电气设备监测与故障诊断作业
智能变电站
学院：电子信息
专业：电气工程及其自动化 班级：13级01班 姓名：苗增 学号：41303040134
智能化变电站建设
苗增 西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600
摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850
通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。
1.智能化变电站的体系结构与通讯网络
IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。
站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。
2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。
110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。
智能化变电站通讯结构见如下示意图：
3.PRS7000变电站自动化系统 3.1.技术特点
采用分层分布、面向对象的设计思想;
支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证;
当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台;
当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能;
采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;
间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。
3.2.工程应用 浙江宁波220kV武胜变 宁夏银川220kV掌政变 广东220kV电科院实验室 四川绵阳110kV北川变 新疆昌吉110kV北庭变 贵州贵阳110kV东关变 河南周口110kV北郊变 河北邯郸110kV贾口变 ……
4.PRS700-D/ PRS7000系列间隔层装置 4.1.装置列表
表 1 数字化保护测控设备列表
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-753超(特)高压以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并型号 -D 名称 功能简介 线路光纤纵差保集成了全套的距离及零序（或过流）保护。 护 PRS-778-D 超(特)高压220kV及以上各种电压等级的变压器的主保变压器成套保护 护、高中低压侧后备保护功能。 PRS-701-D PRS-702-D 超(特)高压线路成套保护 以突变量距离继电器构成的快速距离保护；以相间距离、接地距离、零序电流、零序反时限、三相不一致保护等组成的全套后备保护 PRS-721-D 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-723-D 母联(分段)数字式断路器保护及自动重合闸装置，完成断断路器及辅助保路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电护 保护和自动重合闸等。 PRS-747-D 超(特)高压220kV及以上各电压等级高压并联电抗器全电抗器成套保护 套电量保护。 PRS-741-D 置 单元测控装各电压等级单元测控装置，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-742公共测控装各电压等级公共测控装置，具有四遥功能，具型号 -D 置 名称 功能简介 有和五防主机同规则但不依赖于监控系统的间隔五防闭锁遥控功能。 PRS-711-D 控 距离保护测110kV距离保护、测控。 PRS-713-D 线路光纤纵差保护测控 110kV光纤纵差保护、测控。 PRS-7387 变压器差动保护 适用于110kV多种接线方式的三卷和两卷变压器，提供110变压器差动等功能。 PRS-7388 变压器后备保护测控 实现110kV变压器的后备保护、测控等功能 适用于两段母线、两条进线或两台变压器互为PRS-7358 备自投装置 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-7378 变压器保护测控 110kV变压器的主保护、高中低压侧后备保护、测控功能。 PRS-7351 控 馈线保护测实现馈线、变压器组、分段的保护、测控、操作等功能。 型号 名称 功能简介 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 控 线路保护测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。 4.2.技术特点
面向智能电网、立足数字化电网、兼容传统电网的自动化系统。
统一的硬件和软件平台，实现了硬件的标准化、模块化，软件的组态化，方便配置和扩展。
总线式架构，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。
保护装置支持传统互感器以及不同型号电子式互感器同时接入，并具备良好的数据处理能力，母线保护装置工程应用已实现36间隔接入。
电子式互感器采样值正确性检测识别及异常数据处理，有效处理飞点问题。
4.3.典型产品简介 1.BP-2C-D母线保护
BP-2C-D型分布式微机母线保护装置是深圳南瑞科技有限公司在继承BP系列集中式母线保护产品基础上基于数字化变电站IEC61850标准开发的母线
保护装置，采用全新的高性能硬件平台，具有全开放式数字接口，既可以与智能一次设备(光电互感器、一次智能开关)无缝接口，也兼容传统的一次设备;支持IEC61850协议的站控层接入、间隔层的GOOSE闭锁互联和过程层的电子式互感器数字信号接入，可灵活地用于部分或全部采用智能一次设备的变电站。分布式母差各子机按照IEC61850协议提供接口，无须关注网络类型，实现灵活组网，可以适用于过程层各种组网方式，以能够实现变电站内智能电气设备间信息共享、互操作和保护间隔下放为目的，从而具有更完善的、更经济的、更可靠的工程应用价值。
适用于1000kV及以下电压等级，包括单母线、单母分段、双母线、双母单分段以及双母双分段在内的各种主接线方式，母线上连接元件的最大规模为24个支路。对于中性点不接地系统，若母线保护仅接入两相CT，母线上连接元件的最大规模为36个支路。
2.PRS-753-D线路保护
PRS-753-D装置为全数字式的超高压线路保护，主要适用于220kV及以上电压等级的数字化变电站的需选相跳闸的输电线路保护。
PRS-753-D装置以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并配有零序电流差动元件的后备差动段。装置还集成了全套的距离及零序保护作后备保护。PRS-753-D后备保护包括三段式相间距离、三段式接地距离保护、两段零序电流保护、一段零序反时限保护，并配有灵活的自动重合闸功能。
PRS-753-D装置内置光通信接口，以光的方式对外通信，传输保护用电流数据及开关量信息;同时，装置还可通过独立的外置光通信转换装置与电站PCM设备的复接，实现长距离线路的纵差保护。
3.PRS-778-D主变保护
PRS-778-D微机变压器成套保护主要适用于220KV及其以上各种电压等级的变压器。它集成一台变压器全套电量保护，主保护和后备保护共用一组TA。可满足各种电压等级变压器的双套主保护和双套后备保护完全独立的配置要求。
满足变电站综合自动化系统的要求，全面支持数字化变电站自动化系统，可方便接入电子式互感器和智能终端等过程层设备，并通过工业以太网与站控层设备进行通信，保护装置通信遵循最新的IEC 61850国际标准，按照IEC61850协议提供接口，无须关注网络类型，实现灵活组网，可以适用于过程层各种组网方式。
4.4.工程应用 陕西延安750kV洛川变 陕西延安330kV延安变 浙江宁波500kV兰溪变 浙江杭州220kV闻堰变 浙江绍兴220kV东关变 贵州贵阳220kV湾塘变 江西吉安220kV泰和变 山东潍坊220kV怡明变 重庆220kV双桥变 四川绵阳110kV北川变 ……
产品应用包括BP-2C-D母线保护、PRS778-D主变保护、PRS753-D线路保护、PRS713-D线路保护、PRS711-D线路保护、PRS747-D高抗保护、PRS723-D母联及分段保护、PRS721-D断路器保护、PRS761-D非电量智能终端、PRS741-D高压测控装置、PRS7358备自投装置等全系列设备。
5.PRS7000系列过程层装置 5.1.装置列表
表 2 过程层装置列表
型号 名称 功能简介 PRS-7390-1 元 间隔合并单接入数字互感器，按IEC61850-9-1/2格式输出，用于间隔单元 PRS-7390-3 元 电压合并单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 元 级联合并单提供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 元 本体智能单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 元 本体智能单220KV及以上，提供IO，完成主变本体信号采集以及开出控制 型号 名称 功能简介 PRS-7389 智能终端 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 智能终端 220KV及以上分相操作，提供IO，完成状态信号采集以及开出控制 5.2.技术特点
1、 采样同步系统：对于需要同步的设备提供多种解决方案，包括采样点插值同步、全站秒脉冲同步，或IEEE1588同步校时(复用过程层或站控层网络，无需专用校时网)等方式。
2、 面向所有厂家的灵活的、开放的过程层接入方案。
3、 过程层设备提供足够多的独立以太网接口(100MBase-FX)，既可采用设备点对点直联，也可采用交换机组网互联。
5.3.典型产品简介 1、 PRS-7789 智能终端
PRS-7789是全面支持数字化变电站的智能终端设备，为传统断路器提供数字化接口并具有就地操作箱功能，可作为传统断路器的智能化附件。PRS-7789通过光纤GOOSE网或点对点的光纤连接接收相关联的间隔层设备的控制指令，完成对断路器的分相或三相操作，同时采集断路器的相关状态信号通过光纤上送给间隔层设备。
2、 PRS-7390 合并单元 5.4. 工程应用
陕西延安330kV延安变 浙江绍兴220kV东关变 四川绵阳110kV南塔变 四川绵阳110kV北川变 新疆昌吉110kV北庭变
参考文献：
【1】国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定的通知.2011，(3) 【2】国家电网科〔2010〕530号(关于印发《智能变电站继电保护技术规范》的通知).
【3】国网公司企业标准Q/GDW383-2009《智能变电站技术导则》
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