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。
智能变电站简介
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
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。
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总体上处于试验阶段
智能变电站的背景
中国坚强智能电网发展战略框架
一个目标
技术上实现信息化、自动化、互动化 管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化
构建以特高压电网为骨干网架、各级电 网协调发展的坚强智能电网
两条主线
2009-2010年： 研究试点阶段 2011-2015年： 全面建设阶段 2016-2020年： 完善提升阶段
智能变电站简介
路改强
智能变电站的背景
常规变电站自动化现状
采集资源重复、设计复杂 变电站内存在多套系统 数据采集要求不一致 大量设备都有数据采集单元 系统、设备之间互操作性差 通信规约繁杂 缺乏一致性测试、权威认证 线性点表传输割裂了数据之间的联系
信息不标准不规范，难以充分应用 原理、算法、模型不一致导致信息输出不一致 装置信息输出不平衡 通讯规约的信息承载率低
三个阶段
电网基础体系 技术支撑体系 智能应用体系 标准规范体系
四个体系
坚强可靠 经济高效 清洁环保 透明开放 友好互动
五个内涵
六个环节
发电 线路 变电 配电 用户 调度
智能变电站的背景
智能电网建设思路
“三统一”原则 统一规划、统一标准、统一建设 工作方针 统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进
智能变电站的背景
对运行和维护人员提出了要求
•对运行维护人员的技能提出要求
需要了解知识面广。目前，自动化专 业运行维护人员存在知识面不够、基
保证设备和 系统安全稳 定、可靠、 易维护、可 维护
础不牢的问题，尤其在网络通信基础 、单片机技术等方面欠缺，常规站、 综自站应对通讯问题、设备问题都存 在问题，更何况智能变电站（更依赖 于通信、高速处理器） 智能变电站，二次系统相互融合，多
运行维护的挑战
智能变电站以先进的信息化、自动化和分析技术为基 础，完成测量、控制、调节、保护、安稳等功能，实 现提高电网安全、可靠、灵活和资源优化配置的目的 ，为智能电网的发展做了很好的支撑 智能变电站的发展，很大程度上依赖于技术的进步， 如智能高压设备、智能断路器、智能互感器及智能一 体化监控系统等，对技术的要求是不言而喻的 但是，随着智能变电站新技术的应用，设备和系统的 运行维护，作为管理的一个重要方面，也提出了更高 的要求，对于运行维护单位和人员更应重视，设备再 好，技术再先进，缺少了有效的运维管理手段是不会 发挥出其应有的效果的
智能变电站的背景
数字化变电站 数字化变电站两大应用
电子式互感器
IEC61850
数字化变电站存在的问题
缺乏相关的建设标准、规范
过程层／间隔层设备与一次设备接口不规范 没有解决IEC61850／61970的问题 主要局限在自动化系统本身，无整个变电站的建设体系（计量） 变电站没有信息体系，没有形成更多的智能应用 缺乏检验、试验评估体系
智能变电站的优势及特点
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
智能变电站的优势及特点
变电站层 103规约
计算机监控系统
网络
计算机监控系统
网络
IEC 61850-8
间隔层
微机保护/微机测控
电缆
微机保护/微机测控
光纤插拔有寿命问题，类似光纤纵差通道插拔。
智能变电站检修注意事项
• 对异常信息的监控：
- 新增监控内容：SV断链监视、GOOSE断链监视、
交换机状态监视。
GOOSE:
SV:
智能变电站检修注意事项
• 检修维护：
- 变电站扩建：数据配置规划（如VID）按终期设
计，母差交换机按终期配置（预留端口）、母
智能变电站的优势及特点
电缆
交 流 输 入 模 件 Ａ ／ Ｄ 变 换 微 计 算 机 开 入 开 出 模 件
电缆
人机对话模件 端子箱
继电保护
智能变电站的优势及特点
高速以太网通信
微 计 算 机
交 流 输 入 模 件
Ａ ／ Ｄ 变 换
智 能 终 端
人机对话模件 合并单元
继电保护
一次设备的数字化改变了继电保护设备的结构
差保护增加配置。
按终期配置
重新配置
智能变电站检修注意事项
• 状态检修：
• 继电保护设备的状态检修通常被称为预知性检修，
即根据继电保护设备的实际运行状况，决定是否需
要进行设备的检测和维修
• 继电保护装置的状态检修将取代定期检修
• 对于继电保护设备采取状态检修，减少了带电或停
电检修的工作量，对于提高设备的安全性能和延长
运行和维护人员需了解什么?
操控智能一体化
设备状态观测直观 运行巡视智能化
电网可观测性强 电网可控制性强 电网分析功能强
运行人员
管理人员
电网（调度）
维护人员
智能全景数据平台 设备状态可观测 管理多手段 智能电网发展契机
自动化系统智能一体 设备智能互通 二次设备一体化管理 系统平台功能强大
网络
IEC 61850-9
过程层
电磁式互感器
一次设备
变电站综合自动化
新型电子式互感器 数字化一次设备
智能变电站
智能变电站的优势及特点
光纤代替电缆，设计安装调试都变得简单
模拟量输入回路和开关量输入输出路都被通
信网络所取代，二次设备硬件系统大为简化 统一的信息模型，避免了规约转换，信息可以 充分共享 可观测性和可控性增强，产生新型应用：如状 态监测、站域保护控制
人员的配置也提出了要求
智能变电站检修注意事项 检修调试
•安全措施－出口软压板：
-
出口软压板退出之后只有面板报文，无GOOSE信
号输出。
•安全措施－检修压板：
-检修压板（Test Mode）将站内设备划分为检修域和
运行域，跨域互相自检之间不处理报文。
智能变电站检修注意事项
• 安全措施－物理隔离：
- 最后一招：拔光纤，有可见断口，最可靠，但
智能变电站的优势及特点
1）新装置、新设备
电子式互感器、合并单元 智能终端、交换机等
监控主机
MMS
2）新标准
IEC 61850标准、IEEE 1588
SV 合并 单元
GOOSE 智能 终端
3）新体系结构
继电保护系统、通信网络结构
4）新功能与新应用
智能变电站的优势及特点 智能变电站的本质特征
电子式互感器/合并单元
过程设备的数字化
智能终端
IEC 61850标准
• 信息传输的网络化
网络通信技术
智能变电站的优势及特点
智能变电站的分层
•
智能变电站按体系分层：过程层、间隔层和站控层。
过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属 的智能组件以及独立的智能电子装置。
间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置、监测功能组主IED 等二次设备。
种应用相互关联，对运行维护人员提
出更高的要求
对运行和维护人员提出了要求
•对运行维护的管理提出要求
保证设备和 系统安全稳 定、可靠、 易维护、可 维护
智能变电站智能设备维护要求、检测
手段、检测指标、作业流程和方法，
需要明确，而且要具备可操作性，智 能变电站中智能设备和系统的应用，
专业技术要求更高，运行维护模式和
智能变电站构成
站 控 层
相邻变电站 服务器 /工作站 服务器 / 工作站 各级调度
远动通信站
时钟
间隔层网络
间 隔 层
保护测控装置1 保护测控装置2 保护测控装置3 …
过程层网络
智能设备 1 智能设备 2 高压设备 智能组件 智能设备 3 高压设备 智能组件 …
设 备 层
高压设备 智能组件
智能变电站带来了什么？
站控层包括自动化站级监视控制系统、通信系统、对时系统等。
远方控制中心 技术服务
站控层 继电保护 3 功能A 7 功能B
1 6
控制 4 5
9 8
1 6
控制 4 5 传感器 3 继电保护 操作机构
间隔层 过程层
过程层接口 高压设备
15
智能变电站的优势及特点
智能变电站自动化系统通信网络
*
智能变电站的优势及特点
智能电网下对变电站功能的重新定位与发展目标
变电站是智能电网建设的重要节点之一，其主要作用就是 为智能电网提供标准的、可靠的节点（包含一、二次设备 和系统）支撑 设备信息和运行维护策略与电力调度实现全面共享互动， 实现基于状态的全寿命周期综合优化管理 实现全网运行数据的统一采集、实时信息共享以及电网实 时控制和智能调节，支撑各级电网的安全稳定运行和各类 高级应用 枢纽及中心变电站全面建成或改造成为智能化变电站
使用寿命是很重要的
Thank you !
智能变电站带来了什么？
以人为本，提高运维效能
在智能变电站、智能设备和技术不断应用的过程中 ，设备、系统厂家在考虑基本功能的同时，更应考 虑基本性能问题 在考虑设备新技术的同时，更应考虑设备的可运维问 题，包括运行维护人员技能培训、管理规范化等 在提升智能化水平的同时，更应以人为本，让智能化 更有利于管理、更有利于运行、更有利于维护，考虑 这些需求，而不是只单纯追求技术