南瑞繼保數(shù)字化變電站建設(shè)

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1、數(shù)字化變電站南京南瑞繼保電氣有限公司南京南瑞繼保電氣有限公司20062006年年8 8月月2數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站 數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站概述 電子式互感器電子式互感器 智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用3數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站概述 什么是數(shù)字化變電站什么是數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站是一個(gè)不斷發(fā)展的概念數(shù)字化變電站是一個(gè)不斷發(fā)展的概念數(shù)字式保護(hù)數(shù)字式保護(hù)變電站自動化變電站自動化IEC61850IEC61850在全站的實(shí)施在全站的實(shí)施電子式互感器、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備電子式互感器、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備智能一次設(shè)備智能一次設(shè)備4

2、數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站概述 目前對數(shù)字化變電站的定義目前對數(shù)字化變電站的定義數(shù)字化變電站是由電子式互感器、智能化一數(shù)字化變電站是由電子式互感器、智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在IEC61850IEC61850通信規(guī)通信規(guī)范基礎(chǔ)上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信范基礎(chǔ)上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。5數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站概述 數(shù)字化是手段，不是目的數(shù)字化是手段，不是目的 確保安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性確保安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性 實(shí)際生產(chǎn)上的迫切需要實(shí)際生產(chǎn)上的迫切需要互感器的暫態(tài)特性互感器的暫態(tài)特性通信的

3、互操作性通信的互操作性 技術(shù)管理上的現(xiàn)實(shí)可能技術(shù)管理上的現(xiàn)實(shí)可能 積極探索，穩(wěn)妥推進(jìn)積極探索，穩(wěn)妥推進(jìn)6數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站 數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站概述 電子式互感器電子式互感器 智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用7電子式互感器電子式互感器 傳統(tǒng)互感器傳統(tǒng)互感器絕緣復(fù)雜絕緣復(fù)雜體積大、重量重體積大、重量重CTCT動態(tài)范圍小，動態(tài)范圍小，有飽和現(xiàn)象有飽和現(xiàn)象電磁式電磁式PTPT易產(chǎn)生易產(chǎn)生鐵磁諧振鐵磁諧振CTCT二次輸出不能二次輸出不能開路開路 電子式互感器電子式互感器絕緣簡單絕緣簡單體積小、重量輕體積小、重量輕CT

4、CT動態(tài)范圍寬，動態(tài)范圍寬，無磁飽和無磁飽和PTPT無諧振現(xiàn)象無諧振現(xiàn)象CTCT二次輸出可以二次輸出可以開路開路8電子式互感器電子式互感器 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60044-7:1999 Instrument transformers - IEC 60044-7:1999 Instrument transformers - Part 7: Electronic voltage transformers Part 7: Electronic voltage transformers IEC 60044-8:2002 Instrument transformers - IEC 60044-8:2

5、002 Instrument transformers - Part 8: Electronic current transformers Part 8: Electronic current transformers GB/T xxxxx.7-200 xGB/T xxxxx.7-200 x互感器互感器- -第第7 7部分：電子式電壓部分：電子式電壓互感器（互感器（IEC 600447IEC 600447：19991999，MODMOD）( (制訂中制訂中) )GB/T xxxxx.8-200 xGB/T xxxxx.8-200 x互感器互感器- -第第8 8部分：電子式電流部分：電子式電流互

6、感器（互感器（IEC 60044-8IEC 60044-8：20022002，MODMOD）( (制訂中制訂中) )9電子式互感器電子式互感器 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEEE C37.92-2005 IEEE Standard for IEEE C37.92-2005 IEEE Standard for Analog Inputs to Protective Relays from Analog Inputs to Protective Relays from Electronic Voltage and Current Electronic Voltage and Current Transduc

7、ersTransducersIEEE PC37.235-200 x Guide for the IEEE PC37.235-200 x Guide for the Application of RogowskiApplication of Rogowski Coils used for Coils used for Protective Relaying Purposes (Protective Relaying Purposes (制訂中制訂中) )IEEE C37.xx-200 x Guide for Application IEEE C37.xx-200 x Guide for Appl

8、ication of Optical Current and Optical Voltage of Optical Current and Optical Voltage Systems for Protective Relaying (Systems for Protective Relaying (制訂中制訂中) )10電子式互感器電子式互感器 有源電子式互感器有源電子式互感器一次平臺上有采集單元一次平臺上有采集單元 無源電子式互感器無源電子式互感器光學(xué)互感器光學(xué)互感器 電壓等級越高，電子式互感器優(yōu)勢越明顯電壓等級越高，電子式互感器優(yōu)勢越明顯 中低電壓等級使用電子式互感器意義不大中低電壓等

9、級使用電子式互感器意義不大11電子式互感器電子式互感器 有源電子式互感器有源電子式互感器利用電磁感應(yīng)等原理感應(yīng)被測信號利用電磁感應(yīng)等原理感應(yīng)被測信號 CTCT：空心線圈：空心線圈(RC)(RC) PTPT：電阻、電容、電感分壓：電阻、電容、電感分壓傳感頭部分具有需用電源的電子電路傳感頭部分具有需用電源的電子電路利用光纖傳輸數(shù)字信號利用光纖傳輸數(shù)字信號 用于用于GISGIS或者罐式斷路器更方便或者罐式斷路器更方便 HVDCHVDC換流站、串補(bǔ)平臺換流站、串補(bǔ)平臺12電子式互感器電子式互感器 電流互感器電流互感器13電子電子式互感器式互感器 電壓互感器電壓互感器14電子式互感器電子式互感器15電子

10、式互感器電子式互感器16電子式互感器電子式互感器 輸出輸出模擬量模擬量ECTECT：4V4V（測量）及（測量）及200mV200mV（保護(hù)）（保護(hù)）EVTEVT：4V4V數(shù)字量數(shù)字量ECTECT：2D41H2D41H（測量）及（測量）及01CFH01CFH（保護(hù)）（保護(hù)）EVTEVT：2D41H2D41H17電子式互感電子式互感器器 有源電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)有源電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)供電技術(shù)供電技術(shù)(GIS(GIS、罐式斷路器例外、罐式斷路器例外) )激光激光、小小CTCT、分壓器分壓器、光電池光電池遠(yuǎn)端電子模塊的可靠性遠(yuǎn)端電子模塊的可靠性采集單元維護(hù)采集單元維護(hù)18電子式互感器

11、電子式互感器 無源電子式互感器無源電子式互感器FaradayFaraday磁光效應(yīng)（電流互感器）磁光效應(yīng)（電流互感器）PockelsPockels電光效應(yīng)（電壓互感器）電光效應(yīng)（電壓互感器）利用光纖傳輸傳感信號利用光纖傳輸傳感信號傳感頭部分不需電子電路及其電源傳感頭部分不需電子電路及其電源獨(dú)立安裝的互感器的理想解決方案獨(dú)立安裝的互感器的理想解決方案 19電子式互電子式互感器感器20電子式互感電子式互感器器21電子式互感器電子式互感器全光纖電流互感器全光纖電流互感器22電子式互感器電子式互感器 輸出數(shù)字量輸出數(shù)字量ECTECT：2D41H2D41H（測量）及（測量）及01CFH01CFH（保護(hù)）

12、（保護(hù)）EVTEVT：2D41H2D41H23電子式互感器電子式互感器 無源電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)無源電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn)光學(xué)傳感材料光學(xué)傳感材料傳感頭的組裝技術(shù)傳感頭的組裝技術(shù)微弱信號檢測微弱信號檢測溫度對精度的影響溫度對精度的影響振動對精度的影響振動對精度的影響長期穩(wěn)定性長期穩(wěn)定性24電子式互感器電子式互感器 實(shí)用化實(shí)施方案實(shí)用化實(shí)施方案新建站新建站 110kV110kV數(shù)字接口的電子式互感器及其配套的數(shù)字接口的電子式互感器及其配套的二次設(shè)備二次設(shè)備 35kV35kV常規(guī)互感器或模擬接口的電子式互感器常規(guī)互感器或模擬接口的電子式互感器 主變保護(hù)：各側(cè)不全是電子式互感器主變保護(hù)

13、：各側(cè)不全是電子式互感器 線路縱聯(lián)保護(hù)：對側(cè)常規(guī)設(shè)備線路縱聯(lián)保護(hù)：對側(cè)常規(guī)設(shè)備25電子式互感器電子式互感器 實(shí)用化實(shí)施方案實(shí)用化實(shí)施方案改擴(kuò)建站改擴(kuò)建站 只在新建間隔采用電子式互感器及其配套二次設(shè)只在新建間隔采用電子式互感器及其配套二次設(shè)備備 變壓器保護(hù)、母線保護(hù)更換為適應(yīng)電子式互感器變壓器保護(hù)、母線保護(hù)更換為適應(yīng)電子式互感器的設(shè)備，同時(shí)要能夠接收常規(guī)互感器的信號。的設(shè)備，同時(shí)要能夠接收常規(guī)互感器的信號。26電子式互感器電子式互感器 實(shí)用化效益實(shí)用化效益簡化互感器絕緣結(jié)構(gòu)，減少體積和重量簡化互感器絕緣結(jié)構(gòu)，減少體積和重量避免電流互感器飽和避免電流互感器飽和避免電壓互感器的鐵磁諧振避免電壓互感器

14、的鐵磁諧振改善暫態(tài)特性的同時(shí)確保穩(wěn)態(tài)精度改善暫態(tài)特性的同時(shí)確保穩(wěn)態(tài)精度保護(hù)、測量、計(jì)量等二次設(shè)備共享信號，保護(hù)、測量、計(jì)量等二次設(shè)備共享信號，降低成本，提高性能降低成本，提高性能27數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站 數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站概述 電子式互感器電子式互感器 智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用28智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 智能開關(guān)設(shè)備的定義智能開關(guān)設(shè)備的定義IEC62063:1999IEC62063:1999具有較高性能的開關(guān)設(shè)備和具有較高性能的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，配有電子設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器，控制設(shè)備，配有電子

15、設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器，不僅具有開關(guān)設(shè)備的基本功能，還具有附加不僅具有開關(guān)設(shè)備的基本功能，還具有附加功能，尤其在監(jiān)測和診斷方面。功能，尤其在監(jiān)測和診斷方面。29智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 在線監(jiān)視功能在線監(jiān)視功能 智能控制功能智能控制功能 數(shù)字化的接口數(shù)字化的接口 電子操動電子操動30智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEC 62271-3 High voltage switchgear IEC 62271-3 High voltage switchgear and assemblies with digital interfaces and assemblies with dig

16、ital interfaces based on IEC 61850 (based on IEC 61850 (制訂中制訂中) )IEC/TR 62063:1999 High-voltage IEC/TR 62063:1999 High-voltage switchgear and control gear - The use switchgear and control gear - The use of electronic and associated of electronic and associated technologies in auxiliary equipment of

17、technologies in auxiliary equipment of switchgear and control gearswitchgear and control gear31智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 在線監(jiān)視功能在線監(jiān)視功能電、磁、溫度、開關(guān)機(jī)械、機(jī)構(gòu)動作電、磁、溫度、開關(guān)機(jī)械、機(jī)構(gòu)動作 狀態(tài)檢修狀態(tài)檢修狀態(tài)監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測狀態(tài)評估狀態(tài)評估檢修計(jì)劃檢修計(jì)劃 監(jiān)測系統(tǒng)的成本、可信度、可靠性監(jiān)測系統(tǒng)的成本、可信度、可靠性32智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 智能控制功能智能控制功能最佳開斷最佳開斷定相位合閘定相位合閘定相位分閘定相位分閘順序控制順序控制33智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備

18、數(shù)字化的接口數(shù)字化的接口位置信息位置信息其它狀態(tài)信息其它狀態(tài)信息分合閘命令分合閘命令34智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 開關(guān)的電子操動開關(guān)的電子操動變機(jī)械儲能為電容儲能變機(jī)械儲能為電容儲能變機(jī)械傳動為變頻器通過電機(jī)直接驅(qū)動變機(jī)械傳動為變頻器通過電機(jī)直接驅(qū)動機(jī)械運(yùn)動部件減少到一個(gè)機(jī)械運(yùn)動部件減少到一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的可靠性提高機(jī)械系統(tǒng)的可靠性提高電子電路的壽命、可靠性成為關(guān)鍵電子電路的壽命、可靠性成為關(guān)鍵35智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 實(shí)施方案實(shí)施方案方案方案1 1：間隔級智能終端：間隔級智能終端方案方案2 2：操動機(jī)構(gòu)智能終端：操動機(jī)構(gòu)智能終端現(xiàn)階段：利用現(xiàn)有的成熟的二次技術(shù)，結(jié)現(xiàn)階段：利用現(xiàn)有的成

19、熟的二次技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)開關(guān)設(shè)備，提升智能化水平合傳統(tǒng)開關(guān)設(shè)備，提升智能化水平36智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備37智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 智能匯控柜功能智能匯控柜功能保護(hù)：電機(jī)過熱，超時(shí)，開關(guān)位置不一致保護(hù)：電機(jī)過熱，超時(shí)，開關(guān)位置不一致智能化監(jiān)視智能化監(jiān)視智能化控制智能化控制聯(lián)鎖聯(lián)鎖電機(jī)控制電機(jī)控制順序控制順序控制38智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備39智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備40智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備41智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 優(yōu)勢優(yōu)勢節(jié)約占地節(jié)約占地節(jié)省電纜節(jié)省電纜現(xiàn)場投運(yùn)工作量小，投運(yùn)周期短現(xiàn)場投運(yùn)工作量小，投運(yùn)周期短減少人為失誤減少人為失誤控制回路優(yōu)化控制回路優(yōu)化與互

20、感器的電氣距離縮短與互感器的電氣距離縮短在線監(jiān)測在線監(jiān)測42智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)智能模塊的高可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)智能模塊的高可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)惡劣環(huán)境：惡劣環(huán)境：EMIEMI、振動、濕熱、振動、濕熱相應(yīng)的檢驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)規(guī)程相應(yīng)的檢驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)規(guī)程43智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 效益效益狀態(tài)信息和分合命令通過光纖傳送，節(jié)約二次狀態(tài)信息和分合命令通過光纖傳送，節(jié)約二次電纜。電纜。實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，提高可靠性，降低維護(hù)成本實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，提高可靠性，降低維護(hù)成本實(shí)現(xiàn)智能控制實(shí)現(xiàn)智能控制 自適應(yīng)開斷，獲得最佳效果，延長開關(guān)壽命自適應(yīng)開斷，獲得最佳效果，延長開關(guān)壽命 選相合閘，減少涌流，降低

21、過電壓，取消合閘電阻；選相合閘，減少涌流，降低過電壓，取消合閘電阻； 選相分閘，提高斷路器的實(shí)際開斷能力選相分閘，提高斷路器的實(shí)際開斷能力44數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站 數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站概述 電子式互感器電子式互感器 智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用45網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 適應(yīng)電子式互感器應(yīng)用的需要適應(yīng)電子式互感器應(yīng)用的需要 適應(yīng)智能化一次設(shè)備的需要適應(yīng)智能化一次設(shè)備的需要 適應(yīng)適應(yīng)IEC61850IEC61850的需要的需要46網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 硬件平臺硬件平臺高性能的高性能的DSPDSP

22、、MCUMCU大容量存儲器大容量存儲器大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷笠?guī)?？删幊踢壿嬈骷?00M100M網(wǎng)絡(luò)接口、光纖接口網(wǎng)絡(luò)接口、光纖接口工業(yè)用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)工業(yè)用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)47網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 基于基于IEC61850IEC61850的的測控裝置、保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動裝置、網(wǎng)關(guān)測控裝置、保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動裝置、網(wǎng)關(guān)后臺監(jiān)控系統(tǒng)后臺監(jiān)控系統(tǒng) 與電子式互感器配套的與電子式互感器配套的合并單元：數(shù)據(jù)的匯總和分發(fā)環(huán)節(jié)合并單元：數(shù)據(jù)的匯總和分發(fā)環(huán)節(jié)保護(hù)測控裝置保護(hù)測控裝置48網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 合并單元合并單元合并三相或多相采集數(shù)據(jù)合并三相或多相采集數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采樣同步數(shù)據(jù)采樣同步按需分配

23、采樣數(shù)據(jù)給二次設(shè)備按需分配采樣數(shù)據(jù)給二次設(shè)備49網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備保護(hù)保護(hù)測控測控計(jì)量計(jì)量錄波錄波50網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 合并單元關(guān)鍵技術(shù)合并單元關(guān)鍵技術(shù)互感器的安裝位置、合并單元的配置方案互感器的安裝位置、合并單元的配置方案各個(gè)二次設(shè)備共享數(shù)字信號各個(gè)二次設(shè)備共享數(shù)字信號采樣數(shù)據(jù)的同步三相電流電壓之間、差采樣數(shù)據(jù)的同步三相電流電壓之間、差動保護(hù)動保護(hù)51網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)高性能的硬件、軟件平臺高性能的硬件、軟件平臺通信的可靠性、冗余配置通信的可靠性、冗余配置網(wǎng)絡(luò)化計(jì)量系統(tǒng)的認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)化計(jì)量系統(tǒng)的認(rèn)證相應(yīng)的檢驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)規(guī)程相應(yīng)的檢驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)規(guī)程

24、52數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站 數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站概述 電子式互感器電子式互感器 智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備 IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用53IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850-SER Communication networks IEC 61850-SER Communication networks and systems in substationsand systems in substationsDL 860DL 860系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn) 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)(IE

25、C61850 IDT)(IEC61850 IDT)54IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 IEC61850IEC61850是國際電工委員會是國際電工委員會TC57TC57工作組工作組制定的制定的變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)系列系列標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 基于基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺網(wǎng)絡(luò)通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)的變電站自動化系統(tǒng)唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)，也將成為電力系統(tǒng)從唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)，也將成為電力系統(tǒng)從調(diào)度中心到變電站、變電站內(nèi)、配電自調(diào)度中心到變電站、變電站內(nèi)、配電自動化動化無縫連接無縫連接的通信標(biāo)準(zhǔn)的通信標(biāo)準(zhǔn)55IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 它指導(dǎo)了變電站自動化的設(shè)計(jì)、開發(fā)、工程、

26、它指導(dǎo)了變電站自動化的設(shè)計(jì)、開發(fā)、工程、維護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域維護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域 該標(biāo)準(zhǔn)通過對變電站自動化系統(tǒng)中的對象統(tǒng)一該標(biāo)準(zhǔn)通過對變電站自動化系統(tǒng)中的對象統(tǒng)一建模，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的建模，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口，增強(qiáng)了設(shè)備之間的互操作抽象通信服務(wù)接口，增強(qiáng)了設(shè)備之間的互操作性，可以在不同廠家的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無縫連接性，可以在不同廠家的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無縫連接 智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站要求變電站自智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站要求變電站自動化采用動化采用IEC61850IEC61850標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)56IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 IEC61850IEC

27、61850是至今為止最為完善的變電站自動化是至今為止最為完善的變電站自動化標(biāo)準(zhǔn)，它不僅規(guī)范保護(hù)測控裝置的模型和通信標(biāo)準(zhǔn)，它不僅規(guī)范保護(hù)測控裝置的模型和通信接口，而且還定義了數(shù)字式接口，而且還定義了數(shù)字式CTCT、PTPT、智能式開、智能式開關(guān)等一次設(shè)備的模型和通信接口。關(guān)等一次設(shè)備的模型和通信接口。 采用采用IEC61850IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)可以大大提高變電站自國際標(biāo)準(zhǔn)可以大大提高變電站自動化技術(shù)水平、提高變電站自動化安全穩(wěn)定運(yùn)動化技術(shù)水平、提高變電站自動化安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，節(jié)約開發(fā)驗(yàn)收維護(hù)的人力物力，實(shí)現(xiàn)行水平，節(jié)約開發(fā)驗(yàn)收維護(hù)的人力物力，實(shí)現(xiàn)完全的互操作完全的互操作57IEC6185

28、0IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 互操作性互操作性信息分層信息分層站控層、間隔層、過程層站控層、間隔層、過程層面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)對象、屬性邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)對象、屬性信息自我描述信息自我描述抽象服務(wù)通信接口抽象服務(wù)通信接口58IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 通信應(yīng)用通信應(yīng)用遙控的實(shí)現(xiàn)遙控的實(shí)現(xiàn)遙測、保護(hù)事件等信息上送的實(shí)現(xiàn)遙測、保護(hù)事件等信息上送的實(shí)現(xiàn)采用采用GOOSEGOOSE實(shí)現(xiàn)裝置間的數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)裝置間的數(shù)據(jù)交換模擬采樣值通信模擬采樣值通信 互感器的數(shù)字化接口標(biāo)準(zhǔn)互感器的數(shù)字化接口標(biāo)準(zhǔn) 提供了提供了IEDIED間

29、共享信息的方法間共享信息的方法 支持在以太網(wǎng)上多播和串行鏈路上點(diǎn)對點(diǎn)傳送支持在以太網(wǎng)上多播和串行鏈路上點(diǎn)對點(diǎn)傳送59IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 面向?qū)ο?、物理與邏輯的映射60IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 IEC61850層次模型61IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 邏輯設(shè)備、功能、邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯設(shè)備、功能、邏輯節(jié)點(diǎn)所有的功能都可分解為邏輯節(jié)點(diǎn)組成任何一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)都是屬于某個(gè)邏輯設(shè)備62IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 功能、裝置、邏輯節(jié)點(diǎn)定義功能、裝置、邏輯節(jié)點(diǎn)定義 功能：變電站自動化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)。如：功能：變電站自動化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)。

30、如：母線保護(hù)，聯(lián)鎖，報(bào)警管理等。母線保護(hù)，聯(lián)鎖，報(bào)警管理等。 裝置：是一種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)部分功能。如：斷裝置：是一種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)部分功能。如：斷路器、繼電器、變電站計(jì)算機(jī)等。路器、繼電器、變電站計(jì)算機(jī)等。 邏輯節(jié)點(diǎn)：功能的基本單元。邏輯節(jié)點(diǎn)：功能的基本單元。63IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 應(yīng)用、邏輯節(jié)點(diǎn)、邏輯設(shè)備關(guān)系應(yīng)用、邏輯節(jié)點(diǎn)、邏輯設(shè)備關(guān)系1) 站控計(jì)算機(jī).2) 同期裝置.3) 距離保護(hù)+過流保護(hù)4) 開關(guān)單元控制器5) 電流互感器6) 電壓互感器7) 母線電壓互感器64IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 邏輯節(jié)點(diǎn)的相互關(guān)系示例邏輯節(jié)點(diǎn)的相互關(guān)系示例65物理設(shè)備物理設(shè)

31、備服務(wù)器服務(wù)器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)物理設(shè)備物理設(shè)備抽象通信服務(wù)抽象通信服務(wù)接口客戶端接口客戶端應(yīng)用應(yīng)用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)物理設(shè)備物理設(shè)備服務(wù)器服務(wù)器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用應(yīng)用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)報(bào) 告告請求請求/響應(yīng)響應(yīng)請求請求 /響應(yīng)響應(yīng)客戶/服務(wù)器通信模式物理設(shè)備物理設(shè)備應(yīng)用應(yīng)用GOOSE MessageSampled Values多波多波對等網(wǎng)絡(luò)通信方式對等網(wǎng)絡(luò)通信方式的應(yīng)用斷路器跳閘斷路器跳閘:傳送采樣值傳送采樣值IEC61850演示演示66IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 采樣值采樣值67Goose Message: Goose Message: 位置位置A公司保護(hù)B公司保護(hù)智能一次設(shè)備保護(hù)測試儀

32、以太網(wǎng)以太網(wǎng)模擬輸入模擬輸入1. 1. 仿真故障仿真故障2. 2. 跳閘跳閘4. 4. 重合重合Goose Message: Goose Message: 重合重合3. 3. 新位置新位置Goose Message: Goose Message: 位置位置Goose Message: Goose Message: 跳閘跳閘5. 5. 新位置新位置IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用GOOSEGOOSE應(yīng)用演示應(yīng)用演示68IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 IEC61850IEC61850的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)信息分層。無論從邏輯概念上還是從物理概念信息分層。無論從邏輯概念上

33、還是從物理概念上都將變電站的功能分為上都將變電站的功能分為3 3層，即變電站層、層，即變電站層、間隔層和過程層。間隔層和過程層。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模。數(shù)據(jù)自描述，在數(shù)據(jù)源就對數(shù)據(jù)進(jìn)行自我描述，數(shù)據(jù)自描述，在數(shù)據(jù)源就對數(shù)據(jù)進(jìn)行自我描述，因數(shù)據(jù)本身帶有說明，這就不受預(yù)先定義的限因數(shù)據(jù)本身帶有說明，這就不受預(yù)先定義的限制進(jìn)行傳輸，簡化了數(shù)據(jù)管理和維護(hù)工作。在制進(jìn)行傳輸，簡化了數(shù)據(jù)管理和維護(hù)工作。在實(shí)際應(yīng)用中只需要在客戶端配置服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地實(shí)際應(yīng)用中只需要在客戶端配置服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址就可以訪問服務(wù)器模型，可以通過通信方式址就可以訪問服務(wù)器模型，可以通過通信方式獲得測點(diǎn)名，

34、無需手動配置。獲得測點(diǎn)名，無需手動配置。69 IEC60870-5-103IEC60870-5-103的缺陷的缺陷IEC60870-5-103IEC60870-5-103規(guī)約沒有定義標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)規(guī)約沒有定義標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范。通信規(guī)范。缺乏對變電站系統(tǒng)模型的支持，沒有標(biāo)準(zhǔn)的缺乏對變電站系統(tǒng)模型的支持，沒有標(biāo)準(zhǔn)的的模型規(guī)范。的模型規(guī)范。在國際上卻沒有任何一個(gè)組織可以對在國際上卻沒有任何一個(gè)組織可以對103103規(guī)約規(guī)約的實(shí)施細(xì)節(jié)進(jìn)行解釋，導(dǎo)致的實(shí)施細(xì)節(jié)進(jìn)行解釋，導(dǎo)致103103規(guī)約在使用過規(guī)約在使用過程中缺乏統(tǒng)一的實(shí)施規(guī)范。程中缺乏統(tǒng)一的實(shí)施規(guī)范。 103103規(guī)約不支持元數(shù)據(jù)傳送，沒有統(tǒng)一的

35、命名規(guī)約不支持元數(shù)據(jù)傳送，沒有統(tǒng)一的命名規(guī)范。規(guī)范。 IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用70 IEC61850IEC61850的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)IEC 61850IEC 61850與與IEC 61970IEC 61970調(diào)度通信標(biāo)準(zhǔn)具有調(diào)度通信標(biāo)準(zhǔn)具有一定的互操作性，正在發(fā)展的一定的互操作性，正在發(fā)展的IEC61850+IEC61850+正正是為了彌合兩者的差異，實(shí)現(xiàn)主站對變電站是為了彌合兩者的差異，實(shí)現(xiàn)主站對變電站的直接訪問，減少了通信瓶頸和規(guī)約轉(zhuǎn)換數(shù)的直接訪問，減少了通信瓶頸和規(guī)約轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)損失。據(jù)損失。制定了變電站通信和系統(tǒng)的總體要求、系制定了變電站通信和系統(tǒng)的總體要求、系

36、統(tǒng)和工程管理、一致性測試等標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)和工程管理、一致性測試等標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用71 傳統(tǒng)的變電站構(gòu)架傳統(tǒng)的變電站構(gòu)架IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用72 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架缺點(diǎn)：傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架缺點(diǎn)：與不同廠家的裝置通信采用不同的通信方式與不同廠家的裝置通信采用不同的通信方式應(yīng)用程序必須處理大量不同的通信規(guī)約、數(shù)應(yīng)用程序必須處理大量不同的通信規(guī)約、數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)訪問形式據(jù)格式和數(shù)據(jù)訪問形式采用的協(xié)議功能有限，經(jīng)常需要擴(kuò)充采用的協(xié)議功能有限，經(jīng)常需要擴(kuò)充很難給其他廠家的應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)接口很難給其他廠家的應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)接口在新添裝置或新增功能時(shí)需要重新配置整個(gè)在新添

37、裝置或新增功能時(shí)需要重新配置整個(gè)系統(tǒng)系統(tǒng)IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用73 IEC61850IEC61850變電站構(gòu)架變電站構(gòu)架IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用74 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問方式傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問方式IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用75 IEC61850IEC61850變電站構(gòu)架的優(yōu)點(diǎn)：變電站構(gòu)架的優(yōu)點(diǎn)：通過通信網(wǎng)絡(luò)，各種應(yīng)用都可以得到各個(gè)裝通過通信網(wǎng)絡(luò)，各種應(yīng)用都可以得到各個(gè)裝置中的數(shù)據(jù)置中的數(shù)據(jù)當(dāng)添加裝置或增加應(yīng)用時(shí)，無須修改通信配當(dāng)添加裝置或增加應(yīng)用時(shí)，無須修改通信配置置標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信平臺提高了系統(tǒng)的靈活標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信平臺提高了系統(tǒng)的靈活性

38、、可擴(kuò)展性、互操作性。性、可擴(kuò)展性、互操作性。應(yīng)用程序和智能裝置采用相同的規(guī)約、數(shù)據(jù)應(yīng)用程序和智能裝置采用相同的規(guī)約、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)訪問方式、命名規(guī)則和配置語言。格式、數(shù)據(jù)訪問方式、命名規(guī)則和配置語言。同過配置文件的互操作，不同應(yīng)用可以按照同過配置文件的互操作，不同應(yīng)用可以按照標(biāo)準(zhǔn)倒入、導(dǎo)出系統(tǒng)配置文件，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。標(biāo)準(zhǔn)倒入、導(dǎo)出系統(tǒng)配置文件，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用76 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)對象映射傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)對象映射IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用77 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理的缺點(diǎn)：傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理的缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)標(biāo)識的格式各個(gè)廠家不同。數(shù)據(jù)標(biāo)識的格式各個(gè)廠家不同。不具有自描

39、述特性，往往需要人工輸入測不具有自描述特性，往往需要人工輸入測點(diǎn)和人工校驗(yàn)。點(diǎn)和人工校驗(yàn)。應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)標(biāo)識綁定，當(dāng)數(shù)據(jù)標(biāo)識修應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)標(biāo)識綁定，當(dāng)數(shù)據(jù)標(biāo)識修改時(shí)，影響應(yīng)用程序的功能。改時(shí)，影響應(yīng)用程序的功能。用戶定義數(shù)據(jù)標(biāo)識沒有標(biāo)準(zhǔn)。用戶定義數(shù)據(jù)標(biāo)識沒有標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用78 IEC61850IEC61850數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點(diǎn)：只需在客戶端配置服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址就可以只需在客戶端配置服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址就可以訪問到服務(wù)器模型。訪問到服務(wù)器模型。測點(diǎn)名具有層次特性、自描述特性。測點(diǎn)名具有層次特性、自描述特性。可以通過通信的方式得到測點(diǎn)名，無需手可以通過通信

40、的方式得到測點(diǎn)名，無需手動配置。動配置。所有裝置都采用標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一命名規(guī)則。所有裝置都采用標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一命名規(guī)則。裝置配置文件遵循裝置配置文件遵循IEC61850-6IEC61850-6，配置文件，配置文件具有互操作性。具有互操作性。IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用79 傳統(tǒng)遠(yuǎn)方通信方案傳統(tǒng)遠(yuǎn)方通信方案IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用80 傳統(tǒng)調(diào)度通信方案缺點(diǎn)：傳統(tǒng)調(diào)度通信方案缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)帶寬小數(shù)據(jù)帶寬小調(diào)度端的其他應(yīng)用需通過調(diào)度端的其他應(yīng)用需通過SCADASCADA來訪問變電來訪問變電站數(shù)據(jù)站數(shù)據(jù)每一個(gè)變電站與調(diào)度的通信方式都有一定每一個(gè)變電站與調(diào)度的通信方式都有一定的個(gè)

41、性的個(gè)性每一個(gè)應(yīng)用和節(jié)點(diǎn)都需要單獨(dú)配置每一個(gè)應(yīng)用和節(jié)點(diǎn)都需要單獨(dú)配置IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用81 IEC61850IEC61850調(diào)度通信方案調(diào)度通信方案IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用82IEC61850IEC61850調(diào)度通信方案優(yōu)點(diǎn)：調(diào)度通信方案優(yōu)點(diǎn)：與與IEC61970IEC61970具有一定的互操作性，正在具有一定的互操作性，正在制定的制定的IEC61850+IEC61850+可以實(shí)現(xiàn)主站與變電可以實(shí)現(xiàn)主站與變電站的無縫。站的無縫?？梢蕴峁┱{(diào)度端應(yīng)用對變電站信息的直可以提供調(diào)度端應(yīng)用對變電站信息的直接訪問接訪問減少了數(shù)據(jù)瓶頸和規(guī)約轉(zhuǎn)換的信息損失。減少了

42、數(shù)據(jù)瓶頸和規(guī)約轉(zhuǎn)換的信息損失。IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用8384IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 實(shí)施方案實(shí)施方案新建站新建站 后臺監(jiān)控系統(tǒng)、二次設(shè)備采用支持后臺監(jiān)控系統(tǒng)、二次設(shè)備采用支持IEC61850IEC61850的產(chǎn)品的產(chǎn)品 少數(shù)不支持少數(shù)不支持IEC61850IEC61850的設(shè)備通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)接的設(shè)備通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)接改擴(kuò)建站改擴(kuò)建站 改造后臺監(jiān)控系統(tǒng)，使之支持改造后臺監(jiān)控系統(tǒng)，使之支持IEC61850IEC61850 擴(kuò)建間隔采用支持?jǐn)U建間隔采用支持IEC61850IEC61850的二次設(shè)備的二次設(shè)備 升級在運(yùn)行二次設(shè)備的網(wǎng)卡或者網(wǎng)關(guān)升級在運(yùn)行二次設(shè)備的網(wǎng)卡或

43、者網(wǎng)關(guān)85IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 效益效益網(wǎng)絡(luò)通訊條件下，設(shè)備之間的互操作網(wǎng)絡(luò)通訊條件下，設(shè)備之間的互操作 擴(kuò)展二次功能，整合二次功能擴(kuò)展二次功能，整合二次功能面向?qū)ο蠼y(tǒng)一建模面向?qū)ο蠼y(tǒng)一建模 確保模型和數(shù)據(jù)的一致性確保模型和數(shù)據(jù)的一致性 降低數(shù)據(jù)管理費(fèi)用降低數(shù)據(jù)管理費(fèi)用 簡化數(shù)據(jù)維護(hù)簡化數(shù)據(jù)維護(hù)86IEC61850IEC61850的應(yīng)用的應(yīng)用 關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)建模和設(shè)備建模符合標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)建模和設(shè)備建?；诨贗EC61850-9-1IEC61850-9-1和和9-29-2的采樣值傳送的采樣值傳送基于基于GOOSEGOOSE的裝置之間的快速數(shù)據(jù)交換的裝置之間

44、的快速數(shù)據(jù)交換功能規(guī)范、設(shè)計(jì)規(guī)范功能規(guī)范、設(shè)計(jì)規(guī)范相應(yīng)的運(yùn)行操作和維護(hù)規(guī)程相應(yīng)的運(yùn)行操作和維護(hù)規(guī)程87結(jié)論結(jié)論 數(shù)字化變電站是變電站自動化技術(shù)的發(fā)數(shù)字化變電站是變電站自動化技術(shù)的發(fā)展方向展方向 數(shù)字化變電站的建設(shè)應(yīng)從生產(chǎn)上的迫切數(shù)字化變電站的建設(shè)應(yīng)從生產(chǎn)上的迫切需要出發(fā)，考慮技術(shù)上、管理上的現(xiàn)實(shí)需要出發(fā)，考慮技術(shù)上、管理上的現(xiàn)實(shí)可能，積極探索，穩(wěn)妥推進(jìn)。可能，積極探索，穩(wěn)妥推進(jìn)。88結(jié)論結(jié)論 電子式互感器電子式互感器有源電子式互感器有源電子式互感器GISGIS和罐式斷路器和罐式斷路器無源電子式互感器無源電子式互感器努力完成實(shí)用化研究努力完成實(shí)用化研究89結(jié)論結(jié)論 智能化一次設(shè)備智能化一次設(shè)備成熟的二次技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)一次設(shè)備，提升成熟的二次技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)一次設(shè)備，提升智能化水平智能化水平 IEC61850IEC61850首先應(yīng)用于間隔層和站控層首先應(yīng)用于間隔層和站控層逐步拓展到過程層逐步拓展到過程層謝謝大家！謝謝大家！