智能变电站简介
智能变电站介绍
➢ 经过推导，可以得到： ➢ Offset = ((t2-t1)-(t4-t3))/2 ➢ Delay = ((t2-t1)+(t4-t3))/2
合并单元与保护接口
感器远端模块，合并单元可以安装在开关附近 或保护小室
电子式互感器配置原则
220kV及以上电压等级 ：
• 罗氏线圈和低功率线 圈均双重化
• A/D采样双重化 • 合并单元双重化 • 采用组合式：三相电
流、三相线路PT
电子式互感器配置原则
110kV电压等级： • 不需双重化 • 220kV及以上主变的110kV侧需双重化 • 建议采用组合式：三相电流、三相线路PT
独立式有源（组合式）电子互感器
LPCT
空芯线圈 远端模块
复合绝缘子 光纤 电容分压器 油
光缆
激光器 PIN
驱动电路 数据处理
合 IEC保600护44-8
并
测控
保护、测控、计量
单 元
IEC计618量50-9-1/2
有源电子式互感器的关键技术
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）
Merge Unit
IED
同步时钟
插值数据同步的原理
IEC 60044-8同步方法(在IED设备中进行)
Tdelay
IED处理 中断时刻
插值点 采样值
传输规约方案比较
比较项目
传输延时 同步时钟 同步处理
接口
传输拓扑
60044-8
确定
不需要 IED同步 无专用接口，需自 行设计 点对点
61850-9-1/2
优点：物理接口标准以太网接口；9-2可以组网传 输，利于数据共享；
智能变电站简介
智能变电站简介智能变电站是采用先进、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。
智能变电站遵循的原则：1、变电站智能化改造应遵循《变电站智能化改造技术规范》，实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，高级应用互动化，满足集中监控技术要求，提高变电站智能化水平。
2、满足继电保护点对点直采、直跳，继电保护双重化配置的两个过程层网络完全独立的原则，不允许双重化的SV、GOOSE网络通过以太网交换机进行连接。
智能变电站与数字变电站的区别：1、一次设备状态检测与一次设备智能化（外挂传感器）2、信息一体化平台与智能高级应用3、辅助系统智能化智能变电站与常规变电站的区别：1、一次设备状态检测与一次设备智能化2、信息一体化平台与智能高级应用3、辅助系统智能化4、信息建模和通讯的标准化5、对时系统智能变电站产品配置站控层产品配置监控系统：监控主机具有防误闭锁逻辑判断、顺序控制、智能告警及综合分析、智能操作票、视频联动等功能，在不具备与调度实现智能互动的变电站，系统还可以配置电压无功控制等智能高级应用功能。
后台监控系统完成对变电站的实时监视和操作功能，它为操作员提供了所有功能的入口，交互。
负责整个系统的协调和管理，保持工程数据库的最新最完整备份，组织各种历史数据并将其保存在历史数据库服务器，并实现各种高级应用功能。
远动终端：220kV及以上电压等级变电站远动通信装置应双套配置，110kV（66kV）变电站远动通信装置宜单套配置，需要时可集成保信子站功能。
远动装置作为客户端采集全站信息并加以综合、处理的同时，可以作为透明代理服务器，将变电站内的各类装置甚至虚拟装置映射为远动通信装置上的IEC61850服务器，远动通信装置还可完成IEC61850与IEC61970模型的自动映射管理，以实现跨站式或其他应用系统的互动。
智能变电站介绍
智能变电站介绍智能变电站介绍1.背景和概述智能变电站是一种集成了现代化通信与自动化技术的电力系统，是电力系统中重要的组成部分。
它采用先进的数字化控制设备，能够实现远程监控、远程操作和远程维护，具有高度智能化和自主决策能力。
2.智能变电站的组成2.1 主变压器室主变压器室是智能变电站的重要组成部分，用于将高压输电网的电能通过变压器降压并分配到不同的供电线路。
2.2 进线室进线室用于将电能从外部输电线路引入智能变电站，它通常包括隔离开关、断路器和避雷器等设备。
2.3 配电室配电室是智能变电站中用于将电能分配到不同的用户供电区域的重要设备。
它包括断路器、隔离开关和配电变压器等设备。
2.4 控制室控制室是智能变电站的“大脑”，通过监测和控制设备来实现智能化管理。
它通常包括监控系统、自动化控制系统和远程通信系统等设备。
2.5 辅助设备智能变电站还包括各种辅助设备，如电池组、直流屏、通风设备等，用于保障变电站的正常运行。
3.智能变电站的特点3.1 高度智能化智能变电站采用先进的数字化控制设备，能够实现远程监控、远程操作和远程维护，具有智能化管理和自主决策的能力。
3.2 高度可靠性智能变电站通过多重备份和冗余设计，能够保障电力系统的连续供电，具有高度可靠性和稳定性。
3.3 高效能源利用智能变电站通过优化调度和能源管理，能够实现电力系统的高效能源利用和降低能源损耗。
3.4 环境友好智能变电站采用先进的设备和技术，能够减少对环境的污染和影响，具有较低的碳排放和环境友好特性。
4.附件本文档涉及的附件包括智能变电站的示意图和设备清单。
5.法律名词及注释5.1 变电站变电站是电力系统中用于变压、分配和控制电能的场所。
5.2 主变压器主变压器是变电站中用于将高压电能变压并分配到不同的供电线路的设备。
5.3 进线室进线室是变电站中用于将电能从外部输电线路引入变电站的设备。
5.4 配电室配电室是变电站中用于将电能分配到不同的用户供电区域的设备。
智能变电站简介介绍
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目录
• 智能变电站概述 • 智能变电站技术特点 • 智能变电站系统架构 • 智能变电站应用案例与前景展望
01
智能变电站概述
智能变电站的定义
先进性
智能变电站采用了先进、集成、 环保等理念和设备，具有高效、 安全、可靠等特征。
信息化
智能变电站强调信息化、数字化 ，实现对电网运行状态的实时监 测与数据分析。
04
智能变电站应用案例与前 景展望
智能变电站应用案例与前景展望
• 智能变电站是电力系统中的重要组成部分，采用先进的传感 技术、通信技术、计算技术和控制技术，实现变电站设备的 智能化、信息的数字化和通信的网络化，提高电力系统的运 行可靠性和经济性。下面将介绍智能变站发展历程
01
02
03
初期阶段
智能变电站的概念提出， 技术研究和试点建设。
发展阶段
智能变电站技术在国内外 得到广泛应用，逐渐成熟 和标准化。
未来趋势
智能变电站将进一步实现 数字化、自动化、网络化 ，推动电网智能化发展。
智能变电站的意义和重要性
提高电网运行效率
智能变电站实现对电网设备的实时监 测和数据分析，提高电网运行效率。
感谢观看
增强电网安全性
通过对电网设备的智能监测，可以及 时发现潜在故障，并采取相应措施， 提高电网安全性。
推动能源转型
智能变电站的发展与应用，有助于推 动清洁能源、可再生能源的接入与消 纳，促进能源转型。
提升电力行业技术水平
智能变电站的发展，将推动电力行业 技术创新与提升，提高行业整体技术 水平。
02
智能变电站技术特点
智能变电站技术特点
• 智能变电站是电力系统中的重要组成部分，采用先进的技术手 段，实现对变电站设备的监测、控制、保护等功能，提高电力 系统的运行效率和安全性。下面将分别介绍智能变电站的技术 特点。
智能变电站介绍
电子式互感器发展应用情况
国内情况： 我国二十世纪九十年代初开始电子式互感器的研究。主
传统电流互感器的缺点
r1 I1 L1
I
' 2
r2'
Ie
Ie
L'2 RL' L'L
i1,i2 (A)
?
t(s) t(s)
差动保护不平衡电流的波形
电子式互感器的优缺点
优点 1、高低压系统完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性
能和优越的性价比； 2、不含铁芯，消除了磁饱和和铁磁谐振等问题； 3、无CT开路、PT短路的危险，互感器的精度与负载无关 4、动态范围大，测量精度高； 5、暂态特性好 6、没有因充油而潜在的易燃、易爆炸等危险 7、 体积小、重量轻 8、适应了电力系统数字化、智能化和网络化发展的需要
SIEMENS等，目前已研制出各种电压等级的电子式互感器并投 入现场运行，NxtPhase公司五年前年研制出全光纤无源电子式 电流互感器，其计量精度满足0.2级要求。
基于空芯线圈、低功耗铁芯CT及激光供电等技术的有源电子 式互感器是目前各公司推广应用的重点，已有不少工程使用有源 电子式互感器。现在，ABB及SIEMENS在高压直流输电工程使用 的互感器多数均为有源电子式互感器，其电流互感器使用分流器、 空芯线圈和激光供电等技术，电压互感器采用电阻分压及电容分 压等技术。
有源式电压互感器
高压母线
电
容 分
信号 预处理
智能变电站介绍
智能变电站介绍在当今科技飞速发展的时代，电力系统也在不断地进行着创新和变革。
智能变电站作为电力系统中的重要组成部分，正逐渐成为保障电力供应稳定、高效和智能化的关键设施。
智能变电站是采用先进的智能化技术，对传统变电站进行升级和改造的产物。
它通过集成各种智能化设备和系统，实现了对电力的更精确控制、更高效传输以及更可靠的运行。
从设备层面来看，智能变电站配备了一系列智能化的电力设备。
比如，智能变压器能够实时监测自身的运行状态，包括油温、油位、绕组温度等关键参数，并根据这些数据进行自我调节和优化。
智能开关设备则具备了远程控制、状态监测和故障诊断等功能，大大提高了开关操作的准确性和可靠性。
在信息采集和传输方面，智能变电站采用了先进的传感器技术和通信网络。
各种传感器分布在变电站的各个关键部位，实时采集电压、电流、功率等电力参数，以及温度、湿度、压力等环境参数。
这些采集到的数据通过高速、可靠的通信网络，如光纤以太网，迅速传输到控制中心，为运行人员提供了及时、准确的信息。
智能变电站的一大特点是实现了智能化的控制和保护功能。
传统的变电站控制和保护系统相对较为独立和分散，而智能变电站则将控制、保护、测量、监测等功能进行了深度融合，形成了一体化的智能化系统。
这个系统能够根据实时的电力运行状况，快速、准确地做出决策，实现对变电站的智能化控制和保护。
例如，在发生故障时，系统能够迅速判断故障类型和位置，并采取相应的保护措施，将故障影响范围最小化，保障电网的安全稳定运行。
此外，智能变电站还具备良好的兼容性和扩展性。
随着电力需求的不断增长和技术的不断进步，变电站需要不断进行升级和扩建。
智能变电站的设计充分考虑了这一点，其采用的模块化、标准化的架构，使得新设备和新系统能够方便地接入和集成，大大降低了升级和扩建的成本和难度。
智能变电站的出现，也给电力系统的运行和管理带来了诸多好处。
首先，它提高了电力供应的可靠性。
通过实时的监测和智能化的控制保护，能够及时发现和处理潜在的故障隐患，减少停电事故的发生。
智能变电站介绍
智能变电站介绍智能变电站介绍1. 引言智能变电站是应用先进的信息技术和传感器技术，对传统的电力变电站进行升级改造而成，旨在提高变电站的自动化程度、运行效率和安全性。
智能变电站运用先进的通信技术、传感器技术和等技术手段，实现电力系统自动化、智能化、可远程监控和管理。
2. 智能变电站的特点2.1 自动化程度高智能变电站应用了先进的自动化控制系统，可以对电力设备进行精确监控和控制，实现对电力变电站的智能化管理。
通过自动化程度的提高，可以有效减少人为操作引起的错误，提高电力系统运行的稳定性和可靠性。
2.2 运行效率高智能变电站通过先进的数据采集和处理技术，实时监测和分析电力设备的运行状态。
通过对运行状态的精确监控，可以进行设备的智能调度和维护计划的制定，从而提高电力系统的运行效率和设备的利用率。
2.3 安全性高智能变电站应用了先进的传感器技术和安全防护措施，对电力设备进行全方位的监测和保护。
一旦发现设备存在故障或异常情况，系统将自动进行报警和隔离，保证电力系统的安全运行。
3. 智能变电站的主要功能3.1 远程监控和管理智能变电站通过网络技术，实现对电力变电站的远程监控和管理。
运维人员可以通过远程终端设备，实时监测电力设备的运行状态、接收报警信息并进行相应的操作。
这种远程监控和管理方式，大大提高了运维效率，节约了人力资源。
3.2 数据采集和分析智能变电站利用传感器对电力设备的运行参数进行数据采集，并通过数据分析和处理，得到设备的运行状态和健康程度报告。
通过对数据的分析，可以预测设备的故障风险，并制定相应的维护和保养计划，提高设备的可靠性和延长使用寿命。
3.3 自动化控制和调度智能变电站应用了先进的自动化控制系统，可以根据电力系统运行状态和负荷情况，自动进行设备的调度和控制。
根据预设的优化策略，自动调整设备的运行模式，实现电力系统的稳定运行和能耗的最优化。
4. 智能变电站的应用前景智能变电站作为电力系统的重要组成部分，具有广阔的应用前景。
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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Ethernet Modbus or Canbus
1# 直 流 屏
总监控
(服务器)
1# 交 流 屏
1# Ups (Inv) 屏
1# 通 讯 屏
0# 直 流 屏
2# 直 流 屏
2# 通 讯 屏
2# Ups (Inv) 屏
2# 交 流 屏
1# 分 电 屏
2# 分 电 屏
3# 分 电 屏
1# 分 电 屏
2# 分 电 屏
3# 分 电 屏
2.1 一体化电源的特点
1 2 3
各种操作电源高度整合，集中监控； 统一用DL/T860标准接入自动化系统；
全部馈出开关均采用模块化设计； 远程可操作系统中任一个可操控部件；
4
3 IEC 61850标准
IEC 61850标准的内容框架 信息模型
物理设备 逻辑设备 5 逻辑节点 数据对象 数据属性 建模方法 7-1 7-4
4 IEC 61850标准
IEC 61850模型扩展原则
LN、DO和CDC都可以扩展 扩展应遵循国网公司标准 《IEC61850国际标准工程化实施技术规范》
逻辑设备 LD 物理设备 PHD
《IEC61850工程应用模型》
模板
逻辑节点类 LN
数据对象类 DO 公共数据类 CDC 数据属性 DA
IEC 61850模型体系结构
LN
LD PHD
接地距离I段：PDIS1 接地距离II段：PDIS2 接地距离III段：PDIS3
逻辑设备 公用/保护/测量/控制/录波 物理设备 实际的保护装置
分层模型
4 IEC 61850标准
IEC 61850的模型框架
公共LD：装置告警/装置自检信息 保护LD：保护启动/保护动作/定值/压板信息 测量LD：交流量/直流量 控制及开入LD：断路器/刀闸/变压器分接头 录波LD：录波信息
256个语义
<79>: 距离保护II段出口 <80>: 距离保护III段出口
103模型：线性模型
4 IEC 61850标准
DA
数据属性
general phsA phsB phsC Str Op
是否动作（总） A相是否动作 B相是否动作 C相是否动作 保护启动 保护动作
1 1 0 0
DO
数据对象 逻辑节点
物理设备 PHD 逻辑设备 LD
逻辑节点类 LN
模板 数据对象类 DO 数据属性 DA
92个
500多个
29个
公共数据类 CDC
4 IEC 61850标准
逻辑节点组 系统逻辑节点（System Logical Node） 继电保护功能（Protection Function） 组代号 L P
继电保护相关功能（Protection Related Function）
设备与系统的描述
4 IEC 61850标准
三类服务模型：MMS、GOOSE和SV
监控主机
1）保护与监控主机
保护动作信息/异常告警信息 定值信息/录波信息等 MMS
MMS
2）保护与智能终端
状态信息（GOOSE） 开关量
SV 合并 单元
GOOSE 智能 终端
3）保护与合并单元
采样值信息（SV） 模拟量
1
1 0 0 0 0 0 0
GndPDIS2.Op.PhsA GndPDIS2.Op.PhsB GndPDIS2.Op.PhsC
GndPDIS3.Op.general GndPDIS3.Op.PhsA GndPDIS3.Op.PhsB GndPDIS3.Op.PhsC
0 0 0 0
接地距离保护 I段动作跳A相
一旦发生变化就认为产生一个事件 以特殊的重传机制发送GOOSE报文
4 IEC 61850标准
GOOSE传输机制：变时间间隔重复传输
事件计数器C1 报文计数器C2
C1=8 C2=10
C1=9 C2=0
保护动作
C1=9 C2=5
事件发生时以较短的间隔连续传输（1ms，2ms，4ms）， 避免数据报文的丢失 事件结束后以较长的间隔连续传输（1s），以保持通信线 路的畅通
4 IEC 61850标准
各种描述文件的作用和流转过程
描述一次接线图 .ssd文件 (1个，系统集成商提供) 通信系统设计 描述一次接线、二 次设备和通信系统 （最完整）
监视控制（Supervisory Control） 通用引用（Generic Reference） 接口和存档（Interfacing and Archiving） 自动控制（Automatic Control） 计量和测量（Metering and Measurement） 开关（Switchgear）
信息服务模型
面向变电站层的通信 MMS报文 8-1
7-2
面向过程层的通信 SV报文 9-1/9-2
模板
7-3 公共数据类
GOOSE报文 8-1
设备与系统的描述
6
4 IEC 61850标准
IEC 61850模型与103模型
103模型： 点表形式，按照索引号进 行访问 IEC 61850模型： 面向对象的分层模型，按 照分层对象名称进行访问
O
4 IEC 61850标准
距离保护逻辑节点模板：PDIS（2/2）
数据对象名
TmDlMod
OpDlTmms
CDC类型
SPG ING
说明
动作时间延迟模式 动作时间延迟
M/O
O O
PhDlMod
PhDlTmms GndDlMod GndDlTmms X1
SPG
ING SPG ING ASG
相间故障动作延时模式
1024ms
St：事件计数器 Sq：报文计数器
事件发生时刻
事件发生时刻
St加1，Sq清零
St加1，Sq清零
通信程序：监测数据变化/传输GOOSE报文
4 IEC 61850标准
IEC 61850标准的内容框架 信息模型
物理设备 逻辑设备 5 逻辑节点 数据对象 数据属性 建模方法 7-1 7-4
信息服务模型
O
O O O O O O
选择需要利用的 可选性数据对象
Ofs K0Fact K0FactAng
距离Ⅱ段永跳投入 距离Ⅲ段永跳投入
SedBlkRec TrdBlkRec
SPG SPG
PDIS模板中未提供的 数据对象按规则扩展
4 IEC 61850标准
模板
搭建装置的 信息模型
模型仓库
逻辑节点 数据对象 数据属性
智能变电站简要介绍
石家庄通合电子有限公司
主要内容
1 智能变电站的概念
2
一体化电源的典型配置
3 4
IEC 61850标准
时钟同步
1 智能变电站的概念
智能变电站是智能电网的重要内容
发电 输电
变电领域的发展重点 是智能变电站
变电
调度
智能 电网
用电 配电
智能变电站对智能电 网的建设将起到先驱 作用
1 智能变电站的概念
参数类型
ObjectReference VISIBLE STRING 65 ObjectReference
值/值域/解释
数据集的路径 应用标识 GOOSE控制块路径
T
StNum SqNum Test ConfRev NdsCom GOOSEData[1～n]
EntryTime
INT32U INT32U BOOLEAN INT32U BOOLEAN
R
C G I A M X
仪用变压器（Instrument Transformer）
电力变压器（Power Transformer） 未来电力系统设备（Future Power System Equipment）
T
Y Z
4 IEC 61850标准
距离保护逻辑节点模板：PDIS（1/2）
数据对象名
Str Op PoRch PhStr GndStr DirMod PctRch Ofs pctOfs RisLod AngLod
4 IEC 61850标准
MMS服务模型 定值组控制块模型 报告控制块 日志控制块模型 控制模型 文件传输模型 ……
定值的读/写/切换
保护动作信号上传当地监控
事件顺序记录的检索 分合闸控制，变压器抽头控制 录波数据文件的传输
4 IEC 61850标准
GOOSE报文的格式
参数名
DatSet AppID GoCBRef
ACD：方向保护激活 ACT：保护激活 ASG：模拟定值 ING：整数状态定值
CDC类型
ACD ACT ASG ASG ASG ING ASG ASG ASG ASG ASG 启动 动作
说明
M/O
M M O O O O O O O O
欧姆圆直径 相启动值 对地启动值 方向模式 范围百分比 偏移 偏移百分比 负荷区域电阻范围 负荷区域角度
时标
状态号（事件计数器） 序列号（报文计数器） 测试标识位 配置版本号 需要重新配置 数据集成员1~n
4 IEC 61850标准
数据集的概念
GndPDIS1 Op 逻辑 节点 GndPDIS2 Op GndPDIS3 Op 数据对象 general PhsA PhsB PhsC general PhsA PhsB PhsC general PhsA PhsB PhsC 数据属性 GndPDIS1.Op.general GndPDIS1.Op.PhsA GndPDIS1.Op.PhsB GndPDIS1.Op.PhsC GndPDIS2.Op.general
变电站层
计算机监控系统 计算机监C 61850-8