智能變電站基基礎知識電網運行培訓訓部教學目的了解智能電網網概念了解智能變電電站的基本結結構熟悉認識智能能變電站一、、二次設備了解智能變電電站的發展方方向目錄智能變電站概念及結構12智能變電站一次設備3智能變電站二次設備4智能變電站高級應用5新一代智能變電站6回顧與總結目錄智能變電站概念及結構12智能變電站一次設備3智能變電站二次設備4智能變電站高級應用5新一代智能變電站6回顧與總結問題的提出什么是智能電電網？為什么要發展展智能電網你心中的智能能電網是什么么樣？智能電網的概概念由于經濟發展展狀況、電網網建設水平、、內外部發展展環境不同，，世界各國在在智能電網建建設的遠景和和側重點上有有些差異，對對智能電網概概念的描述也也不盡相同。。歐洲為解決風風能等可再生生能源的接入入問題。美國為解決現現有電網設備備升級換代、、綠色能源解解決以及為經經濟復蘇尋求求支柱產業的的問題。隨著經濟的發展、、社會的進步、、科技和信息化水平的提提高以及及全球資源源和環境境問題的日益突突出，電電網發展展面臨新新課題和和新挑戰戰。發展智能能電網，，適應未來來可持續續發展的的要求，，已成為為國際電電力工業業積極應應對未來來挑戰的的共同選選擇。期望通過過一個信信息網絡絡系統將將能源利用用效率提提高到全全新的水水平，將將污染與與溫室氣氣體排放放降低到到最低程程度，使使用戶成成本和投投資效益益達到一一種合理理的狀態態。智能電網網的概念念智能電網網的概念念堅強智能以特高壓壓電網為為骨干網網架、各各級電網網協調發發展的堅堅強電網網為基礎礎，以通通信信息息平臺為為支撐，，具有信信息化、、自動化化、互動動化特征征，包括括發電、、輸電、、變電、、配電、、用電和和調度各各個環節節，覆蓋蓋所有電電壓等級級，實現現“電力力流、信信息流、、業務流流”的高高度一體體化融合合的現代代電網。。堅強Robust兼容compatible優化Optimized經濟Economical集成Integrated自愈Self-healing防范極端端天氣抵御人為為外力破破壞防護信息息安全支持可再再生能源源接入適應分散散發電實現負荷荷側的交交互提高資產產利用效效率降低運維維成本和和投資成成本支持電力力市場提供優質質電力流程優化化信息整合合管理規范范化和精精細化連續的在在線評估估預防控制制自動隔離離故障，，自我恢恢復智能電網網的主要要特征國網公司司在致力力于建設設堅強電電網的同同時，高高度重視視智能電電網技術術研究和和工程實實踐，取取得了一一批擁有有自主知知識產權權的重要要成果，，在技術術理論、、裝備制制造和工工程實施施方面為為發展智智能電網網打下了了堅實的的基礎。。主要表表現在：：特高壓輸輸電技術術、廣域域測量系系統、柔柔性交流流輸電、、調度自自動化等等領域達達到國際際領先水水平，積積累了豐豐富的工工程實踐踐經驗；；分布式式發電、、光伏發發電、新新能源接接入、電電動汽車車應用等等取得重重要進展展，部分分研究成成果已轉轉化并廣廣泛應用用于電網網建設；；智能電電網調度度技術支支持系統統、用電電信息采采集系統統已經完完成前期期技術準準備。智能電網網的發展展現狀智能電網網的結構構模型智能電網網的結構構模型傳統電網網：單向潮流流簡單交互互智能電網網：雙向潮流流分布式電電源分布式儲儲能主動交互互智能電網網的結構構模型發電環節調度環節用電環節配電環節輸電環節變電環節信息通信信組成部分分可分為為：智能變電電站，智能配電電網，智能城市市用電網網，智能電能能表，智能家電電，智能用電電樓宇，，智能交互互終端，，智能調度度，智能發電電系統，，新型儲能能系統。。智能電網網的構成成（一）滿滿足經濟濟社會發發展對電電力的需需求通過建設設堅強智智能電網網，提高高電網大大范圍優優化配置置資源能能力，實實現電力力遠距離離、大規規模輸送送，滿足足經濟快快速發展展對電力力的需求求。（二）應應對資源源環境問問題帶來來的挑戰戰通過建設設堅強智智能電網網，實現現可再生生能源集集約化開開發、大大規模、、遠距離離輸送和和高效利利用，改改善能源源結構，，促進資資源節約約型、環環境友好好型社會會建設。。智能電網網的作用用（四）滿足足多元化化用電服服務需求求通過建設設堅強智智能電網網，提高高電能質質量和供供電可靠靠性，創創新商業業服務模模式，提提升電網網與用戶戶雙向互互動能力力和用電電增值服服務水平平。（三）適適應發用用電多樣樣化的發發展要求求通過建設設堅強智智能電網網，實現現各類集集中/分布式電電源、儲儲能裝置置和用電電設施并并網接入入標準化化和電網網運行控控制智能能化，提提高電力力系統資資產的運運營效益益和全社社會的能能源效率率，促進進經濟社社會的可可持續發發展。智能電網網的作用用堅強智能能電網以堅強網網架為基基礎，以以集成的、、高速雙雙向通信信網絡為支撐，，以先進的傳傳感和測測量技術術、先進進的設備備技術、、先進的的控制方方法以及及先進的的決策支支持系統統技術為手段，，包含電電力系統統的發電、輸輸電、變變電、配配電、用用電和調調度六大大環節，覆蓋所有電壓壓等級，實現““電力流、、信息流流、業務務流”的高度度一體化化融合。。智能電網網小結智能變電電站概述述1.服務于電電網發展展，滿足足電網智智能化的的需求；；2.面向變電電站運維維實現自自我監視視、自我我診斷、、自動調調控，減減輕運維維工作壓壓力；3.簡化變電電站二次次系統接接線，提提高系統統可靠性性，降低低維護難難度。智能變電電站“智智能”在在那些些方面？？智能變電電站定義義采用先進進、可靠靠、集成成、低碳碳、環保保的智能能設備，，以全站站信息數數字化、、通信平平臺網絡絡化、信信息共享享標準化化為基本本要求，，自動完完成信息息采集、、測量、、控制、、保護、、計量和和監測等等基本功功能，并并可根據據需要支支持電網網實時自自動控制制、智能能調節、、在線分分析決策策、協同同互動等等高級功功能的變變電站。。----摘自國家家電網公公司《智能變電電站技術術導則》怎么理解解？電子式互互感器應應用IEC61850標準的頒頒布和實實施高速工業業通信網網絡技術術發展斷路器智智能接口口技術應應用一次設備備智能化化及高級級應用要要求智能變電站數字化網絡化標準化術語語用以對來來自二次次轉換器器的電流流和/或電壓數數據進行行時間相相關組合合的物理理單元。。合并單單元可是是互感器器的一個個組成件件，也可可是一個個分立單單元。合并單元元MU（mergingunit）包含一個個或多個個處理器器，可接接收來自自外部源源的數據據，或向向外部發發送數據據，或進進行控制制的裝置置，例如如：電子子多功能能儀表、、數字保保護、控控制器等等。為具具有一個個或多個個特定環環境中特特定邏輯輯接點行行為且受受制于其其接口的的裝置。。智能電子子設備IED（intelligentelectronicdevice）一種智能能組件。。與一次次設備采采用電纜纜連接，，與保護護、測控控等二次次設備采采用光纖纖連接，，實現對對一次設設備（如如：斷路路器、刀刀閘、主主變壓器器等）的的測量、、控制等等功能。。智能終端端smartterminal術語語IEC61850《變電站網網絡與通通信協議議》標準IEC61850是新一代代的變電電站網絡絡通信體體系，適適應分層層的IED和變電站站自動化化系統GOOSE是是一種面面向通用用對象的的變電站站事件。。主要用用于實現現在多IED之之間的的信息傳傳遞，包包括傳輸輸跳合閘閘信號（（命令）），具有有高傳輸輸成功概概率。GOOSE功能能主要包包括：a.開開關、刀刀閘、地地刀等過過程層開開入功能能：智能能終端->線路路保護、、測控、、母差、、合并單單元b.開開關、刀刀閘等控控制功能能：測控控->智智能終端端（雙套套配置的的只到智智能終端端A）c.本本間隔保保護跳合合閘功能能：線路路或后備備保護->智能能終端d.跨間間隔保護跳跳閘功能：：母差、變變壓器->智能終端端e.保護護間配合功功能：線路路保護->失靈起動動母差、母母差->線線路保護實實現遠跳f.閉鎖鎖邏輯：智智能終端->保護、、測控裝置置GOOSE（通用面向對對象變電站站事件）服務術語SV服務（采樣樣值服務）MMS（制造報文規規范）服務MMS規范了工業業領域具有有通信能力力的智能傳傳感器、智智能電子設設備（IED）、智能控控制設備的的通信行為為，使出自自不同制造造商的設備備之間具有有互操作性性（Interoperation）。互感器將電電流、電壓壓采樣值傳傳送到合并并單元，保保護裝置通通過直采的的方式從合合并單元獲獲取采樣值值，測控裝裝置、故障障錄波、網網絡報文分分析儀等通通過SV網網從合并單單元獲取采采樣值。智能變電站站的演變傳統變電站站綜自變電站站IEC61850變電站數字變電站站智能變電站站常規變電站站通信規約統統一高級應用智能一次設設備數字化和網網絡化智能電網常規變電站站站控層站控層設備備由帶數據據庫的計算算機、操作作員工作站站、遠方通通信接口等等組成。間隔層間隔層主要要包括變電電站的保護護、測控、、計量等等二次設備備。特點網絡監控系統由由站控層、、間隔層兩兩層網絡構構成。未統統一建模，，采用多種種規約，變變電站存在在監控、保保護、PMU等多個網絡絡。設備互感器、一一次設備通通過常規控控制電纜硬硬接線方式式，實現與與間隔層設設備互感器器模擬量、、開關量的的信息交換換。站控層間隔層電纜工作站1工作站2遠動站保護、測控裝置RS485、以太網、103規約傳統互感器一次設備智能變電站站光纜工作站1工作站2遠動站1、信息模型型統一。IEC61850使得各智能能裝置按照照統一數據據模型實現現設備之間間的互連互互通。2、互操作性性。智能變電站站不同廠家家的智能裝裝置（IED）之間具有有互操作性性。智能變電站站自動化系系統為站控控層、間隔隔層和過程程層三層結結構。站控層、間間隔層站控層、間間隔層設備備構成與常常規監控系系統基本一一致。從外延看與與現有非IEC61850技術變電站站差別不大大，都采用用以太網，，能夠實現現“四遙””功能。但但從內涵看看，差異很很大，主要要體現在：：站控層間隔層過程層電子式互感感器智能一次設設備以太網、IEC61850規規約光纜保護、測控控裝置智能變電站站過程層（設設備層）由電子互感感器、智能能單元、合合并單元等等遠方I/O、智能傳感感器和執行行器等構成成。采用GOOSE網絡跳合閘閘機制。完成一次設設備開關量量、模擬量量的采集以以及控制命命令的執行行等。常規變電站站中無過程程層。新增設備主主要有：電子互感器器、合并單單元、交換換機等。光纜工作站1工作站2遠動站站控層間隔層過程層電子式互感感器智能一次設設備以太網、IEC61850規規約光纜保護、測控控裝置常規、智能能變電站對對比傳統變電站站結構圖智能變電站站結構圖智能變電站站的特點數據交換標標準化二次設備網網絡化一次設備初初步智能化化信息交換采采用IEC61850規約，，智能變電電站中不需需網關和保保護管理機機用光纖取代代控制電纜纜新增合并單單元、IED、過程程層交換機機采用電子式式互感器、、新增合并并單元、智智能終端、、過程層交交換機等過過程層設備備思考題1．簡述智智能變電站站涵義2．智能變變電站與常常規變電站站的區別？？3.談談談大家感感受到的身身邊的智能能電網。目錄智能變電站概念及結構12智能變電站一次設備3智能變電站二次設備4智能變電站高級應用5新一代智能變電站6回顧與總結智能變電站站一次設備備問題二：大家回顧一一下，變電電站的一次次設備有哪哪些？變壓器器變壓器是電電力系統交交流電力能能源實現轉轉換的主要要設備，能能夠實現不不同電壓等等級的電力力能源的相相互轉換以以便于電力力系統的連連接，優化化電力能源源的傳輸。。斷路器器斷路器器斷路器概概念：接通或斷斷開電力力系統各各設備連連接的重重要設備備。斷路器特特點：它配置有有相對完完善的熄熄滅電弧弧的裝置置，具備備斷開電電力系統統的負荷荷電流和和故障電電流能力力。斷路器作作用：系統正常常運行時時根據需需要改變變電力系系統的連連接關系系，調節節潮流；；系統故障障時斷開開故障電電流切斷斷故障設設備與系系統的電電氣連接接。隔離開開關關隔離開開關關隔離開關關概念：：改變電力力系統各各設備連連接方式式（運行行方式））的主要要設備。。隔離開關關特點：：它沒有熄熄滅電弧弧的裝置置，不具具備斷開開電力系系統的大大負荷電電流和故故障電流流能力；；斷路器斷斷開回路路后、等等電位和和設備空空載的情情況下操操作。隔離開關關作用：：系統正常常運行時時根據需需要改變變電力系系統的運運行方式式；斷開檢修修設備與與系統的的電氣連連接，形形成明顯顯的斷開開點，隔隔離檢修修設備。。接地開開關關無功補補償償設備備問題三：：電力系系統有哪哪些無功功補償設設備？電容器、、電抗器器、SVC（靜靜態無功功補償裝裝置）無功補補償償設備備無功補補償償設備備互感器器氣體絕緣緣金屬封封閉開關關設備氣體絕緣緣金屬封封閉開關關設備（（GasInsulatedmetal-enclosedSwitchgear，簡稱GIS）將斷路路器、隔隔離開關關、接地地開關、、母線、、互感器器、避雷雷器、套套管、電電纜終端端、油氣氣套管等等主要元元件組合合封閉在在接地的的金屬殼殼體內，，并充以以一定壓壓力的SF6氣體作為為絕緣介介質和滅滅弧介質質。氣體絕緣緣金屬封封閉開關關設備GIS設設備的優優勢結構緊湊湊，占用用空間小小，節省省占地。。模塊化設設計，運運輸方式式靈活，，現場安安裝、調調試周期期短；內部元件件設備密密封于高高壓SF6氣體中，，不受外外部環境境的影響響，運行行穩定可可靠，維維護工作作量極小小。元件設備備集中安安裝便于于進行在在線監測測。全部設備備均采用用電動操操作機構構，便于于實現遠遠程自動動控制。。各設備間間除設置置機械連連鎖外還還設置操操作電氣氣回路連連鎖回路路，操作作安全性性好。問題四：：以上都是是常規一一次設備備，我們們怎么實實現一次次設備的的智能化化？一次設備備智能化化智能組件一次設備由若干智能電子裝置（IED）的集合，安裝于宿主設備旁，承擔與宿主設備相關的測量、控制和監測等功能；在滿足相關標準要求時，還可集成相關計量、保護等功能。一次設備備智能化化一次設備備測量數字字化控制網絡絡化狀態可視視化信息互動動化功能一體體化一次設備備智能化化一次設備測量數字化控制網絡化狀態可視化信息互動化功能一體化傳統測量量全部就就地數字字化測量量重要參量量由接點點信息轉轉化為連連續測量量信息（（如油壓壓、氣體體聚集量量等）增加測點點（如底底層油溫溫等）一次設備備智能化化一次設備測量數字化控制網絡化狀態可視化信息互動化功能一體化將通過模模擬電纜纜實施的的控制升升級為基基于IEC61850的網絡化化控制主要參量量控制轉轉變為基基于多參參量聚合合的智能能控制一次設備備智能化化一次設備測量數字化控制網絡化狀態可視化信息互動化功能一體化設備運行行狀態、、控制狀狀態、可可靠性狀狀態的就就地分析析滿足監控控、調度度、生產產之信息息需求一次設備備智能化化一次設備測量數字化控制網絡化狀態可視化信息互動化功能一體化設備內測測量、控控制、計計量、監監測、保保護IED之間的信信息互動動智能設備備與站監監控系統統的信息息互動智能設備備與調度度(遠動)的信息互互動智能設備備與生產產(信息監測測子站)的信息互互動一次設備備智能化化一次設備測量數字化控制網絡化狀態可視化信息互動化功能一體化傳感器與與高壓設設備的一一體化傳統一次次與二次次的一體體化互感器與與變壓器器、GIS、斷路器器等的一一體化一次設備備智能化化的意義義在常規變變電站運運行監控控的基礎礎上完善善了變電電站設備備的監控控措施；；提高了變變電站一一次設備備的監控控質量；；為設備狀狀態檢修修和變電電站遠方方巡視提提供技術術依據。。智能設備備的實現現IntelligentElectronicDevice,帶有處理器、具有以上全部或部分功能的一種電子裝置IED接收或發送數據B執行控制指令D采集或處理數據A接收或發送控制指令C變壓器在在線監測測油箱冷卻器儲油柜出線套管變壓器在在線監測測TTDGAH2OGR測量IEDOLTC控制IED冷卻裝置控制IED監測主IED局部放電監測IED油中溶解氣體IED繞組光纖測溫IED非電量保護IEDIPDOLTCC過程層網絡站控層網絡合并單元CTCTTTOTOTOTOT智能變壓壓器主要要功能運行可靠靠性評估估絕緣故障障預警有載分接接開關機機械、電電氣壽命命評估與與預警控制可靠靠性評估估有載分接接開關控控制可靠靠性負載能力力評估故障時的的負載控控制急救時的的負載控控制智能控制制技術有載分接接開關的的智能閉閉鎖控制制（過壓壓、欠壓壓、過流流、高粘粘稠度））有載分接接開關的的智能主主從控制制冷卻裝置置的節能能與智能能控制主變導入入式局放放傳感器器主變內置置式局放放傳感器器主變縫隙隙式局放放傳感器器主變光纖纖繞組測測溫光纖纖引出接接口主變鐵心心接地電電流傳感感器變壓器套套管絕緣緣在線監監測1避雷器監測IED局放監測IED工況信息IED主IED2鐵心接地電流監測IEDOLTC監測IED套管絕緣監測IED3光纖繞組溫度監測IED（8通道）油中氣體及微水監測IED主變過程層交換機MDD3000T主變配置置的智能能設備站內MDD3000T系統組成成結構GIS氣體絕緣緣金屬封封閉開關關設備（（GasInsulatedmetal-enclosedSwitchgear，簡稱GIS）將斷路路器、隔隔離開關關、接地地開關、、母線、、互感器器、避雷雷器、套套管、電電纜終端端、油氣氣套管等等主要元元件組合合封閉在在接地的的金屬殼殼體內，，并充以以一定壓壓力的SF6氣體作為為絕緣介介質和滅滅弧介質質。母線三相相共箱、、其余分分箱式結結構設備備全三相分分箱式結結構雙母線接接線出線線一次系系統圖問題五：：某變電站站220kV側側為雙母母線接線線方式，，試畫出出220kV某某一出線線間隔一一次系統統接線圖圖。GIS設設備認知知總體結構構——現場運行圖片片匯控箱斷路器互感器線路側地刀出線刀閘快速接地開關關避雷器套管母線側地刀母線快速隔離開關關快速隔離開關關母線智能開關設備備示意圖開關設備控制器測量IED測控裝置監測主IED合并單元SUSUMMMMMWTWTPTPWPPDPDPD局部放電監測IEDRTRTRTRT機械狀態監測IEDVIS站控層網絡過程層網絡智能開關設備備主要功能運行可靠性評評估故障預警斷路器觸頭機機械壽命、電電壽命評估與與預警控制可靠性評評估閉鎖時間評估估機械性卡滯風風險及順序控控制失敗反饋饋負載能力評估估智能控制智能聯鎖支持順序控制制選相操作技術術主動控制保護護技術何謂主動控制制保護？事后、被動變變為事前、主主動更加著眼于電電網安全和供供電安全策略是基于電電網安全而不不是設備安全全主動保護控制制技術基于故障預知知的主動隔離離故障預案（如如負載轉移））基于故障預知知的主動決策策（斷路器閉閉鎖）主動保護控制制技術示意圖圖信息220kV10kV站控層網絡保護保護ii調度（調控））中心數據通信網關關機思考題1.電力系統統中有哪些一一次設備？各各種一次設備備在電力系統統中起什么作作用？2.如何實現現一次設備智智能化？3.變壓器在在線監測由哪哪些部分組成成？4.什么是““五防”？目錄智能變電站概念及結構12智能變電站一次設備3智能變電站二次設備4智能變電站高級應用5新一代智能變電站6回顧與總結問題的提出問題六：變電站二次系系統包括哪些些組成部分？？智能變電站二二次設備體系結構站控層關鍵設備過程層關鍵設備間隔層關鍵設備網絡通信分析系統智能接口機信息一體化平臺遠動終端智能變電站監控系統故障錄波器安全穩定裝置電能計量裝置保護裝置測控裝置智能終端電子式互感器合并單元智能組件智能變電站網網絡結構（一）智能變電站繼電保護繼電保護數字字化演變電子式互感器器過程層技術合并單元智能終端交換機繼電保護裝置置繼電保護基本本技術原則繼電保護工程程實例繼電保護數字字化演變智能終端MU傳統微機保護護交流輸入組件件A/D轉換組件保護邏輯(CPU)開入開出組件件人機對話模件件端子箱二次設備和一一次設備功能能重新定位：：ECT一次設備智能能化IED數字化保護SV光纖GOOSE電子式互感器器電子式互感器器通常由傳感模塊和合并單元兩部分構成，，傳感模塊又又稱遠端模塊塊,安裝在高壓一一次側，負責責采集、調理理一次側電壓壓電流并轉換換成數字信號號。合并單元元安裝在二次次側，負責對對各相遠端模模塊傳來的信信號做同步合合并處理。電電壓等級越高高電子式互感感器優勢越明明顯。一次電流（電壓）傳感器一次轉換器傳輸系統二次轉換器合并單元A相電子式電流（電壓）互感器Ｐ１Ｐ２Ｂ相電子式電流（電壓）互感器Ｃ相電子式電流（電壓）互感器保護、測控IEC60044-8IEC61850-9-1/2常規互感器與與電子式互感感器的比較比較項目常規互感器電子式互感器絕緣復雜絕緣簡單體積及重量大、重體積小、重量輕CT動態范圍范圍小、有磁飽和范圍寬、無磁飽和PT諧振易產生鐵磁諧振PT無諧振現象CT二次輸出不能開路可以開路輸出形式模擬量輸出數字量輸出電子式互感器器分類按一次傳感部部分是否需要要供電劃分有源式電子互互感器無源式電子互互感器按應用場合劃劃分GIS結構的電子互互感器AIS結構(獨立式)電子互感器直流用電子式式互感器電子式互感器器分類有源電子式互互感器結構獨立型電子式式互感器結構構有源電子式互互感器結構電容分壓、電電感分壓、電電阻分壓遠端模塊獨立型電子式式互感器結構構有源電子式互互感器現狀及及存在問題國內主流廠家家的產品總體體來說其運行行情況較好，，部分廠家由由于技術積累累較少，產品品運行暴露出出的問題相對對多些。存在問題：一類是產品設設計及選用器器件有關的問問題，例如開開關操作引起起電子式互感感器采樣異常常甚至造成采采集器損壞、、測量誤差波波動較大等。。另一類是與生生產工藝、生生產過程的質質量控制不嚴嚴、產品安裝裝調試規程不不完善及現場場施工不規范范等有關，例例如接線松動動引起信號不不穩、光纖損損耗偏大等。。無源電子式電電流互感器的的結構無源電子式電電流互感器的的工作原理普通光起偏器偏振光磁光材料磁場B檢偏器Faraday旋光角光學電流互感感器法拉第磁旋光光效應（1846年）入射光出射光電流旋轉角與電流I成正比關系存在問題精度問題，光光學互感器小小信號傳變精精度、線性度度較差，離散散度大，多數數光學電流互互感器在一次次電流較小時時難以達到0.2s級的精度要求求。產品穩定性問問題，部分廠廠家的光學互互感器長期運運行穩定性差差，運行一段段時間后其輸輸出電流值可可能產生較大大偏差。同時時振動對其有有一定的影響響。存在問題溫度問題，光光學電流互感感器易受溫度度影響，需采采用專門措施施解決。供貨方面,光學互感器采采用部分進口口元器件，供供貨時間和供供貨能力受到到限制。成本方面，光光學互感器需需要用兩套光光路實現雙AD功能，與其它它原理互感器器相比，其成成本高出不少少。過程層技術智能變電站過程層網絡相當于常規變變電站的二次電纜，各IED之之間的信息通通過報文交換換，信息回路路主要包括SV采樣、GOOSE開開入和開出。。從結構上講，，智能變電站站可分為站控控層設備、間間隔層設備、、過程層設備備、站控層網網絡和過程層層網絡，即“三層兩網””。間隔層設設備跨兩個網網絡。從功能實現上上講，智能變變電站可分為為過程層（含含設備和網絡絡）和站控層層。過程層面向一一次設備，站站控層面向運運行和繼保人人員。智能變電站過過程層特點過程層技術電子式互感器器實現采樣的數數字化合并單元實現采樣的共共享化智能終端實現開關、刀刀閘開入開出出命令和信號號的數字化過程層交換機機過程層設備：：過程層技術過程層信息可可分為兩種：：SV：周期性采樣樣信號，要求求保證傳輸的的實時性和快快速性。GOOSE：事件件驅動的開入入開出信號。。實時性和可可靠性要求高高。過程層信息的的傳輸要求準準確、可靠、、快速過程層信息傳傳輸合并單元MU傳統微機保護護交流輸入組件件A/D轉換組件保護邏輯(CPU)開入開出組件件人機對話模件件端子箱ECTIED數字化保護SV光纖合并單元MU的必要性：電子式互感器器的遠端模塊塊輸出沒有統統一規定，各各廠家使用的的原理、介質質系數、二次次輸出光信號號含義不相同同。因此，電電子式互感器器輸出的光信信號需要同步步、系數轉化化等處理后，，以統一的數數據格式供二二次設備使用用。否則，電電子式互感器器無法與二次次設備通信。。合并單元是電電子式互感器器接口的重要要組成部分。。合并單元MU的功能：采集多路電子子式互感器的的光數字信號號，并組合成成同一時間斷斷面的電流電電壓數據，按按照標準規定定的統一的數數據格式輸出出給過程層總總線。合并單元MU的采樣同步：：MU利用同步時鐘鐘同步電子式式互感器的采采樣，同步可可采用同步法法或插值法，，采樣的同步步誤差不大于于±1us。A、同步法：由由MU向電子互感器器發送采樣脈脈沖。B、插值法：電電子互感器各各自獨立采樣樣，并將采樣樣的一次電流流或電壓數據據以固定延時時時間發送至至MU，MU以同步時鐘為為基準插值。。MU的采樣頻率：：4000Hz（80點：保護、測測量）或12800Hz（256點：電能質量量）。合并單元MU的時鐘同步：：A、MU同步方式：pps、IRIG-B（DC）。B、MU守時要求：失失去同步時鐘鐘信號10min內守時誤差小小于4us。C、MU失步信號處理理：失去同步步時鐘信號且且超出守時范范圍的情況下下，應產生數數據同步無效效標志。合并單元-現場運用實例例間隔合并單元A合并單元B備注220kV線路、母聯、主變高壓側、中壓側PCS-221G-IPCS-221G-I

110kV線路、母聯PCS-221G-I

220kV主變低壓側PCS-9681PCS-9681智能終端及合并單元、保護合一裝置（只用其合并單元、智能終端功能）220kV、110kVPT間隔PCS-221N-IPCS-221N-I智能終端及合并單元合一裝置線路間隔合并并單元接線母線間隔合并并單元接線智能終端智能終端MU傳統微機保護護交流輸入組件件A/D轉換組件保護邏輯(CPU)開入開出組件件人機對話模件件端子箱ECTIED數字化保護SV光纖GOOSE智能終端智能終端的主主要功能智能終端GOOSE網GOOSE點對點硬接點2）上傳開關刀刀閘位置信號號一次設備的數數字接口：1）接收保護動動作信息/分合閘信號/控制信號接收各種對一一次設備的操作命令智能終端智能控制功能能系統故障時快快速開斷，其其它情況低速速開斷，提高高壽命選相分閘：各各相在各自的的電流過零點點依次分閘，，提高開斷能能力集成檢同期和和自動重合閘閘功能（試探探—自適應）智能終端應具具備的附加功功能狀態監視與狀狀態檢修跳閘回路的完完好性，彈簧簧儲能，氣體體壓力，線圈圈監視等狀態評估/故障預報/檢修計劃交換機交換機的定義義：switch一種有源的網網絡元件。交交換機連接兩兩個或多個子子網，子網本本身可由數個個網段通過轉轉發器連接而而成。交換機為有源源元件，降低低了保護的可可靠性。過程層交換機機的管理智能變電站過程層交換機機要與繼電保保護同等對待待。將交換機的的VLAN及所屬端口、、多播地址端端口列表、優優先級描述等等配置作為定定值管理。交換機網絡風暴的定定義：在以太網介質質中，當網絡絡數量迅速膨膨脹，遠大于于正常時的流流量，直到交交換機端口過過于繁忙或鏈鏈路無法承受受數據包丟失失而失去穩定定，這種導致致網絡無法正正常通信的情情況稱之為網網絡風暴。也也稱為廣播風風暴。交換機網絡風暴的成成因：A、廣播節點太太多。交換機機會將廣播包包發到所有物物理端口，以以保證所有主主機都能收到到。一般當網網絡節點數大大于300時，如果不隔隔離廣播域就就容易出現廣廣播流量大的的情況，產生生網絡風暴。。B、網卡損壞。。損壞的網卡卡，有可能不不停地向交換換機發送大量量無用的數據據包，導致網網絡風暴C、鏈路環路（（LOOP）。當物理鏈鏈路存在環路路時，廣播數數據包會沿著著環路不斷傳傳播且會無限限循環下去。。繼電保護裝置置傳統微機保護護交流輸入組件件A/D轉換組件保護邏輯(CPU)開入開出組件件人機對話模件件端子箱傳統微機保護護組成結構電纜電纜繼電保護裝置置繼電保護裝置置智能終端MU傳統微機保護護交流輸入組件件A/D轉換組件保護邏輯(CPU)開入開出組件件人機對話模件件端子箱ECTIED數字化保護SV光纖GOOSE傳統站微機保保護配置智能站微機保保護配置傳統與智能站站微機保護接接線端子對比比保護的程序化化操作常規保護設備備壓板投退操操作需要兩位運行行人員，監護護人對著操作作票讀“操作內容”，工作班成員員核對壓板命命名并復述核核對正確后進進行操作。操作完畢后由由監護人檢查查壓板投退是是否正確，操操作一塊壓板板需要1-2分鐘。多塊壓壓板的投退操操作需要重復復多次，效率率低并且容易易發生誤操作作。傳統站微機保保護壓板圖保護的程序化化操作智能化變電站站采用61850通信協議。數數字化保護屏屏上只保留一一塊“投檢修狀態”硬壓板，取消消其余全部硬硬壓板，其功功能全部由軟軟壓板實現，，實現了二次次設備程序化化操作。智能站保護裝裝置還可遠方方投退軟壓板板、遠方切換換保護定值區區域等。縮短短操作時間、、提高操作效效率，防止誤誤操作發生，，提高變電站站的安全水平平。繼電保護基本本技術原則

220kV及以上電壓等級繼電保護系統應遵循雙重化配置原則，每套保護系統裝置功能獨立完備、安全可靠。雙重化配置的兩個過程層網絡應遵循完全獨立的原則。釋義220kV及以上電壓等級繼電保護裝置應遵循雙重化配置原則特別說明母聯保護3/2接線斷路器保護繼電保護基本本技術原則雙重化配置保護對應的過程層合并單元、智能終端均應雙重化配置（包括主變中低壓側）。示意圖線路間隔合并單元2智能終端2線路保護2合并單元1智能終端1線路保護1繼電保護基本本技術原則過程層網絡按電壓等級組網。雙重化配置的保護及過程層設備，第一套接入過程層A網，第二套接入過程層B網。為防止相互干擾，兩網之間應完全獨立。舉例合并單元1智能終端1線路保護1GOOSE交換機1SV交換機1合并單元2智能終端2線路保護2GOOSE交換機2SV交換機2繼電保護基本本技術原則按照國家標準GB/T14285要求“除出口繼電器外，裝置內的任一元件損壞時，裝置不應誤動作跳閘”。智能變電站中的電子式互感器的二次轉換器（A/D采樣回路）、合并單元（MU）、光纖連接、智能終端、過程層網絡交換機等設備內任一個元件損壞，除出口繼電器外，不應引起保護誤動作跳閘。釋義電子式互感器內應由兩路獨立的采樣系統進行采集，每路采樣系統應采用雙A/D系統，接入MU，每個MU輸出兩路數字采樣值由同一路通道進入一套保護裝置。繼電保護基本本技術原則

保護裝置應不依賴于外部對時系統實現其保護功能。釋義保護采用點對點直接采樣，采樣同步不依賴于外部時鐘。保護裝置接入外部對時信號，但對時信息不參與邏輯運算。繼電保護基本本技術原則保護應直接采樣，對于單間隔的保護應直接跳閘，涉及多間隔的保護（母線保護）宜直接跳閘。對于涉及多間隔的保護（母線保護），如確有必要采用其他跳閘方式，相關設備應滿足保護對可靠性和快速性的要求。同《智能變電站技術導則》6.6.c)條，強調直接采樣直接跳閘。“直采直跳”原則是本規范的基本原則。括號內的母線保護不是列舉的意思，母線保護也必須遵循此原則。釋義繼電保護基本本技術原則直接采樣：智能電子設備不經過以太網交換機以SV點對點連接方式直接進行采樣值傳輸。示意圖線路保護母線保護電流合并單元其他保護SV光纖點對點繼電保護基本本技術原則直接跳閘：保護設備與本間隔智能終端之間不經過以太網交換機以GOOSE點對點連接方式直接進行跳合閘信號的傳輸。示意圖線路保護母線保護智能終端其他保護GOOSE光纖點對點繼電保護基本本技術原則繼電保護設備與本間隔智能終端之間通信應采用GOOSE點對點通信方式；繼電保護之間的聯閉鎖信息、失靈啟動等信息宜采用GOOSE網絡傳輸方式。繼電保護之間的聯閉鎖、失靈啟動等信息宜采用GOOSE網絡傳輸方式。對快速性要求不高的保護采用網絡方式（經過交換機）跳閘。例如：3/2接線的邊斷路器失靈保護跳相鄰斷路器通過GOOSE網絡接入母線保護和中斷路器智能終端跳相關斷路器。斷路器位置接點經點對點和網絡傳輸，本間隔采用GOOSE點對點方式，間隔間采用GOOSE網絡方式。釋義繼電保護基本本技術原則在技術先進、運行可靠的前提下，可采用電子式互感器。同《330kV～750kV智能變電站設計規范》4.3.c)條。電子式互感器不是智能變電站的必備要素。繼電保護裝置采用就地安裝方式時，宜采用常規互感器，應采用電纜跳閘。釋義繼電保護基本本技術原則

110kV及以上電壓等級的過程層SV網絡、過程層GOOSE網絡、站控層MMS網絡應完全獨立，繼電保護裝置接入不同網絡時，應采用相互獨立的數據接口控制器。110kV及以上電壓等級的各網絡應相互獨立。為了防止同一裝置接入不同網絡時，各網絡間相互干擾，要求裝置內部各網絡的數據接口控制器也應完全獨立。釋義繼電保護基本本技術原則

110kV及以上電壓等級雙母線、單母線分段等接線型式（單斷路器）EVT設置，宜在各線路、變壓器間隔分別裝設三相EVT，條件具備時宜裝設ECVT。各間隔配置獨立的三相ECVT，不僅可簡化二次回路，而且可大大提高保護的可靠性，但布置存在一定困難。僅采用電子式互感器的間隔，推薦配置三相ECVT。釋義繼電保護工程程實例三工程實施方案

1、500kV站（3/2接線）2、220kV站（雙母線）500kV站典型工程應應用繼電保護工程程實例3/2接線-----線路保護技術實施方案線路保護啟動失靈、啟動重合閘刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”測控、故錄等繼電保護工程程實例失靈保護跳相鄰斷路器及遠跳刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”3/2接線-----邊斷路器保護技術實施方案重合閘需要檢同期時有此連線測控、故錄等繼電保護工程程實例3/2接線-----中斷路器保護技術實施方案測控、故錄等失靈保護跳相鄰斷路器及遠跳刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”繼電保護工程程實例3/2接線-----母線保護單套技術實施方案啟動失靈、邊斷路器經母差跳閘刀閘、斷路器位置：測控、故錄等本間隔“直采直跳”測控、故錄等間隔較多時可采用分布式母線保護繼電保護工程程實例三工程實施方案

1、500kV站（3/2接線）2、220kV站（雙母線）220kV站典型工程應應用繼電保護工程程實例220kV線路保護技術實施方案本間隔“直采直跳”測控、故錄等等手合檢同期電壓繼電保護工程程實例220kV母線保護技術實施方案↑啟動失靈（含母聯）、主變解除失靈電壓閉鎖↓失靈聯跳、閉鎖重合閘直采直跳刀閘位置、母聯位置智能變電站一一體化監控系系統：按照全站信息息數字化、通通信平臺網絡絡化、信息共共享標準化的的基本要求，，通過監控主主機、數據服服務器、遠動動網關機、綜綜合應用服務務器等設備實實現全站信息息的統一接入入、統一存儲儲和統一展示示，實現系統統運行監視、、操作與控制制、綜合信息息分析與智能能告警、運行行管理和輔助助應用等功能能。（二）智能變電站一體化監控系統智能變電站站一體化監監控系統架架構一體化監控控系統的新新設備1、遠動網關關機：一種通信服服務裝置。。實現變電電站與調度度、生產等等主站系統統之間數據據的縱向貫貫通，為主主站系統實實現變電站站監視控制制、信息查查詢和遠程程瀏覽等功功能提供通通信服務。。2、綜合應用用服務器：：通過與在線線監測、消消防、安防防、環境監監測等信息息采集裝置置（系統））的數據通通信，實現現信息的統統一接入、、統一傳輸輸和模型轉轉換，具備備源端維護護、狀態信信息接入控控制器（CAC）、生產管管理系統（（PMS）維護終端端等應用功功能。3、數據服務務器：實現智能變變電站全景景數據的分分類處理和和集中存儲儲，并經由由消息總線線向監控主主機、遠動動網關機和和綜合應用用服務器提提供數據的的查詢、更更新、事務務管理、索引、安全及多多用戶存取取控制等服服務。一體化監控控系統與其其他子系統統的關系輔助控制系系統智能變電站站輔助控制制系統安全防護門禁電子圍欄環境監控及控制溫度濕度浸水空調控制燈光控制風機控制火警監測煙霧相關設備控控制圖像監控現場圖像遠遠程控制、、告警聯動動錄像、畫畫面切換溫濕度傳感感器浸浸水傳感器器對對射煙霧門門禁禁進門讀卡卡器思考題1.運行中中的220kV某線線路間隔合合并單元故故障，怎么么處理？2.運行中中的110kV某線線路間隔智智能終端故故障，怎么么處理？3.智能變變電站中智智能終端裝裝置故障造造成什么影影響？4．智能變變電站中過過程層GOOSEA網故障障會影響設設備的哪些些功能？5．智能變變電站中過過程層GOOSEB網故障障會影響設設備的哪些些功能？目錄智能變電站概念及結構12智能變電站一次設備3智能變電站二次設備4智能變電站高級應用5新一代智能變電站6回顧與總結高級應用功功能高級應用功功能智能告警及及分析決策策順序控制操操作設備狀態可可視化源端維護站域控制智能告警及及決策智能告警及及決策智能告警及及分析決策策功能一方方面能夠對對變電站的的監控信息息根據信息息的重要程程度進行分分類分畫面面顯示，同同時也可以以對一些檢檢修中的設設備信息進進行人工屏屏蔽避免干干擾，另一一方面利用用信息一體體化平臺的的告警信息息，根據一一定的邏輯輯對告警及及事故信息息進行綜合合分析定位位，并提供供處理方案案及措施，，供運行操操作人員參參考。順序控制順序控制操操作順序控制也也稱程序化化操作，是是指在變電電站原有標標準化操作作的前提下下，由變電電站自動化化系統自動動按照操作作票規定的的順序執行行相關運行行方式變化化的操作任任務，每執執行一步操操作前自動動檢查防誤誤閉鎖邏輯輯，一次性性地自動完完成多個控控制步驟的的操作。順序控制的的優點：將將高素質人人力資源集集中配備在在調度集控控中心或操操作隊，解解決潛在的的人力資源源問題，降降低人力成成本從而提提高勞動生生產率，并并可以減少少人為誤操操作。通過過測算,應應用順控操操作的系統統,僅操作作時間一項項,就可節節約90%的操作時時間，而且且還有減少少誤操作帶帶來的優越越性。順序控制常規倒閘操操作順序控制順序控制操操作順序控制是是監控系統統微機根據據操作操作作目的及五五防規則發發出整批指指令，由系系統根據設設備狀態信信息變化情情況判斷設設備操作效效果，并根根據操作效效果自動執執行下一指指令，從而而自動實現現對變電站站設備的程程序化、自自動化操作作。設備狀態可可視化設備狀態可可視化設備狀態可可視化系統統是在常規規監控系統統監控數據據的基礎上上增加能夠夠反映一次次設備運行行狀態及健健康狀況的的電量或非非電量信息息如：避雷雷器的泄漏漏電流、變變壓器油的的色譜、重重要導流體體的溫度等等，進一步步完善變電電站設備的的監控措施施，實時監監測設備的的健康狀況況為設備狀狀態檢修和和變電站遠遠方巡視提提供依據。。設備狀態可可視化一體化信息息平臺對一一次設備在在線監測數數據瀏覽機器人巡視視變電站巡檢檢機器人主主要應用于于室外變電電站代替巡巡視人員進進行巡視檢檢查。該機機器人系統統可以攜帶帶紅外熱像像儀、可見見光CCD等有關的的電站設備備檢測裝置置，以自主主和遙控的的方式，代代替人對室室外高壓設設備進行巡巡測，以便便及時發現現電力設備備的內部熱熱缺陷、外外部機械或或電氣問題題。智能機器人人巡檢示意意圖目錄智能變電站概念及結構12智能變電站一次設備3智能變電站二次設備4智能變電站高級應用5新一代智能變電站6回顧與總結新一代智能能變電站總體要求新一代智能能變電站采采用集成化化智能設備備和一體化化業務系統統，采用一體化設計計、一體化供貨貨、一體化調試試模式，實現現“占地少少、造價省省、可靠性性高”的目目標，打造造“系統高高度集成、、結構布局局合理、裝裝備先進適適用、經濟濟節能環保保、支撐調調控一體””新一代智智能變電站站。新一代智能能變電站實施思路站內網絡的的優化整合合基于報文分分餾和關鍵鍵域處理的的“MMS、GOOSE、SV三網合一"方案高效的智能能變電站建建設“裝配預置置”式集成成艙方便的智能能變電站設設計與運維維二次回路設設計運維一一體可視化化方案信息優化與與綜合利用用多數據源切切換的站域域保護控制制優化集成的的一體化測測控和集中中式測控新一代智能能變電站新一代智能能站網絡特特點MMS、SV、GOOSE三網合一，，交換機數數量大大減減少；全站網絡按按雙網配置置，單套交交換機損壞壞不影響任任何設備功功能；采用靜態組組播技術，，全面優化化數據轉發發流量；采用VLAN技術實現不不同電壓等等級網絡、、雙重化保保護對應的的兩套網絡絡實現邏輯輯隔離；支持按MAC地址、協議議類型進行行流量控制制的交換機機，大大降降低了不同同數據流傳傳輸間的互互相影響；；支持風暴抑抑制的間隔隔層設備及及支持流量量控制的交交換機，極極大地降低低了網絡風風暴對設備備功能的影影響。新一代智能能變電站預制式集成成艙預制艙內設設置統一的的端子轉接接箱，用于于轉接與外外部配合的的電纜、光光纜。艙內內端子箱到到各屏柜間間的連接可可以在廠內內完成。現現場通過定定制的接插插件完成光光纜電纜的的對接，無無需傳統電電纜接線、、光纜熔接接等現場工工作。新一代智能能變電站新一代智能能變電站新一代智能能變電站新一代智能能變電站新一代智能能變電站二次回路運運維一體可可視化制造商專業業人員熟悉SCL語法及61850模型提供基于SCL語法的表格格或列表式式配置方式式設計人員熟悉并習慣慣于傳統變變電站設計計，對61850有一定了解解可視化SSD設計及功能能邏輯節點點分配可視化虛端端子連線配配置可視化網絡絡通訊配置置變電電站站運運行行管管理理人人員員習慣慣于于傳傳統統變變電電站站的的運運行行管管理理模模式式，，對對61850了解解較較少少在可可視視化化設設計計結結果果的的基基礎礎上上，，提提供供快快速速便便捷捷的的瀏瀏覽覽功功能能及及離