科学研究院变电站智能设备检测技术实验室2013年8月目录一、培训目的 (1二、培训系统介绍 (1三、500千伏线路保护 (53.1培训目的 (53.2培训大纲 (53.3线路保护单体调试 (83.4开关保护单体调试 (143.5合并单元单体调试 (143.6智能终端单体调试 (153.7线路保护通道联调 (163.8整组测试 (173.9异常情况处理 (19四、500千伏变压器保护 (204.1培训目的 (204.2培训大纲 (204.3变压器保护单体调试 (21 4.4非电量保护单体 (234.5整组测试 (234.6异常情况处理 (24五、220kV线路保护 (255.1培训目的 (255.2培训大纲 (255.3线路保护单体调试 (27 5.4合并单元单体调试 (30 5.5智能终端单体调试 (30 5.6整组测试 (325.7异常情况处理 (33六、220千伏母线保护 (346.1培训目的 (346.2培训大纲 (346.3母线保护单体调试 (36 6.4整组测试 (376.5异常情况处理 (38智能变电站调试技术实操培训一、培训目的本次培训主要针对智能变电站二次系统的特点,介绍线路、主变、母线等二次设备的典型特点及配置情况;介绍各主流数字式继电保护测试仪的特点及使用方法;并结合实际操作,开展保护装置、合并单元、智能终端的单体测试及整组测试;同时介绍测试过程中遇到的异常问题处理思路和处理方法。
本次培训旨在学员通过实际装置和实际动手操作能够对智能变电站二次系统的配置及具体的二次设备操作有感性认识,能够了解智能变电站调试与常规变电站的区别,并初步掌握智能变电站的基本调试方法。
二、培训系统介绍实际操作培训在国家电网公司实验室——“变电站智能设备检测技术实验室”开展,按照实际工程配置500kV智能变电站典型间隔,一次系统接线如图1所示:500kV 部分配置一回线路、一台主变构成一串完整的线变串;220kV部分双母接线,除主变分支和母联分支外,另配置两条线路;主变35kV侧暂未配置电容、电抗。
变电站综合自动化与智能变电站应用技术章节习题及答案
第1章变电站综合自动化系统的基础知识习题答案1.什么是变电站综合自动化？答：变电站综合自动化是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。
变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。
2.变电站综合自动化系统有哪些基本功能？答：变电站综合自动化系统的基本功能主要有微机保护、安全自动控制、远动监控、通信管理。
3.简述变电站层的组成。
答：变电站层一般主要由操作员工作站（监控主机）、五防主机、远动主站及工程师工作站组成。
4. RCS-9600综合自动化系统有哪几部份组成？答：RCS-9600综合自动化系统从整体上分为三层，即变电站层、通信层和间隔层，硬件主要由保护测控单元、通信控制单元及后台监控系统组成。
5.RCS-9600后台监控系统具有哪些特点？答：RCS-9600后台监控系统用于综合自动化变电站的计算机监视、管理和控制或用于集控中心对无人值班变电站进行远方监控。
RCS-9600后台监控系统通过测控装置、微机保护以及变电站内其他微机化设备（IED）采集和处理变电站运行的各种数据，对变电站运行参数自动监视，按照运行人员的控制命令和预先设定的控制条件对变电站进行控制，为变电站运行维护人员提供变电站运行监视所需要的各种功能，减轻运行维护人员的劳动强度，提高变电站运行的稳定性和可靠性。
6. RCS-9600系列保护测控单元完成的主要功能有哪些？答：RCS-9600系列保护测控单元作为变电站综合自动化系统一个基本部分，以变电站基本元件为对象，完成数据采集、保护和控制等功能。
概括地说，其完成的主要功能有：模拟量数据采集、转换与计算，开关量数据采集、滤波，继电保护，自动控制功能，事件顺序记录，控制输出，对时，数据通信。
7. RCS-9600综合自动化系统中实时采集的数据包括哪些类型？答：实时数据采集包括：①遥测。
智能变电站-培训材料
一、系统架构：一次设备断路器互感器说明：1)网络结构采用3层（站控层、间隔层、过程层）2网（GOOSE网、MMS网）结构，比常规自动化站增加过程层和过程层网络，过程层网络采用光纤以太网；2)站控层通过MMS方式通讯；过程层通过SV方式采样，目前主流为9-2；过程层通过GOOSE方式采集开关量并且跳闸；3)保护装置SV采样和GOOSE跳闸采用点对点的通讯方式，SV和GOOSE分开；测控装置通过组网方式，SV和GOOSE共网；4)低压保护：GOOSE和MMS共网运行，兼测保一体、智能终端、MU功能；5)其他设备：电度表采用点对点采样，故障录波器和记录分析仪采用组网方式获取数据。
上图就是一个数字化变电站的基本结构，从上而下，图示的互感器与断路器是常见的一次设备，大家参照下表就可以看出两者区别。
常规站大家都了解，就是采用电缆接线后，采集模拟量上送到各装置。
不过有些数字化改造站的一次设备依然使用传统互感器、开关；间隔层与站控层与数字化站没有区别。
不同之处就是在MU合并装置上增加了交流模拟插件，用来采集常规一次设备的电压、电流等模拟量。
网络结构解析站控层：设备包括主站设备，如监控主机、监控备机、工程师站、远动机、故障录波、网络分析仪、信息子站等。
间隔层：设备包括保护、测控、电度表、直流、UPS、电度采集器等。
过程层：设备包括合并单元、智能终端、光/电CT、PT、智能机构等。
MMS网：保护、测控等设备与监控通讯的网络，走61850协议。
设备包括保护、测控、监控、故障录波等。
GOOSE网：合并单元、智能终端通过光纤上GOOSE交换机，同时保护、测控也上了GOOSE网，进行信息交换。
GOOSE网相当于取代了原来常规站测控、保护的电缆接线工作。
连接设备包括MU、智能终端、测控、保护、网络分析仪、故障录波器等。
注意：10KV目前没有走单独的GOOSE网，走的是GOOSE/MMS合一的网络，即是在一个交换机中，既有GOOSE报文又有MMS报文，而不像高压部分GOOSE和MMS是单独分开的。
智能变电站培训资料(好)
智能变电站培训一、智能变电站smart substation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。
1.一体化监控系统构架1.1系统结构智能变电站一体化监控系统由站控层、间隔层、过程层设备，以及网络和安全防护设备组成，各层设备主要包括：a)站控层：监控主机、数据通讯网关机、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师站等b)间隔层：保护装置、测控装置、故障录波、网络分析仪等；c)过程层：合并单元、智能终端、智能组件等1.2网络结构变电站网络在逻辑上由站控层网络、间隔层网络、过程层网络组成：a)站控层网络：间隔层设备和站控层设备之间的网络，实现站控层内部以及站控层与间隔层之间数据的传输；b)间隔层网络：用于间隔层设备之间的通讯，与站控层网络相连；c)过程层网络：间隔层设备和过程层设备之间的网络，实现间隔层设备与过程层设备之间的数据传输；全站通信网络应采用高速工业以太网组成，传输带宽应大于或等于100Mbps，部分中心交换机之间的级联宜采用1000Mbps数据端口。
1.2.1站控层网络采用星型网络结构，采用100Mbps或更高速工业以太网；1.2.2间隔层网络采用星型网络结构，采用100Mbps或更高速工业以太网；1.2.3过程层网络过程层网络包括GOOSE网和SV网GOOSE网：实现遥信、直流遥测、遥控命令的传输；SV网：实现采样值传输，属于过程层网络；注：站控层主要使用IEC61850 标准体系中的MMS 通讯服务规范，过程层主要使用IEC61850 标准体系中的GOOSE 及SMV 通讯服务规范。
1.3二次系统安全防护智能变电站一体化监控系统安全分区及防护：a)安全I区的设备包括一体化监控系统主机、I区数据通信网关机、数据服务器、操作员站、工程师工作站、保护装置、测控装置、PMU等。
1-智能变电站基础知识
• 通道延时需要在采样数据集中作为一路通道发送。
采样方式的优缺点
IEC 60044-8： • 优点：不依赖于外部同步时钟，谁用数据谁同步 处理，可靠性高。 • 缺点：物理接口专用接口； 数据点对点传输，接线较复杂。 IEC 61850-9-1/2： • 优点：物理接口标准以太网接口； 可以组网传输，利于数据共享； • 缺点：依赖外部时钟，时钟丢失时影响二次设备 功能。（组网） 数据点对点传输，接线较复杂（点对点）
IEC61850-9-2
• IEC61850-9-2：是国际电工委员会标准《IEC 61850-9-2： 特定通信服务映射(SCSM) 》中所定义的一种采样值传输方 式，网络数据接口 • 传输延时不确定 • 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、变压器等 保护的数据处理 • 通道传送一次瞬时值
4000Hz（80点：保护、测量）或12800Hz（256点：电能 质量）。
过程层技术
智能变电站过程层设备
• 智能断路器的实现方式：
智能断路器的实现方式有两种：一种是直接将智能控制模 块内嵌在断路器中；另一种是将智能控制模块形成一个独 立装置-----智能终端，安装在传统断路器附近。 现阶段采用常规断路器+智能终端方案。
网络化 标准化
智能变电站概述
高级 应用
一次设备 智能化
传统变电站设备功能分布
交 流 输 入 组 件
转 换 组 件
保 护 逻 辑 (CPU)
开 入 开 出 组 件
人机对话模件
A/D
端子箱
传统微机保护测控
二次设备和一次设备功能重新定位。
变电站现场运行通用规程智能设备部分培训资料（doc93页）
变电站现场运行通用规程智能设备部分培训资料（doc93页）3.1智能变电站smartsubstation；采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全；3.2智能设备intelligentequipm；一次设备和智能组件的有机结合体，具有测量数字化、；能一体化和信息互动化特征的高压设备，是高压设备智；3.3隔离断路器disconnectingcir；触头处于分闸位置时，满足隔离开关要求的断路器；3.4电子式互感3.1 智能变电站smart substation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。
3.2智能设备intelligentequipment一次设备和智能组件的有机结合体，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化特征的高压设备，是高压设备智能化的简称。
3.3隔离断路器disconnecting circuit-breaker触头处于分闸位置时，满足隔离开关要求的断路器。
3.4电子式互感器electronic instrument transformer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。
3.5电子式电流互感器electronic current transformer; ECT一种电子式互感器，在正常适用条件下，其二次转换器的输出实质上正比于一次电流，且相位差在联结方向正确时接近于已知相位角。
3.6电子式电压互感器electronic voltage transformer; EVT一种电子式互感器，在正常适用条件下，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已知相位角。
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地选线和五防等实现一体化，大大提高集成度和智能化 水平； 5. 二次设备小型化、标准化、集成化并可灵活配置，减小 了变电站集控室的面积； 6. 采用数字信号传输，提高了测量精度，增强了抗电磁干 扰能力。
智能变电站技术培训(1)
智能变电站技术培训(1)
内容提要
1 智能变电站自动化系统体系结构
➢ 智能变电站定义 ➢ 智能变电站的技术特征 ➢ 智能变电站自动化系统的典型结构
智能变电站技术培训(1)
智能变电站定义
智能变电站
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。
智能变电站技术培训(1)
对智能变电站概念的进一步理解
调度中心
互动、下放
智能变电站
智能告警 高级分析决策
智能一次设备
相邻变电站
互动
电源
接纳
用户
互动
智能变电站技术培训(1)
智能变电站的主要技术特征
l 系统建模标准化
l 系统分层分布化 l 系统结构紧凑化 l 信息交互网络化 l 信息应用集成化 l 数据采集数字化 l 设备操作智能化 l 设备检修状态化 l 高级应用智能化
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
传统变电站二次系统结构
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
智能变电站二次系统结构
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
传统变电站屏柜
智能变电站屏柜
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与数字化变电站
数字化变电站 • 电子式互感器用于扩大数字化技术范围、统 一简化采集源 • IEC61850解决信息建模和互操作问题
智能变电站自动化系统的典型结构
智能变电站技术培训(1)
内容提要
2 非常规互感器及合并单元技术
➢ 非常规互感器 ➢ 合并单元技术要求 ➢ 同步采样技术 ➢ 工程应用
智能变电站技术培训(1)
非常规互感器的原理和分类
智能变电站技术培训(1)
电子式互感器与常规互感器的比较
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。
IEC61850标准
系统架构
非常规智能变电站技术培训(1)
智能变电站的关键技术
智能变电站采用了多种新技术，其整个二次系统的整体架构、配置及与一次系 统的连接方式与传统变电站相比均有较大变化
数字采样技术 采用电子式互感器实现 电压电流信号的数字化采集
2
3 同步技术 采用 B码、秒脉冲或 IEEEl588网络对时方式实 现全站信息同步
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
电磁式互感器 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
智能变电站技术培训(1)
非常规互感器存在的问题
1、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） 2、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。 3、对独立结构的有源式电子互感器的远端模块取电技术。 4、光学互感器的传感材料、传感头组装技术、温度和振动 都对测量精度有一定影响，而且长期运行稳定性有待提高。
——因此，考虑到技术经济性和运行可靠性，现 阶段采用了“常规模拟量采集”的合并单元来 实现数据采集的数字化。
智能变电站技术培训(1)
传感器及合并单元的双重化
原则—— 传感器件双重化 A/D采样双重化 合并单元双重化
智能变电站技术培训(1)
互感器及合并单元的技术要求
智能变电站的重要特征体现“智能” 设备智能化+高级智能应用
数字化变电站技术是智能变电站的一部分 智能变电站是变电站整体技术的跨越 —— 数字化是基础，智能化是手段，可靠、高效
是目的。
智能变电站技术培训(1)
智能变电站的技术优势
1. 简化二次接线，少量光纤代替大量电缆； 2. 非常规互感器绝缘简单无饱和、铁磁谐振等问题； 3. 一次、二次设备之间无直接的电气联系，不存在传输过
智能传感技术 采用智能传感器实现 一次设备的灵活监控
1
智能变电站
信息共享技术
采用基于
IEC61850(DL860)标准
的信息交互模型实现二
次设备间的信息高度共
5
享和互操作
4 网络传输技术
构成网络化二次回路实现 采样值及监控信息的网络化传输
智能变电站技术培训(1)
智能变电站自动化系统的发展过程
第一阶段——站控层和间隔层采用IEC61850-MMS网络
智能变电站技术培训(1)
2020/11/16
智能变电站技术培训(1)
主要内容
1 智能变电站自动化系统体系结构 2 非常规互感器及合并单元技术 3 智能一次设备及状态检测技术 4 基于IEC61850的信息建模技术 5 智能变电站的网络通信技术 6 信息一体化平台与高级应用 7 智能变电站自动化系统的设计与调试
过程层仍采用常规互感器和常规一次设备。间隔层IED采用 IEC61850标准进行信息建模，间隔层与站控层之间采用映射到 MMS（制造报文规范）的方法进行信息交互。
第二阶段——过程层采用非常规互感器和常规一次设备
信息的数字化进程触及到了过程层，互感器采用数字输出的电 子式互感器或纯光学互感器，数字量输出采用IEC60044-8或IEC 61850-9-1帧格式。用电缆硬接线实现与常规一次设备的连接。
第三阶段——过程层采用非常规互感器和智能一次设备
智能变电站自动化系统的最终结构形式，由于完全智能化的一 次设备研究相对滞后，采用“常规一次设备+智能终端”方案。 采 样值传输采用IEC 61850-9-2标准，过程层全面网络化。
智能变电站技术培训(1)
智能变电站与传统变电站的区别
传统变电站
智能变电站