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1、国 电 南 自PS6000 数字化变电站自动化系统产品简介3.01D版 国电南京自动化股份有限公司GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTDPS6000数字化变电站自动化系统产品简介3.01D版国电南京自动化股份有限公司2008年12月版本声明l 本说明书适用于PS6000+数字化变电站系统整体介绍说明。l 本说明书包含数字化技术内容介绍、推荐方案介绍与数字化产品介绍。l 本说明书适用于PS6000+数字化变电站系统整体介绍与数字化变电站配置方案介绍。产品说明书版本修改记录表1098765432V3.01D增加网络拓扑介绍; 并完善了V2.02D版本的一些说明2008
2、/111V2.02DPS6000+数字化变电站系统说明书初稿。2007/05序号说明书版本号修 改 摘 要软件版本号修改日期* 技术支持 电话：（025）83537220 传真：（025）83537201* 本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书是否相符* 国电南自技术部监制目 录版本声明1 数字化变电站概述11.1背景11.2数字化变电站定义11.3数字化变电站特点11.4 数字化变电站的优势22 PS 6000+数字化变电站自动化系统简介42.1系统特点42.2系统架构42.3 PS6000典型系统方案62.4 设备简介112.5系统演示122.6 PS6000系统典型应用方案1
3、42.7 PS6000主要设备型号列表213 产品说明223.1 PS 6000+自动化系统（监控）223.2 PSX 600U通信服务器253.3 VSCL 61850配置工具273.4 PSL 600U系列线路保护装置273.5 PSL 621U系列高压线路保护测控装置343.6 PSL 630U断路器保护装置383.7 PSB 681U母线保护装置423.8 PST 671U变压器保护装置463.9 PSC 641U电容器保护测控装置503.10 PSL 641U线路保护测控装置543.11 PSL 642U线路保护测控装置583.12 PSP 641U备用电源自投装置623.13 PS
4、T 642U变压器保护测控装置663.14 PSR 660U系列综合测控装置703.15 PSIU 600系列智能终端743.16 PSW 618智能工业以太网交换机78 PS 6000数字化变电站自动化系统产品简介1 数字化变电站概述1.1背景随着嵌入式系统及通信技术的飞速发展，目前基于32位微处理器和以太网通信的变电站自动化系统已被普遍采用。微机保护和变电站自动化系统的成功运用极大地提高了变电站运行的可靠性，也显著地减少了原本繁重的操作检修任务。然而，伴随我国经济的快速腾飞，现阶段电力公司仍然面临着人员规模跟不上变电站建设维护要求的重要矛盾。并且，虽然微机保护极大地简化了继电保护进线，但是
5、继电保护屏柜对外的接线仍然非常繁杂，到开关场以及屏柜间的连接电缆往往达到数百根之多，根据事故分析统计报告，这些电缆接线方面的问题占了所有责任事故中的很大部分。当前，嵌入式高速网络通信为变电站的下一步技术变革指明了方向。IEC制订了变电站网络通信的最新IEC 61850国际标准，在此标准中，不仅运用了最新的网络通信和信息建模技术，而且给出了依靠通信来传输TA、TV采样值以及开入开出信息的智能一次设备接口的标准。IEC将变电站设备依据所处地位划分为变电站层、间隔层和过程层3个层次，并在IEC 61850标准中首次将以太网通信引入过程层，整体描绘出了未来变电站从一次设备（主变、开关、TA、TV等）向
6、上到整个变电站全面数字化的美好蓝图。在采用了网络通信技术以后，数字化变电站将基本取消一二次设备间大量的连接电缆，保护和测控等间隔层设备依靠网络获取一次电流电压等实时数据，也依靠网络实现间隔间以及和变电站层的信息交换，光缆取代了电缆，数字代替了模拟，将大幅度简化各类装置结构和外部连接，解决现阶段电缆连接无法自检等不可靠问题，并能依托更好的信息化和自动化提高效率，预计将在电力系统引发类似于微机保护替代传统保护的又一次技术变革。1.2数字化变电站定义数字化变电站是指信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站，基本特征为设备智能化、通信网络化、运行管理自动化等。1.3数字化变电站特点1.3.1
7、一次设备智能化采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能终端的传统开关）等智能一次设备。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。1.3.2 二次设备网络化二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消控制电缆。1.3.3 统一信息模型和通信协议所有信息按统一标准建模，并按统一的通信协议标准传输，实现不同设备和不同功能的信息共享。另外，变电站站内信息数字化、标准化，在IEC 61850到主站的标准确立以后，调度端将可完全访问变电站的所有信息。除了传统的实时数据外，调度端还可以直接导入变电站模型乃至主接线图，并能获得在线监测、设备台帐等
8、运行管理信息。1.3.4 运行管理自动化整合监控、远动、五防、在线监测等功能，新增自动故障分析系统和程序化控制系统等高级应用功能，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。1.4 数字化变电站的优势1.4.1信息共享降低投资数字化变电站的所有信息采用统一的信息模型，按统一的通信标准接入变电站通信网络。变电站的保护、测控、计量、监控、远动、VQC、在线监测等系统均从同一个通信网络接收电流、电压和状态等信息以及发出控制命令，不需为不同功能建设各自的信息采集、传输和执行系统，减少了软硬件的重复配置及为此而增加的投资。传统变电站由于各种功能采用的通信标准和信息模型不尽相同，二次设备和一次设备间用电缆
9、传输模拟信号和电平信号，各种功能需建设各自的信息采集、传输和执行系统，增加了变电站的复杂性和成本。1.4.2减少设备更新扩建等成本变电站的设备间信息交换均按照统一的IEC 61850标准通过通信网络完成，变电站在扩充功能和扩展规模时，只需在通信网络上接入新增符合国际标准的设备，无需改造或更换原有设备，保护用户投资，降低变电站全生命周期成本。数字化变电站的各种功能的采集、计算和执行分布在不同设备实现。变电站在新增功能时，如果原来的采集和执行设备能满足已能新增功能的需求，可在原有的设备上运行新增功能的软件，不需要硬件投资。1.4.3简化二次接线数字化变电站的一次设备和二次设备间、二次设备之间均采用
10、计算机通信技术，一条信道可传输多个通道的信息。同时采用网络通信技术，通信线的数量约等于设备数量。因此数字化变电站的二次接线将大幅度简化。1.4.4提升采样精度数字化变电站采用输出数字信号的电子式互感器，电流电压信号只在源头进行唯一的高精度模数转换，数字化的电流电压信号在传输到二次设备和二次设备处理的过程中均不会产生附加误差，提升了保护系统、测量系统和计量系统的系统精度。例如采用0.2级的TA和TV，传统变电站由于电缆和电表带来的附加误差，计量系统总误差在0.7的水平。而数字变电站计量系统的误差仅由TA和TV产生，可达到0.4的水平。1.4.5提高信号传输的可靠性数字化变电站的信号传输均用计算机
11、通信技术实现。通信系统在传输有效信息的同时传输信息校验码和通道自检信息，一方面杜绝误传信号，另一方面在通信系统故障时可及时告警。数字信号可以用光纤传输，取消了传统TA、TV的大功率输入回路，从根本上解决抗干扰问题。传统变电站一次设备和二次设备间直接通过电缆传输没有校验信息的信号，当信号出错或电缆断线、短路时都难以发现。而且传输模拟信号难以使用光纤技术，易受干扰。1.4.6避免传统互感器固有问题数字化变电站采用电子式互感器，没有传统互感器固有的TA断线导致高压危险、TA饱和影响差动饱和、CVT暂态过程影响距离保护、铁磁谐振、绝缘油爆炸、六氟化硫泄漏等问题。同时，由于新技术的采用，电子式互感器将大
12、量节约铁芯、铜线等金属材料，在高电压等级和传统互感器相比具有明显的经济性。1.4.7避免电缆连接导致的易发问题数字化变电站二次设备和一次设备之间使用绝缘的光纤连接，电磁干扰和传输过电压没有影响到二次设备的途径，而且也没有二次回路两点接地的可能性。由于取消了TV、TA的100V/5A回路，屏柜间除了通信线外只需要装置电源连线，彻底避免交直流系统误碰的可能。传统变电站的二次设备与一次设备之间仍然采用电缆进行连接，电缆感应电磁干扰和一次设备传输过电压可能引起的二次设备运行异常，在二次电缆比较长的情况下由电容耦合的干扰可能造成继电保护误动作。尽管电力行业的有关规定中要求继电保护二次回路一点接地，但由于
13、二次回路接地点的状态无法实时检测，二次回路两点接地的情况近期仍时有发生并对继电保护产生不良影响，甚至造成设备误动作。1.4.8 解决设备间的互操作问题数字化变电站的所有智能设备均按统一IEC 61850标准建立信息模型和通信接口，设备间可实现无缝连接。IEC 61850的信息采用完善的自解释机制，在不同设备厂家在由于设备功能差别而进行了各自信息扩展时也能保证互操作性。传统变电站的不同生产厂家二次设备之间的互操作性问题至今仍然没有得到很好地解决，主要原因是二次设备缺乏统一的信息模型规范和通信标准。为实现不同厂家设备的互连，必须设置大量的规约转换器，增加了系统复杂度和设计、调试和维护的难度，降低了
14、通信系统的性能。1.4.9 进一步提高自动化水平数字化变电站的采用智能一次设备，所有功能均可遥控实现。通信系统传输的信息更完整，通信的可靠性和实时性都大幅度提高。变电站因此可实现更多、更复杂的自动化功能，提高自动化水平。一次设备、二次设备和通信网络都可具备完善的自检功能，可根据设备的健康状况实现状态检修。在数字化变电站的基础上，还可以开发出完全实用化的故障自动分析及程序化操作软件。传统变电站由于通信系统传输信息的完整性、实时性和可靠性有限，许多自动化技术只能停留在试验室里，难以工程应用。-80-2 PS 6000+数字化变电站自动化系统简介变电站一次设备智能化、二次设备信息化已成为当今电力系统
15、的技术潮流，为此国电南京自动化股份有限公司全新设计了PS6000数字化变电站自动化系统。该系统采用先进的IEC 61850、IEC 61970等国际标准，二次设备组成了单纯的数字信息处理系统且和一次的能量环节解耦，符合技术演进趋势并在长时期内保护用户投资，满足可持续发展要求。PS6000总结了数千套PS 6000产品的成功应用经验，始终以电力系统的安全稳定性及继电保护的可靠性为宗旨，基于先进的计算机软硬件、自动控制、传感器和光纤网络通信技术，充分融合了电子式互感器（也称为光电式互感器）、继电保护、测控、当地监控和远动等主要功能，能够最大限度地满足电力系统安全、稳定和高效运行的要求。PS6000
