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1、1 华东电力调控分中心 二O一一年五月 智能变电站继电保护技术规范 目 录 技术规范概况1 基本概念和术语2 技术规范基本原则3 2 3 技术规范概况 1 技术规范概况 1 智能电网建设思路 发展基础体系 技术支撑体系 智能应用体系 标准规范体系 一个目标 三个阶段 两条主线 四个体系 五个内涵 构建以特高压电网为骨干网架、各级电网 协调发展的坚强的智能化电网 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 2009-2011年： 规划试点阶段 2012-2015年： 全面建设阶段 2016-2020年： 引领提升阶段 坚强可靠、经济高效 清洁环保、灵活互动、友好开
2、放 智能电网发展的需求 4 5 国调中心 各网、省调继电保护专业 国网继电保护专家组成员 智能变电站继电保护 工作组成员 组织 总结分析智能变电站运行经验 讨论智能变电站继电保护及相关设备 技术应用原则 讨论智能变电站继电保护及相关设备 配置要求 讨论智能变电站继电保护及相关设备 实施方案 形成 智能变电站继电保护技术规范 目的 贯彻落实国家电网公司建设坚强智能电网的发展战略，促进和规范智能变电 站继电保护技术应用工作。 编制目的 智能变电站技术导则 （Q/GDW 383-2009） 细化、补充和完善 从指导工程应用的角度 继电保护在功能上是统一的整体，需要一次设备、二次回路、通道 、保护装置
3、之间的配合协调，发挥其整体性能。 依据 可靠性、选择性、灵敏性、速动性 遵循 继电保护的性能和智能化水平提高 实现 6 编制的主要原则 目次 前言 正文 附录 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 总则 5 继电保护及相关设备配置原则 6 继电保护装置及相关设备技术要求 7 继电保护信息交互原则 8 继电保护就地化实施原则 附录A、B、C、D 7 规范结构和内容 智能变电站继电保护及相关设备 技术原则 规定了 110kV（66kV）及以上电压等级 新建、改（扩）建智能变电站 适用于 智能变电站继电保护及相关设备可采用 全部或相应部分 说明 不包括 特高压变电站 8 规范适用范围 本
4、标准针对智能变电站的特点，重点规范了 继电保护配置原则、技术要求、信息交互以 及电子式互感器、合并单元等相关设备配置 原则及技术要求。 规范重点内容 9 基本概念和术语 2 10 智能变电站定义 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。 12 数字化变电站发展趋势？ IF1：间间隔层层和站层层之间间交换换 保护护数据 IF2：间间隔层层和远远方保护护之间间 交换换保护护数据 I
5、F3：间间隔层层之间间交换换数据如 保护护和控制设备间设备间 IF4：间间隔层层和过过程层层之间间交 换换采样样数据 IF5：间间隔层层和过过程层层之间间交 换换控制数据 IF6：间间隔层层和站层层之间间交换换 控制数据 IF7：站层层和远远方工程师师之间间 交换换数据 IF8：间间隔层层之间间直接快速交 换换数据，如联锁联锁 IF9：站层层之间间交换换数据 IF10：站层层和远远方控制中心之 间间交换换数据 变电站自动化系统的接口 110 技术服务 远程控制 (NCC) 控制. 保护. 功能. A 功能. B 保护. 控制. 传感器 操作机构 间隔级 站级 过程级 HV 设备 远方保护 过程
6、接口 1,6 33 9 8 1,6 2 2 4,54,5 710 远方保护 14 IEC 61850 标准制定的目标 自由配置 标准支持不同的原理并允许自由定位各功 能模块，标准可同等地支持集中式的 系统（RTU）及分布式的系统（SCS）。 互操作性不同供货商之智能电子设备互相交换信息 并使用这些信息实现设备本身功能的能力。 长期的稳定性 标准必须经得住未来的考验，标准必需与 通讯技术的发展同步并满足不断演进 的系统要求。 IED 智能电子 设备 Request（要求） Response（响应） Event（事件） 具有可访问的 数据模型 什么需要交换 (IEC 61850-7-3 &4) 怎
7、样进行交换 (IEC 61850-7-2) u 由同一供货商及不同供货商所提供的IED具有相互交换 信息并使用这些信息正确的执行特定的功能 目标一：互操作性 15 硬结线及点对点链路 网关 控制 控制 保护 控制 保护 高压设备高压设备 站级 间隔级 过程级 目标二：自由配置（通讯） 16 分立的站级总线网络及过程总线 网关 控制 控制 保护 控制 保护 高压设备高压设备 站级 间隔级 过程级 目标二：自由配置（通讯） 17 保护及测控合一 的智能设备 IHMI 人机界面 站级操作平台 CSWI 开关控制器 保护与测控 PDIS 距离保护 XCBR 断路器 断路器 TCTR 电流互感器 TVT
8、R 电压互感器 集成传感器 目标二：自由配置（IED功能） 18 分立的保护及 智能断路器 IHMI 人机界面 站级操作平台 保护 PDIS 距离保护 XCBR 断路器 断路器及控制 TCTR 电流互感器 TVTR 电压互感器 集成传感器 CSWI 开关控制器 目标二：自由配置（IED功能） 19 应用 领域 变电站 通讯 技术 慢 快 标准化所面临的问题标准化的解决方案 ISO/OSI 7层栈 7 6 5 4 3 2 1 数据模型 对象 服务 应用 开关设备 保护及控制 命令、事件、 报警 通讯 信息、报文、 框架 目标三：长期的稳定性 20 系统统概貌 1 介绍和概述 2 术语 3 总体要
9、求 4 系统和项目管理 5 功能的通信要求和设备 模型 数据模型 变电 站和馈线设备 的基本通信结构 7-4 兼容逻辑节 点类和数据类 7-3 公用数据类 抽象通信服务务 变电 站和馈线设备 的基本通信结构 7-2 抽象通信服务接口(ACSI) 7-1 原理和模型 配置 6 变电 站自动化系统配置描述 语言 映射到实际实际 通信网络络 8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 9-1 通过单 向多路点对点串行通信链路采样值 9-2 ISO8802-3之上的采样值 测试测试 10 一致性测试 IEC61850标准内容 21 栈选择 跟随快速发展 先进的通讯技术 每一选择的栈 栈 接口 客
10、户端 服务器 通讯 GOOSE SV 采样数据 应用 (对象,服务) 慢速变化 应用 领域 变电站 抽象 接口 长期的定义 保障投资 以太网链路层 以太网物理层（具有优先权标识） 实时性 要求 IP TCP MMS 快速变化 通讯 技术 映射适应 栈映射栈映射 Mapping To Stack ( 8-1,9-2 )Mapping To Stack ( 8-1,9-2 ) IEC61850建模 22 功能（FC）逻辑节点（LN）、物理设备（PD）、逻 辑连接（LC）、物理连接（PC） 功能分为三层：站层、间隔层、过程层 同一功能可以分布在不同厂家提供的物理设备之间 功能与物理设备无关，可以在物
11、理设备上自由分布 逻辑节点可以理解为功能分解的最小单位 逻辑节点之间的连接称为逻辑连接 一个物理连接可以包含多个逻辑连接 23 IEC61850建模 功能F、逻辑节点LN 、物理设备PD 、逻辑连接LC 、物理连接PC的关系 IEC61850建模 24 SSD:系统规范描述文件（System Specification Description. XML description of the entire system.） SCD:系统配置描述文件（Substation Configuration Description. XML description of a single substati
12、on.) ICD: IED能力描述文件IED (Capability Description. XML description of items supported by an IED.) CID: IED配置后的描述文件(Configured IED Description. XML configuration for a specific IED.) SCL 文件类型 采用XML语言描述变电站的配置 SSD 系统图组态工具 装置模板组态工具 ICD 系统组态工具 SCD 装置实例组态工具 IEC61850装置 CID 全站系统配置文件 一次系统配置文件 装置模板配置文件 装置配置IED描述
13、文件 传输时间的定义 Fast messages TRIP others Medium speed Slow speed Distribution area (P1) 10ms100ms 100ms500ms Transmission area (P2/P3) 3ms20ms IEC61850通信要求 27 Signal 8-20ms Time Relay energizes contact Contacts closes Input threshold reached 信号输出/输入过程 IEC61850通信要求 28 Signal picked up OC-Feed1OC-Feed1 50
14、-1 picked up50-1 picked up - F1 - F1 OC-Feed2OC-Feed2 50-1 picked up50-1 picked up F2 F2 OC-Feed3OC-Feed3 50-1 picked up50-1 picked up - F3- F3 OC-Feed4 ANSI Block 50-2 IEC I Block outgoing feeder GOOSE举例 45 技术规范基本原则3 46 智能变电站继电保护与站控层信息交互采用IEC61850 标准，跳合闸命令和联闭锁信息可通过直接电缆连接 或GOOSE机制传输，电压电流量可通过传统互感器 或电
15、子式互感器采集。具体应用中采用的技术应遵循 本标准中与之对应的部分。 应满足“可靠性、选择性、灵敏性、速动性”的要求， 继电保护在功能实现上是统一的整体。 基本原则 47 智能变电站中的电 子式互感器的二次 转换器（A/D采样回 路）、合并单元、 光纤连接、智能终 端、过程层网络交 换机等设备内任一 个元件损坏，除出 口继电器外，装置 不应误动作跳闸。 基本原则 48 逻辑保护 电子式互 感器 保护应直接采样，是指不经过以太网交换机而以 点对点连接方式直接进行采样值传输。 基本原则 49 线路保护母线保护 电流合并单元 其他保护 SV光纤点对点 单间隔的保护应直接跳闸。直接跳闸是指不经过以太网交换 机而以点对点连接方式直接进行跳合闸信号的传输。 继电保护设备与本间隔智能终端之间通信应采用GOOSE点对 点通信方式；继电保护之间的联闭锁信息、失灵启动等信息 宜采用GOOSE网络传输方式。 线路保护母线保护 智能终端 其他保护 GOOSE
