智能化变电站自动化系统解决方案.100202

智能变电站自动化系统解决方案深圳南瑞科技有限公司黎强智能变电站1内容提要智能化变电站综述PRS7000系列保护装置智能化保护解决方案智能变电站2相关定义数字化变电站一次智能化电气设备二次智能化电子设备（IED）通过计算机网络实现数字化通信全站具有统一的数据建模和实时数据平台实现智能设备间的互操作性和互换性智能化变电站(技术导则)由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成以高速网络通信平台为信息传输基础自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能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、协同互动等高级应用功能相互关系数字化是基础智能化是手段可靠、高效是目的智能变电站3智能化变电站建设宗旨充分体现数字化设计理念一次设备智能化和二次设备网络化。使变电站的整体设计、建设、运行成本降低。一次设备智能化主要体现在光电互感器和智能断路器的应用有效地减少变电站占地面积和电磁式CT饱和问题。应用合并器解决数据采集设备重复投资问题。利用网络替代二次电缆，有效解决二次电缆交直流串扰问题，并简化了施工。系统结构分三层：变电站层、间隔层和过程层（系统层、设备层）变电站层和间隔层以基于IEC61850标准的互联互操作为重心，实现数据共享。过程层以可靠性和稳定性为首要设计原则。高级应用：集约化、网络化、智能化的自动化功能保护/测控集成优化顺序控制状态监测及检修事故异常专家分析系统智能检测及控制(物联网)无人巡视支撑平台智能变电站4与传统站比较IEC61850不仅仅是规约，而是面向变电站建设的体系文件。只是对变电站的建设和综合自动化系统结构制定规范，不影响现有综自技术规范的继续执行。要求变电站综合自动化系统的智能设备，须进行互操作测试。对间隔层装置的数据处理能力提出了更高的要求。与传统站相比较，差异主要体现在过程层的实现。与普通数字化站比较，差异主要体现在功能的集约化、网络化和智能化智能变电站5与传统站比较IEC60870-5-103智能变电站6内容提要智能化变电站综述PRS7000系列保护装置智能化保护解决方案智能变电站7系统技术先进性面向智能电网、立足数字化电网、兼容传统电网首家提出并实现“虚端子”技术虚端子定义方法二次设计的变化工程实施的变化国内首家实现基于IEEE1588的采样同步机制面向所有厂家的灵活的、开放的过程层接入方案集约化、网络化、智能化的自动化系统智能变电站8系统技术特色多种采样同步方式采样点插值同步全站秒脉冲同步，同步精度为1us全站IEEE1588网络同步，同步精度为1us全面灵活开放的过程层采样接口IEC61850-9-1IEC61850-9-2其它：IEC60044-8/FT3智能变电站9系统技术特色全面开放的支持各种互感器传统互感器Areva/NxtPhase珠海成瑞南京新宁西安华伟广州伟钰……开放的支持互操作的过程层控制接口AIS/GIS平开/西开/常开/国电博纳AREVA/ABB/SIEMENS……智能变电站10智能化变电站结构示意图站控层间隔层过程层数字式CT/PT主变保护主变测控…协议转换器智能设备数字式CT/PTMU同步MU常规开关智能操作箱常规开关智能操作箱常规开关电子式CT/PT母线保护分段间隔主变间隔低压间隔传统保护测控装置采样同步时钟源线路测控常规开关数字式CT/PT线路间隔MU智能操作箱线路保护保护测控(就地安装)远动工作站（主备）GPS维护工作站保护工程师站远方控制中心服务器B路由器运行工作站五防工作站服务器AGPS对时MMS/保信GOOSESMV分段测控分段保护智能变电站11组网原则本间隔保护测控以及快速保护点对点方式直接采样、GOOSE点对点方式直接跳闸；同时通过GOOSE网交互失灵及闭锁等信息过程层SV网络、过程层GOOSE网络、站控层网络应完全独立配置。过程层SV网络、过程层GOOSE网络按电压等级分别组网。变压器保护采用相互独立的网口接入不同电压等级的过程层GOOSE网。继电保护装置采用双重化配置时，对应的过程层网络亦应双重化配置；第一套保护接入A网，第二套保护接入B网；110kV过程层网络宜按双网配置。智能变电站12保护双配置GOOSE组网示意图SMV网1GOOSE网1间隔1测控第1组开关线圈第1组ECT/EPT第一套配置MU1智能终端1间隔1保护1母线保护1……间隔1间隔N第二套配置间隔N测控间隔N保护1第1组开关线圈第1组ECT/EPTMU1智能终端1……SMV网2GOOSE网2第2组开关线圈第2组ECT/EPTMU2智能终端2间隔1保护2母线保护2……间隔1间隔N间隔N保护2第2组开关线圈第2组ECT/EPTMU2智能终端2……智能变电站13保护装置的过程层接口示意图保护测控装置间隔智能操作箱GOOSE点对点间隔NMUGOOSE网……间隔1MUII母电压MUI母EPT第一组采集器I母电压MUI母EPT第二组采集器II母EPT第一组采集器II母EPT第二组采集器1间隔ECT第一组采集器1间隔ECT第二组采集器N间隔ECT第一组采集器N间隔ECT第二组采集器其它间隔保护测控GOOSE网交换机智能变电站14南网SMV点对点、GOOSE组网方案过程层数字式CT/PT…智能设备数字式CT/PTGOOSE双网同步双网常规开关常规开关常规开关电子式CT/PT分段间隔主变间隔低压间隔传统保护测控装置采样同步时钟源常规开关数字式CT/PT线路间隔站控层间隔层主变保护主变测控协议转换器分段保护分段测控母线保护线路测控线路保护保护测控(就地安装)远动工作站（主备）GPS维护工作站保护工程师站远方控制中心服务器B路由器运行工作站五防工作站服务器AGPS对时MMS+保信MU智能操作箱智能操作箱MU智能操作箱MU智能变电站15南网SMV及GOOSE组网方案远动工作站（主备）GPS维护工作站保护工程师站远方控制中心服务器B站控层间隔层过程层数字式CT/PT主变保护主变测控…协议转换器智能设备数字式CT/PT分段保护分段测控GOOSE分段MU变压器MU路由器常规开关常规开关智能终端保护测控常规开关电子式CT/PT分段间隔主变间隔低压馈线间隔传统保护测控装置SMV及同步采样同步时钟源线路测控常规开关数字式CT/PT线路间隔线路MU线路智能终端线路保护变压器智能终端母线保护运行工作站五防工作站服务器AGPS对时站控双网+保信网智能变电站16数字化变电站、智能化变电站专用平台总线式架构，底板带板件编号，即插即用，最大可扩展16个板件。内部千兆数据总线，采用点对点/组播方式进行数据交互，数据传输容量大，扩展性强。内部百兆管理总线，用于总线上各板件记录、配置和录波。LVDSIO总线，可接入WB800系列IO板件，即插即用。LVDS校时总线，通过校时主板的校时，整机各CPU板同步精度大于0.1us。全面支持IEEE1588同步、校时开放式的WB800系列硬件平台智能变电站17开放式的WB800系列硬件平台－总线结构面板以太网接入界面单元动作和告警灯管理及闭锁板保护板KI/KO板END板电源板END板4×END，2×485，GPSEND板END板千兆数据总线LVDS控制总线百兆管理总线智能变电站18开放式的WB800系列硬件平台-板件型号名称功能简介WB821通讯板POWERPCCPU，双核，主频500M，内存128M，可外接8个100FX以太网接口，各口独立配置，支持IEEE1588协议，可接入GOOSE网，可接入61850-9-1/2。WB825CPU板POWERPCCPU，双核，主频500M，内存256M，2GCF卡，可外接3个以太网接口，MMS协议，支持IEEE1588。WB826保护板32位浮点DSP，移植于深圳南瑞最成熟的产品PRS700系列。WB83xIO板可输出空接点，采集开入量。WB86x电源板支持双CPU互闭锁，带3付信号继电器和8路开入采集（15W/30W/50W）WB881接口板6路60044-8ECT接入，32位DSP，标配提供12路IEC61850-9-1/2100FX接口，支持IEEE1588校时。智能变电站19PRS-7000系列保护测控装置(220kV及以上)型号名称功能简介BP-2C-D母线保护实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联非全相保护、母联失灵（或死区）保护、以及断路器失灵保护出口等功能。PRS-7721断路器保护数字式断路器保护及自动重合闸装置，完成断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸等。PRS-7741单元测控装置220kV变电站单元测控装置，具有四遥功能，具有和五防主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能。PRS-7742公共测控装置220kV变电站公共测控装置，具有四遥功能，具有和五防主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能，且间隔层五防闭锁不依赖于监控系统。PRS-7747微机电抗器成套保护220kV及以上各电压等级高压并联电抗器全套电量保护。PRS-7753超高压线路保护以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并集成了全套的距离及零序（或过流）保护。PRS-7778变压器成套保护500kV及以下各种电压等级的变压器的主保护、高中低压侧后备保护功能。智能变电站20PRS-7000系列保护测控装置（110kV及以下）型号名称功能简介PRS-7311距离保护测控110kV距离保护、测控。PRS-7323母联保护测控110kV及以上母联或分段保护、测控。PRS-7387变压器差动保护适用于多种接线方式的三卷和两卷变压器，提供差动、后备、测控功能。PRS-7388变压器后备保护测控实现变压器的后备保护、测控等功能PRS-7358备自投装置适用于两段母线、两条进线或两台变压器互为备用方式。也可适用于三台降压变、负荷侧四段母线、中间一台低压侧有双分支的运行模式，可完成四段母线两两互为暗备用和均分负荷功能。PRS-7341单元测控装置为变电站现场级的单元测控装置，具有遥测、遥信、遥控、遥调等远动功能，具有和五防主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能。PRS-7342公共测控装置为变电站现场级的公共测控装置，具有遥测、遥信、遥控、遥调等远动功能，具有和五防主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能。PRS-7378系统保护装置集成PRS-7387、PRS-7388、PRS-7358、PRS-7341的功能。一般按变压器双套配置。可以选配母线保护功能。PRS-7351馈线保护测控实现馈线、变压器组、分段的保护、测控、操作等功能。PRS-7359电容器保护测控零序差压差流型、分相差压型、分相差流型。PRS-7367线路保护测控实现输电线路的保护、测控、操作等功能。PRS-7381所用变保护测控装置实现所用变、接地变、曲折变的保护测控等功能。智能变电站21PRS-7000系列过程层装置型号名称功能简介PRS-7390-1间隔合并单元接入数字互感器，按IEC61850-9-1/2格式输出，用于间隔单元PRS-7390-3电压合并单元接入电压数字互感器，按IEC61850-9-1/2格式输出，实现电压并列。PRS-7391全站时钟源提供全站采样同步信号PRS-7392级联合并单元提供IEC61850-9-1/2报文的合并和预处理，用于系统保护PRS-7393模拟量合并单元(DAU)接入传统互感器信号或弱电模拟小信号，按IEC61850-9-1/2格式输出PRS-7394弱模采集及合并单元接入弱电模拟微分小信号，完成信号采集并按IEC61850-9-1/2格式输出PRS-7361本体操作箱110KV及以下，提供IO，完成主变本体信号采集以及开出控制PRS-7761本体操作箱220KV及以上，提供IO，完成主变本体信号采集以及开出控制PRS-7389智能操作箱110KV及以下三相操作，提供IO，完成状态信号采集以及开出控制PRS-7789智能操作箱220KV及以上分相操作，提供IO，完成状态信号采