智能化一次设备与状态监测

思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.变电站智能化设备与状态监测系统解决方案花小健2010年04月09日SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.1主要内容变电站智能设备状态监测系统解决方案概述变电站智能设备状态监测系统详细设计SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.2变电站智能设备状态监测系统解决方案概述整体方案站内系统结构方案概述系统特点SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.3整体方案智能变电站状态监测中心系统由监测中心系统软件和各变电站的状态监测系统共同组成。中心通过电力通信网络连接各变电站（应用IEC61850标准或104规约或B/S结构访问服务），获取各变电站的实时信息，和评价结果，同时可以调用各变电站内的设备历史数据、特征曲线等信息。各变电站状态监测系统还可以通过电力通信网络及路由器实现信息共享，为智能电网的互动性、共享性要求做好有力的支撑。SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.4状态监测中心系统结构框图路由器交换机远方数据处理及通信装置交换机主变压器监测功能组主IED(由通用检测单元装置兼任)铁芯电流专业检测单元油色谱专业检测单元GPS以太网以太网B/S结构104状态监测站VDU打印机IEC61850电力数据通信网过程层交换机GIS监测功能组主IED(由通用检测单元装置兼任)避雷器专业检测单元局部放电专业检测单元IEC61850过程层交换机交换机其他变电站。。。。。。。监测中心/远方调度IEEE1588网络对时方式SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.5站内系统结构管理监控交换机柜智能一次设备一次设备本体（主变/电抗器/GIS）一次设备传感器及控制信号智能组件柜系统层网络变送器智能组件柜（可根据需求选配）：智能单元合并单元检测单元监测功能组主IED（数据存储、就地分析）保护、测控电能质量监测计量状态监测系统：1.状态显示2.基本告警3.可编程专家系统系统层交换机智能设备系统框图SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.6方案概述本方案采用思源电气的智能组件平台，接入思源电气在市场上成熟的油色谱在线监测系统；铁芯电流在线监测系统；避雷器在线监测系统；断路器机械特性在线监测系统，其中包括断路器分合闸线圈电流波形、储能电机工作状态；断路器网络化操控、数字化测量等智能化设备。思源电气作为智能变电站状态监测系统的集成供应商，能够提供较为完备的站级智能设备状态监测的系统解决方案。SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.7变电站设备需求表1.变压器智能化项目功能组项目设备选型安装位置实现功能要求控制冷却器UDM-502-T合并单元变压器智能组件柜控制风扇4组，8个控制结点实现智能组件控制有载分接开关UDM-502-T合并单元变压器智能组件柜有载调压的控制实现智能组件控制测量集成CTUDM-502-T合并单元智能组件柜测量数字化IEC61850-9-2监测顶层油温BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元智能组件柜2个测温点DC4－20mA电流底层油温BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元智能组件柜2个测温点DC4－20mA电流光纤绕组测温-智能组件柜通道数变送器接口不用传感器，用公式计算得到油中溶解气体TROM-600HW-SD，UDM-502-T合并单元智能组件柜8气+微水监测485接口油中水分铁心接地电流TIC-I-SD，UDM-502-T合并单元智能组件柜1个电流通道穿心CT主油箱气体压力光纤压力传感器，UDM-502-T合并单元主变本体气体压力变送输出DC4-20mA局部放电DMS局放监测设备主变本体，智能组件柜局部放电的超高频信号外置式传感器SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.8变电站设备需求表2.GIS智能化项目功能组项目设备选型安装位置实现功能要求控制网络化操动控制UDM-502-G合并单元GIS智能组件柜GOOSE跳合闸包括同一间隔隔离开关、接地开关等，支持顺序操作测量GIS互感器UDM-502-G合并单元GIS智能组件柜测量数字化智能组件集成合并单元监测位置信息UDM-502-G合并单元GIS智能组件柜开关、刀闸的位置空结点气体密度埃肯GIS智能组件柜共50点485信号SF6气体水分分合闸线圈电流波形UDM-502-G合并单元GIS智能组件柜机械特性4-20mA分合闸时间UDM-502-G合并单元GIS智能组件柜机械特性4-20mA储能电机工作状态UDM-502-G合并单元GIS智能组件柜机械特性4-20mA局部放电PSDGIS智能组件柜共48点数IEC61850避雷器状态JC1-10/800GIS智能组件柜泄漏电流、动作次数4-20mASieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.9变电站设备需求功能组项目设备选型安装位置实现功能要求测量10kV开关柜在线测温QS-Safe1000光纤光栅在线测温系统智能组件柜在线测温输出485接口表3.10kV开关柜SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.10变电站设备需求功能组项目设备选型安装位置状态监测平台状态可视化SHR-5000SD主控室基本告警功能可编程专家诊断系统表4.状态监测平台SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.11系统特点我们提供的变电站智能设备状态监测系统方案，充分结合了公司自身技术、生产、市场优势，提供国际先进的TROM-600HW-SD智能油色谱在线监测系统、TIC-I-SD智能铁芯电流在线监测系统、JC1-10/800避雷器在线监测系统、SD-CB-CBM断路器状态监测系统，同时可以方便地接入市场上成熟的ECOM公司的SF6微水监测系统，而且该变电站智能设备状态监测系统对于加拿大OPSENS公司的光纤压力监测系统同样可以方便接入。该变电站智能设备状态监测系统提供了其他站内在线监测子系统的接入兼容接口，使系统扩展及升级非常便利。SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.12系统特点思源电气变电站智能设备状态监测系统，由功能传感变送器、智能组件柜、系统层网络、状态监测系统软件有机组成。通信协议完全符合IEC61850标准，模型符合IEC61850-90-3的标准框架。遵循《Q/GDWXXX-2009高压设备智能化技术导则》，融合了数学模型、模式识别、数据挖掘等先进工具的专家系统，使系统具有“测量数字化、控制网络化、分析就地化、状态可视化、功能一体化、信息互动化”的特征。SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.13系统详细设计智能组件设计组网方案设计状态监测系统SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.14智能组件平台可灵活扩展，具备下列功能：接入电子式PT、CT；模拟量输入（4~20mA,0~5V）及可编程的485/CAN接口，可方便接入各式传感器；可监视并控制断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关等；集成保护、测控、计量功能；具有PT并列、电压切换功能；智能组件与系统层间实时传输SMV、GOOSE报文，支持站域保护；网络满流量时保证GOOSE响应的实时性，可靠抵御网络风暴；支持IEEE1588-2008或秒脉冲对时；能够适应户外运行环境，工作温度范围-40℃~+85℃；SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.15智能组件柜的环境适应能力电磁兼容能力，可适应智能组件柜内强电磁干扰环境；电磁兼容性能电压渐变抗扰度+20%～-20%电压暂降和短时中断抗扰度50%暂降0.1s，中断0.05s浪涌（冲击）抗扰度4级电快速瞬变脉冲群抗扰度4级振荡波抗扰度3级静电放电抗扰度4级工频磁场抗扰度5级脉冲磁场抗扰度5级阻尼振荡磁场抗扰度5级射频电磁场辐射抗扰度3级SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.16IEC61850标准服务支持基于SISCO通信标准库开发的IEC61850-8-1的站层通信协议标准MMS；支持过程层实时状态量采集和命令控制的IEC61850-8-1的GOOSE协议标准；支持过程层模拟量电流、电压的采样值服务IEC61850-9-2标准格式；SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.17IEC61850标准互操作工具支撑最新IEC61850变电站配置文件Schema语法校验功能保证了模型、服务的配置文件互操作性；灵活的映射规则管理方案保证了应用模型的标准互操作（模型标准化存在地区差异）；各种开入、开出虚端子设计使得装置之间的信号连接配置的标准化；系统配置工具一、二次一体化设计，SSD和FUN；KEMA一致性认证是满足IEC61850互操作的基本要求；SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.18KEMA认证SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.19智能变压器建模实例逻辑节点智能变压器模型SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.20逻辑节点变压器：(powertransformer)类型名称默认关联逻辑节点默认terminal数PTR变压器YPTRYEFNYLTCYPSH2卷变默认下跟2个绕组，3卷默认跟3个绕组（PTW）PTW变压器绕组1(这里将YEFN及YPSH都列了出来，其中YEFN为消弧线圈，YPSH为避雷器)SieyuanElectric思源电气Copyright©SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.21智能变压器模型变压器独立建立间隔。一次设备用PTR、PTW等建模。过程层接口LN固定包括YPTR、YLTC。如下为示例：PowerTransformername=”1#主变”type=PTRLNodeiedName=NoneldInst=Non