变电站自动化发展综述

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1、欢迎莅临指导变电站自动化的发展综述一一. .变电站自动化变电站自动化系统系统的的发展过程发展过程二二. .变电站自动化技术现状变电站自动化技术现状四四. .变电站自动化技术发展趋势变电站自动化技术发展趋势目录三三. .变电站自动化系统关键技术变电站自动化系统关键技术一.变电站自动化系统的发展过程:2. 2.变电站计算机监控系统变电站计算机监控系统 Computer-based Substation Control Computer-based Substation Control SystemSystem3. 3.变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统 Integrate Substatio

2、n Automation Integrate Substation Automation SystemSystem 4. 4.变电站自动化系统变电站自动化系统 Substation Automation System1. 1.远动终端设备远动终端设备 Remote Terminal UnitRemote Terminal Unit按功能(四遥)设计的模式称为-RTU模式(1,2)按对象(间隔)设计的模式称为-分层分布式(或网络)模式(3,4)面向对象(间隔)设计1. 1.发展发展第一阶段第一阶段:(:(始于始于8080年代初年代初) )RTU RTU 模式模式+ +继电保护继电保护In SCA

3、DA (Supervisory Control and Data Acquisition )systems, an RTU is a device installed at a remote location that collects data, codes the data into a format that is transmittable and transmits the data back to a central station, or master. An RTU also collects information from the master device and imp

4、lements processes that are directed by the master. RTUs are equipped with input channels for sensing or metering, output channels for control, indication or alarms and a munications port.远动终端设备远动终端设备(RTU)(RTU)上级调度控制中心实现遥控,遥测,遥信,遥调* * * * * * * * * * * * *保护及其它IED开关位置信号模拟量输入开关量输出硬接线按功能设计当地监控串口结构特点: 集

5、中式,保护信号硬接点接入 面向功能设计 成本低成本低2. 2.发发展展第二阶段： (始于80年代中后期)监控系统(RTU模式)+继电保护模式保护装置变电站层上级调度控制中心测控单元测控单元测控单元计算机监控系统计算机监控系统(CSCS)(CSCS)通过数字通信,将测量、控制、远传等功能为一体串口/以太网通信层间隔层现场总线结构特点: 分散式测控装置(RTU),保护信号多以硬接 点接入 分层分布式,以太网,现场总线和串口通信 监控后台(取代传统的模拟盘监控) 面向功能设计3. 3.发展发展第三阶段： (始于90年代)变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统- -监控系统+微机保护RTU模式 分层

6、分布式( (网络网络) )模式测控测控测控测控测控测控网络(现场总线)保护保护微机保护上级调度控制中心串口/以太网变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统(ISAS)(ISAS)是集保护、测量、控制、远传等功能为一体，通过数字通信及网络技术来实现信息共享的一套微机化的二次设备及系统 串口变电站层通信层间隔层保护结构特点: 分散式测控+微机保护装置,通信接入,四 合一保护测控 分层分布式,以太网,现场总线和串口通信 监控后台 面向功能设计 面向对象设计3. 3.第四阶段：变电站自动化系统 (2003年,随着IEC61850标准的出台)Substation Automation System-SA

7、S 国际电工委员会解释为“在变电站内提供包括通信基础设施在内的自动化系统(SAS-Substation Automation System： The SAS provides Automation in a Substation including the Communication infrastructure)” 分层分布式( (网络网络) )模式过程层(电子PTCT,智能开关)变电站层(包括网络)间隔层(保护,测控,故障录波,IED)变电站自动化系统(SAS)上级调度控制中心远方控制层结构特点: 全开放式全开放式, ,所有智能电子设备(IED)通信接入 分层分布式,以太网为主,现场总线和

8、串口通信为辅 监控后台 以以面向对象(间隔)设计为主,面向功能设计为辅 能适应未来技术的发展能适应未来技术的发展, ,如如IEC61850IEC618501.我国变电站自动化技术应用情况 35750kV变电站约14000座,每年新增变电站的数量约为3% 主要生产厂家主要生产厂家: :国外国外ABBABB、SIEMENSSIEMENS、GE GE 等等国内国内南瑞集团、北京四方、许继电气、南瑞集团、北京四方、许继电气、 国电南自等国电南自等 二.变电站自动化技术现状 国内外变电站自动化产品比较国内外变电站自动化产品比较: : 国外起步较早,几大公司代表国际水平,占领大部分国际市场,装置有技术优势

9、 国内起步晚,进步快, 在中低压技术领域,已完全实现国产化.超高压大多实现国产化 国内中低压产品产品已开始走向国际市场 国内在国内在技术理念上还落后技术理念上还落后, ,模仿学习为主模仿学习为主, ,产品工产品工艺上有差距艺上有差距, ,关键技术上有点受制于人关键技术上有点受制于人2.变电站自动化系统设计主流:分层分布式,按对象按间隔设计间隔层功能的实现，特别是继电保护及安全自动装置的功能的实现不能依赖于变电站层(包括网络)远方主站监控功能的实现应不依赖于变电站层设备 ,直采直送,直接遥控当地控制优先于当地控制优先于远方控制变电站层功能的实现依赖于网络和间隔层的完好性3.变电站自动化系统各层之

10、间关系:间隔层的功能依赖于过程层,但能抗电磁干扰4.4.变电站自动化变电站自动化系统系统主要结构体系主要结构体系大多按电压等级大多按电压等级110KV110KV为界划分为界划分 GPS监控工作站现场总线测控装置第三方智能设备对时总线总控通信单元（远动工作站）保护测控装置RS232/422/485MODEM路由器调度总控通信单元（远动工作站）保护装置110110KVKV及以下变电站综合自动化系统典型结构图及以下变电站综合自动化系统典型结构图及以下变电站综合自动化系统典型结构图及以下变电站综合自动化系统典型结构图110KV部分 35KV,10KV部分 110110KVKV及以下变电站综合自动化系统

11、典型结构图及以下变电站综合自动化系统典型结构图及以下变电站综合自动化系统典型结构图及以下变电站综合自动化系统典型结构图监控工作站现场总线测控装置第三方智能设备对时总线总控通信单元（远动工作站）保护测控装置RS232/422/485MODEM路由器调度总控通信单元（远动工作站）保护装置110KV部分 35KV,10KV部分 监控工作站以太网测控装置第三方智能设备对时总线保护测控装置RS232/422/485MODEM路由器调度远动工作站）保护装置110110KVKV及以下变电站综合自动化系统典型结构图及以下变电站综合自动化系统典型结构图及以下变电站综合自动化系统典型结构图及以下变电站综合自动化系

12、统典型结构图35KV,10KV部分 110KV部分 特点特点：1.10KV保护测控一体化,110KV线路保护测控独立, 可靠性,经济性2. 现场总线与以太网并存(现状)3. 以太网取代现场总线(不久将来)4. 淡化后台作用,加强远动工作站性能,适应集控站模式,无人值班模式站控层站控层100MB网络交换机服务器A双双10/100M以太网以太网公用接口装置GPS工程师工作站操作员工作站间隔层间隔层服务器BWEB服务器五防工作站远动工作站路由器保护信息网保护信息子站高压1#继电器小室测控装置测控装置保护管理机保护装置高压2#继电器小室保护测控装置 保护管理机测控装置测控装置保护装置保护管理机对时总线

13、MODEM调度220220KVKV及以上变电站综合自动化系统典型结构图及以上变电站综合自动化系统典型结构图及以上变电站综合自动化系统典型结构图及以上变电站综合自动化系统典型结构图站控层站控层100MB网络交换机服务器A双双10/100M以太网以太网公用接口装置GPS工程师工作站操作员工作站间隔层间隔层服务器BWEB服务器五防工作站远动工作站路由器保护信息网保护信息子站高压1#继电器小室测控装置测控装置保护装置保护装置高压2#继电器小室保护测控装置 保护管理机测控装置测控装置保护装置保护装置对时总线MODEM调度220220KVKV及以上变电站综合自动化系统典型结构图及以上变电站综合自动化系统典

14、型结构图及以上变电站综合自动化系统典型结构图及以上变电站综合自动化系统典型结构图特点特点：1.面向间隔对象设计的2.分层分布式结构模式3.单层网为主,保护和故障录波宜单独组网4.高压保护的可靠性要求高,因而保护与测控独立三三. .变电站自动化变电站自动化系统关键系统关键技术技术2.2.防误闭锁技防误闭锁技术术3.3.分散式同期合闸技术分散式同期合闸技术4.4.时钟同步技术时钟同步技术5.5.分散式故障录波技术分散式故障录波技术6.分散式分散式小电流接地选线技术1.1.网络技术网络技术三三. .变电站自动化变电站自动化系统关键系统关键技术技术8.8.分散式母线保护技术分散式母线保护技术9.9.电

15、压无功控制技电压无功控制技术术7.7.分散式低周减载技术分散式低周减载技术10.10.保护信息管理技术保护信息管理技术1.1.网络技术网络技术网络层完成信息传递和系统对时等功能流行两种网络层结构：即双层网和单层网结构 采用的现场总线有：采用的现场总线有：LonworksLonworks、CanbusCanbus、WorldFIPWorldFIP、ProfibusProfibus等，速率为等，速率为112M 112M 以太网通信方式，速率为10M/100M自适应关于现场总线：关于现场总线： 背景背景: :现场总线是工业自动化领域的现场总线是工业自动化领域的IEDIED之间数之间数据通信总线据通信

16、总线, ,是工业控制领域专家研制出的是工业控制领域专家研制出的, ,是实是实业派的业派的, ,更注重于经济实用更注重于经济实用 特点特点: :联接简单联接简单, ,分散性分散性, ,延伸性延伸性, ,软硬件相对简软硬件相对简单单, ,成本低成本低, ,可靠可靠 缺点缺点: :种类太多种类太多, ,无统一标准无统一标准, ,无互联性无互联性, ,速率有速率有限限关于以太网：关于以太网： 背景背景: :从从ITIT产业转来的数据通信网络产业转来的数据通信网络, ,是大学教是大学教授和学术单位研制出来的授和学术单位研制出来的, ,是学院派的是学院派的, ,更注重未更注重未来发展来发展 特点特点: :

17、高速高速, ,高宽带带来高扩充性高宽带带来高扩充性, ,可统一标准可统一标准, ,可靠可靠 缺点缺点: :联结不如总线方便联结不如总线方便, ,成本高成本高现场总线是面向底层设备的通信网络现场总线是面向底层设备的通信网络, ,解决解决IEDIED之间通信的低端应用之间通信的低端应用 以太网最初是应用于上层以太网最初是应用于上层( (管理层管理层) )的通信网络的通信网络的高端应用的高端应用 随着工业以太网发展随着工业以太网发展, ,以太网设备成本下降以太网设备成本下降, ,正正在走向低端产品在走向低端产品, ,用以太网一统网络世界为时不用以太网一统网络世界为时不远远2.2.防误闭锁技术防误闭锁

18、技术何为“五防”:(1)防止误分、误合开关(2)防止带负荷拉、合隔离刀闸(3)防止带电挂(合)接地线(接地刀闸)(4)防止带接地线(接地刀闸)合开关(隔离刀闸)(5)防止误入带电间隔 变电站的防误装置变电站的防误装置: :微机防误闭锁、电气闭锁、电磁闭锁、微机防误闭锁、电气闭锁、电磁闭锁、机械联锁、机械程序锁、机械锁、带电机械联锁、机械程序锁、机械锁、带电显示装置等显示装置等 微机防误闭锁微机防误闭锁(1)(1)独立的五防系统独立的五防系统(2)(2)监控五防一体化监控五防一体化(3)(3)间隔层的防误闭锁功能间隔层的防误闭锁功能(1)(1)独立的五防系统独立的五防系统包括独立的五防机及操作票

19、管理系统、电包括独立的五防机及操作票管理系统、电脑钥匙、锁具脑钥匙、锁具 操作票管理系统操作票管理系统主要包括规则制定、票主要包括规则制定、票编制、规则检查、票预演与执行编制、规则检查、票预演与执行 , ,与电脑与电脑钥匙通讯等功能钥匙通讯等功能 电脑钥匙电脑钥匙通过与五防机通讯实现票的下通过与五防机通讯实现票的下装、遥控令的发出、五防状态回收等功能装、遥控令的发出、五防状态回收等功能锁具锁具一般用来控制开关一般用来控制开关( (刀闸刀闸) )手动操作手动操作回路电源的投入回路电源的投入特点特点: :遥控通过五防机操作遥控通过五防机操作就地人工操作必须通过电脑钥匙开锁具就地人工操作必须通过电脑

20、钥匙开锁具(2)(2)监控五防一体化监控五防一体化五防软件和监控软件五防软件和监控软件数据库合二数据库合二为一为一后，两者后，两者图库实现一体化图库实现一体化，通，通过一次组态完成五防系统和实时监过一次组态完成五防系统和实时监控系统的配置控系统的配置一体化系统的遥信状态有两个库，一一体化系统的遥信状态有两个库，一个是实时遥信状态库，一个是五防状态个是实时遥信状态库，一个是五防状态遥信库，这两个状态库相互独立遥信库，这两个状态库相互独立 五防一体化系统中，遥控可以直接通五防一体化系统中，遥控可以直接通过监控系统实现过监控系统实现优点优点: :取消五防机取消五防机, ,监控五防一体化监控五防一体化

21、(3)(3)间隔层的防误闭锁功能间隔层的防误闭锁功能间隔层测控装置具备直接上网功间隔层测控装置具备直接上网功能，可以监听到网上其余测控装置能，可以监听到网上其余测控装置的以太网报文，就可以获得变电站的以太网报文，就可以获得变电站内全部的状态信息，从而实现实时内全部的状态信息，从而实现实时防误闭锁防误闭锁闭锁逻辑存放于测控装置内，与站闭锁逻辑存放于测控装置内，与站控层计算机系统无关，即使无站控层控层计算机系统无关，即使无站控层系统也可实现全站的防误闭锁系统也可实现全站的防误闭锁闭锁逻辑通过组态软件生成，下载闭锁逻辑通过组态软件生成，下载到相应的测控装置到相应的测控装置 优点优点: :多一重防误闭

22、锁多一重防误闭锁, ,提高可靠性提高可靠性; ;防误的独立性防误的独立性, ,有利于无人值班变电站有利于无人值班变电站 对手动操作设备的防误考虑 在监控在监控( (或五防或五防) )机上先预演保证操机上先预演保证操作的无误作的无误, , 然后开操作票然后开操作票, ,实际操作实际操作时通过电脑钥匙及锁具保证执行顺时通过电脑钥匙及锁具保证执行顺序。对于一些没有没有实时遥信的序。对于一些没有没有实时遥信的设备，监控设备，监控( (或五防或五防) )机须从电脑钥机须从电脑钥匙中回收手动设备的状态匙中回收手动设备的状态 对没有电脑钥匙及锁具但有实时遥对没有电脑钥匙及锁具但有实时遥信的手动操作设备信的手

23、动操作设备, ,可通过间隔层装可通过间隔层装置来实现防误操作置来实现防误操作, ,由间隔层装置提由间隔层装置提供闭锁接点控制操作对象操作电源供闭锁接点控制操作对象操作电源。 3.3.同期合闸技术同期合闸技术对断路器的合闸操作,按开关两侧电压判断我们一般分为下列两种情况:1.无压情况下(一侧无压或两侧无压)的合闸操作简称“无压合闸”2.有压情况下(两侧都有压)下的合闸操作简称“有压合闸”;有压情况又按系统频率分为同频和差频两种运行方式,同频运行方式下的合闸操作我们称为“环网合闸”,差频运行方式下的合闸操作我们称为“准同期合闸” 无压合闸 合闸- 环网合闸(同频: 一个系统网,频率相同, 相角差固

24、定小于定值) 有压合闸- 准同期合闸(差频: 两个系统网,频率不相 同,相角差发生转动)合闸操作命令来源合闸操作命令来源: :(1)(1)变电站运行人员通过后台的同期合闸操作变电站运行人员通过后台的同期合闸操作一般有多种方式选择一般有多种方式选择: :如如“无压合闸无压合闸”,“”,“同期合闸同期合闸”,“”,“试验合闸试验合闸”等等, ,也也是在装置不能判是在装置不能判PTPT断线的情况下的防非同期断线的情况下的防非同期合闸的有效措施合闸的有效措施(2)(2)变电站运行人员通过间隔层装置的同期合变电站运行人员通过间隔层装置的同期合闸操作闸操作多种方式选择同多种方式选择同1,1,为后台操作的后

25、备为后台操作的后备(3)(3)调度运行人员的同期合闸遥控操作调度运行人员的同期合闸遥控操作一般只有一种方式选择一般只有一种方式选择, , 由间隔层装置自动由间隔层装置自动判断当前运行情况判断当前运行情况, ,自动选择相应的合闸方式自动选择相应的合闸方式注注: :在装置不能判在装置不能判PTPT断线的情况下断线的情况下, ,有非同期有非同期合闸的隐患合闸的隐患4.4.时钟同步技术时钟同步技术时钟基本上采用时钟基本上采用GPSGPS卫星时钟授时装置卫星时钟授时装置提供时间及装置内部时钟技术提供时间及装置内部时钟技术GPSGPS授时装置授时装置具有内部时钟具有内部时钟测控装置测控装置目前采用两种主要

26、的时间同步技术有目前采用两种主要的时间同步技术有: :(1)(1)网络或总线时间协议传输网络或总线时间协议传输方式方式1:1:串口或现场总线串口或现场总线, ,通过通信对时报通过通信对时报文对时同步文对时同步,CPU,CPU中断响应中断响应方式方式2:2:以太网时间协议以太网时间协议(NTP)(NTP)优点优点: :共享自动化系统网络通道共享自动化系统网络通道缺点缺点: :准确度只能达到毫秒级准确度只能达到毫秒级(2)(2)直接硬连接时间传输直接硬连接时间传输方式方式1:1:秒或分脉冲同步秒或分脉冲同步方式方式2: IRIG-B2: IRIG-B码同步对时同码同步对时同步步优点优点: :准确度

27、达到微秒级准确度达到微秒级缺点缺点: :硬接线连接硬接线连接, ,增加电缆增加电缆监控工作站现场总线第三方智能设备协议对时(串口)保护测控装置RS232/422/485总控通信单元（远动工作站） 测控装置保护装置时间同步总线(脉冲或IRIG-B码)协议对时网络协议对时将来比较合理的时间同步方式将来比较合理的时间同步方式: :(1)(1)基于网络的精确同步基于网络的精确同步(IEEE 1588 PTP(IEEE 1588 PTP协议协议) )(2)IRIG-B(2)IRIG-B码码何为何为IEEE 1588IEEE 1588的精确同步时钟的协议的精确同步时钟的协议 (PTP):(PTP):(1)

28、(1)实现微秒级高精度的时钟同步实现微秒级高精度的时钟同步 (2)IEEE 1588(2)IEEE 1588协议采用分层的主从式模式进协议采用分层的主从式模式进行时钟同步行时钟同步, ,采用软硬件结合的方法采用软硬件结合的方法, ,在以太在以太网物理层上通过时标生成器交互准确时间网物理层上通过时标生成器交互准确时间何为何为IRIG-BIRIG-B码码: : IRIG-BIRIG-B格式时间码（简称格式时间码（简称B B码）为国际码）为国际通用时间格式码，标准时统设备通用时间格式码，标准时统设备(GPS)(GPS)送来的送来的IRIG-BIRIG-B码，接受设备通过解码解码，接受设备通过解码解出

29、时、分、秒，并加入毫秒出时、分、秒，并加入毫秒( (或秒脉冲或秒脉冲) )信息信息, ,送入主计算机，以校准本机的系送入主计算机，以校准本机的系统时间统时间 监控工作站第三方智能设备IEEE1588协议同步保护测控装置总控通信单元 测控装置保护装置时间同步总线(IRIG-B码)以太网时钟1时钟25.5.分散式故障录波技术分散式故障录波技术故障录波的作用为：分析继电保护及安全自动装置的动作行为；分析故障过程、故障类型、故障水平、故障远近等国外产品在间隔层终端一般采用多DSP结构，集保护、录波、计量、远动功能于一体 目前国内还是专门的集中故障录波装置提供故障录波数据有观点认为:利用继电保护及安全自

30、动装置提供的数据来替代故障录波是不恰当的，其理由为：故障录波的完好性依赖于继电保护及安全自动装置的完好性，自己不能证明自己；故障录波应从模拟量输入、开关量输入、数据采集、数据的分析判断以及电源都独立于继电保护及安全自动装置。可考虑采用测控装置实现分散式故障录波利用利用GPSGPS精确对时实现间隔层装置的同步相量精确对时实现间隔层装置的同步相量测量测量利用网络实现故障时间隔层装置的同时启动和利用网络实现故障时间隔层装置的同时启动和录波录波6.分散式分散式小电流接地选线技术小电流接地选线的基本原理如下：(1) 对中性点不接地系统采用：比较基波零序电流大小；比较基波零序功率方向；比较基波零序电流方向

31、；比较基波电流最大值方向。(2) 对中性点经消弧线圈接地系统采用：比较五次谐波电流大小；比较五次谐波功率方向；比较五次谐波电流方向；比较五次谐波电流最大值方向。 因此将小电流接地选线分散到出线保护中，不能单独完成选线功能，必须依赖就地层所有出线保护装置、网络层、站级层的完好性，将所有出线同时刻信息汇总后，才能作出正确判断，同时刻信息的条件可以采用3U0的同时出现来满足 网络选线功能将小电流接地选线分散到出线保护中，可以独立实现自动或手动接地探索，通过跳闸和重合闸来进行。低周减载将分散到220 kV出线、110 kV出线、66 kV出线、35 kV出线、10 kV出线、220 kV主变的中低压侧

32、后备保护、110 kV主变的中低压侧后备保护、35 kV主变的低压侧后备保护等，从而形成低周减载的网络 .定值可通过网络下载7.7.分散式低周减载技术分散式低周减载技术8.8.分散式母线保护技术分散式母线保护技术 传统母线保护必须把母线所有的TA二次集中到母线保护装置中，母线保护的出口又必须连接到母线上各元件的跳闸回路，因此接线复杂。母线保护能否分散到线路保护中，并通过专用网络传递信息，实现母线保护功能，可以采用GPS同步。由于母线保护的重要性，因此母线保护的分散化成为又一个争论的焦点 9.9.电压无功控制技电压无功控制技术术电压和无功的控制一般采用调整变压器分接头，投切电容器组、电抗器组、同

33、步调相机等方式实现。操作方式有：手动、遥控、自动。目前电压和无功的控制功能有两种实现方式：专门的电压和无功控制设备；由站级层根据就地层通过网络层提供的电压、无功、抽头、开关状态等信息由软件完成。 10.10.保护信息管理技术保护信息管理技术l l迅速准确掌握电力系统故障情迅速准确掌握电力系统故障情迅速准确掌握电力系统故障情迅速准确掌握电力系统故障情况及继电保护装置的动作行为况及继电保护装置的动作行为况及继电保护装置的动作行为况及继电保护装置的动作行为l l及时快速分析和处理电力事故及时快速分析和处理电力事故及时快速分析和处理电力事故及时快速分析和处理电力事故防止事故的扩大防止事故的扩大防止事故

34、的扩大防止事故的扩大l l综合应用计算机技术、信息技综合应用计算机技术、信息技综合应用计算机技术、信息技综合应用计算机技术、信息技术、网络技术术、网络技术术、网络技术术、网络技术l l利用数据网络传输电力系统事利用数据网络传输电力系统事利用数据网络传输电力系统事利用数据网络传输电力系统事故信息和继电保护信息故信息和继电保护信息故信息和继电保护信息故信息和继电保护信息l l实现实现实现实现220220220220kVkVkVkV及以上主干电网的及以上主干电网的及以上主干电网的及以上主干电网的故障录波数据的自动远传和综故障录波数据的自动远传和综故障录波数据的自动远传和综故障录波数据的自动远传和综合

35、分析合分析合分析合分析四四. .变变电电站站自自动动化化技技术术发发展展趋趋势势 IEC61850 IEC61850标准的推广应用标准的推广应用.基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准.提高互操作性，工程实现方便.面向对象，即面向设备.国内外研究情况控制中心人机接口技术服务交换机路由器站级总线站级总线保护1 监控 设备智能开关设备电子式TA/TV保护2保护1 监控 设备智能开关设备电子式TA/TV保护2IEC61850-9-2过程总线过程总线交换机交换机变电站自动化系统向高集成化方向发展变电站自动化系统向高集成化方向发展. .新型的大规模集成电路进一步应用在保护和测控装置上,将使电路板

36、更加小型集成化,装置通信、数据存储及处理能力更强. .将控制、保护、故障录波、事件记录和运行支持系统的数据处理等功能,通过模块化设计集成在一个装置内. .间隔内部和间隔间以及间隔同站级间的通信可统一用一层网即光纤以太网来实现变电站自动化系统向数字化方向发展变电站自动化系统向数字化方向发展. 智能开关设备、光电式电压和电流互感器、智能电子装置(IED)等的研制.智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路逐渐取代传统的一次回路,数字信号取代模拟信号. 国内外情况,ABB插接式智能组合电器(PASS)、SF6气体绝缘开关(GIS)、高压直流(HVDC)及中低压开关柜中得到应用 电子式电子式TA、T

37、V的优点的优点1 1）体积小、重量轻，电压高时更是如此；）体积小、重量轻，电压高时更是如此；2 2）便于和数字设备连接，实现智能化多功能；）便于和数字设备连接，实现智能化多功能；3 3）绝缘性能好，造价低；）绝缘性能好，造价低；4 4）不含铁芯，消除了磁饱和、铁磁谐振等问）不含铁芯，消除了磁饱和、铁磁谐振等问 题；题；5 5）暂态特性好，测量精度高；）暂态特性好，测量精度高；6 6）频率响应范围宽。）频率响应范围宽。组合开关驱动组合开关驱动组合隔离刀闸、地刀组合隔离刀闸、地刀断路器断路器母线套管母线套管气体检测气体检测断路器驱动断路器驱动电流、电压电流、电压组合传感器组合传感器PASS示意图示

38、意图PASS应用实例应用实例Blackwall Substation, Queensland昆士兰昆士兰,Australia（19991999年）年）相关技术发展(未来要融合的关键技术)1.1.电能质量监测及管理技术研究电能质量监测及管理技术研究 通过监测装置测量电网中所有的电能质通过监测装置测量电网中所有的电能质量参数，研究电网电能质量，提供在线分析技量参数，研究电网电能质量，提供在线分析技术，便于电网电能质量指标的集中管理，监督术，便于电网电能质量指标的集中管理，监督电能质量污染源，为电网运行过程中的暂态现电能质量污染源，为电网运行过程中的暂态现象及各种故障情况提供分析依据，并进一步为象及

39、各种故障情况提供分析依据，并进一步为改善电网总体电能质量指标创造条件改善电网总体电能质量指标创造条件 装置具有电能质量监测功能装置具有电能质量监测功能l设备自然老化设备自然老化l试验不符合运行条件试验不符合运行条件l维修过度或维修漏检维修过度或维修漏检l运行及检修费用高昂运行及检修费用高昂l有经验的技术人员的流动有经验的技术人员的流动l考核指标愈趋严格考核指标愈趋严格l电力用户维权意识日益加强电力用户维权意识日益加强l负荷不断增加负荷不断增加l电力市场化要求电力市场化要求l保证安全的要求保证安全的要求l增强供电可靠性增强供电可靠性l减少故障后的维修费用减少故障后的维修费用l逐步实现状态检修逐步

40、实现状态检修l降低社会影响降低社会影响适时检修缺陷，预防设备事故适时检修缺陷，预防设备事故提高检修质量和效率提高检修质量和效率延长检修周期，提高设备可用系数延长检修周期，提高设备可用系数高压电器设备管理自动化、信息化高压电器设备管理自动化、信息化2.2.一次系统状态在线监测系统一次系统状态在线监测系统 电话拨号SDHPDHISDN专线通道同步控制系统同步控制系统电源系统电源系统数据库服务器WEB工作站监测工作站局方网络报表打印机变电站后台网络数据库服务器分析诊断站监控及通讯子站数据处理站WEB工作站报表打印机变电站综合自动化系统CAN总线电源同步信号测点1测点2测点3测点4调试工作站3.广域测

41、量分析保护技术（稳态动态暂态）l l全电网电力参数的同步采样技术全电网电力参数的同步采样技术全电网电力参数的同步采样技术全电网电力参数的同步采样技术同步采样技术可广泛应用在同步采样技术可广泛应用在同步采样技术可广泛应用在同步采样技术可广泛应用在PMUPMUPMUPMU装置、继电保护装置、继电保护装置、继电保护装置、继电保护装置、稳定控制装置等等装置、稳定控制装置等等装置、稳定控制装置等等装置、稳定控制装置等等l l基于同步采样的分散式基于同步采样的分散式基于同步采样的分散式基于同步采样的分散式PMUPMUPMUPMU装置研制装置研制装置研制装置研制l l动态测控装置的研制动态测控装置的研制动态

42、测控装置的研制动态测控装置的研制分散式分散式分散式分散式PMUPMUPMUPMU与测控装置合一，降低成本，减少现与测控装置合一，降低成本，减少现与测控装置合一，降低成本，减少现与测控装置合一，降低成本，减少现场的二次布线场的二次布线场的二次布线场的二次布线l l动态变电站综合自动化系统的构建动态变电站综合自动化系统的构建动态变电站综合自动化系统的构建动态变电站综合自动化系统的构建同时为动态同时为动态同时为动态同时为动态EMSEMSEMSEMS（或或或或WAMAPWAMAPWAMAPWAMAP）系统提供稳态系统提供稳态系统提供稳态系统提供稳态SCADASCADASCADASCADA数据及动态过程的同步相量数据，使电力监控技数据及动态过程的同步相量数据，使电力监控技数据及动态过程的同步相量数据，使电力监控技数据及动态过程的同步相量数据，使电力监控技术上升到一个新的水平术上升到一个新的水平术上升到一个新的水平术上升到一个新的水平 PMUPMUPMUPMU子站 / 数据集中器子站 / 数据集中器主站（分析中心站）主站（分析中心站）主站主站电力系统实时动态监测系统结构体系图