智能变电站技术ppt――修改版

智能变电站技术卜京[e-mail]1课程概况-主要内容☆智能变电站概述☆变电站的一、二次系统☆智能变电站体系结构与通信技术基础☆电子式互感器技术☆智能变电站二次系统☆IEC61850标准及其关键技术☆智能变电站对时同步系统☆智能变电站高级应用2课程概况-实验及考核方式实验：1智能变电站采样回路性能校验实验2智能变电站继电保护与综合自动化实验考核方式：闭卷考试平时20%，期末考试60%，实验20%3课程概况-参考资料1覃剑，智能变电站技术与实践，中国电力出版社，20122曹团结，智能变电站继电保护技术与应用，中国电力出版社，20133王天锷，智能变电站二次系统调试技术，中国电力出版社，20134陈安伟，IEC61850在变电站中的工程应用，中国电力出版社，2012第一章智能变电站概述一、变电站的作用与构成实现电力传输的转换和分配实现电网监控与运行操作提供电网运行、维护的关键信息变电站是电力网中的线路连接点，用以实现变换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。主要由主变压器、配电装置及测量控制系统等部分构成。作用如下：变电站开关场变电站就地柜变电站监控室5第一章智能变电站概述二、变电站自动化技术的发展历程面向功能设计的集中式RTU加常规保护模式面向功能设计的测控装置加微机保护模式面向间隔、面向对象的分层分布式结构模式80年代以前90年代初期90年代中期至今6第一章智能变电站概述三、传统变电站技术存在的主要问题信息难以共享设备之间不具备互操作性系统可靠性受二次电缆影响7第一章智能变电站概述四、智能变电站的概念智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的设备组合而成的，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、计量和检测等基本功能，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、协同互动等高级应用功能的变电站。8第一章智能变电站概述五、智能变电站的建设与发展110kV北川智能变电站220kV西泾智能变电站750kV延安智能变电站500kV常熟南智能变电站建成6100座110kV以上智能变电站2010年9月“十二五”末北川110KV变电站220kV西泾智能变电站750kV延安智能变电站500kV常熟南智能变电站9第一章智能变电站概述五、智能变电站的建设与发展微机保护微机测控其他IEDTA/TVIEC60870GPS工作站1工作站2远动站电缆传统互感器传统开关数字化保护数字化测控其他IEDECVTIEC61850GPS工作站1工作站2远动站光缆电子式互感器智能化开关MU智能单元IEC61850GPS工作站1工作站2远动站保护单元测量单元控制单元计量单元监测单元智能设备传统变电站智能变电站新一代智能变电站10第一章智能变电站概述六、智能变电站与智能电网智能变电站与智能电网的关系：1）智能变电站是智能电网的基础和重要环节；2）智能化输电网的建设应从智能变电站入手；3）智能电网动态管理也需要智能变电站系统进行技术支撑。11第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—概述一次设备：直接用于生产、输送、分配电能的电气设备。包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等，是构成电力系统的主体。二次设备：用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、调节和保护的低压电气设备，包括：测量仪表、一次设备的控制、运行情况监视信号以及自动化监控系统、继电保护和安全自动装置、通信设备等。二次设备之间相互连接的回路统称为二次回路，它是确保电力系统安全生产、经济运行和可靠供电不可缺少的重要组成部分。12第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—主接线电气主接线：在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。对电气主接线的要求是：可靠性、灵活性与经济性。13第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—主接线无母线接线方式（a）（b）单元接线桥形接线角形接线14第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—主接线有母线接线方式单母接线双母接线3/2接线12QSQFQSQF电源1电源2不分段用隔离开关分段用断路器分段电源1电源21215第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—主接线10KV电气一次接线图110KV电气一次接线图500KV电气一次接线图第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—变压器ɸmI0E1AXxaE2变压器是把不同电压等级的系统联系起来的电压转换设备，是电力系统中的一个重要电气设备。主要的技术参数有：额定容量、额定电压、额定电流、绕组连接组别。变压器结构图油浸式变压器17第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—断路器作用：1）根据系统的需要将某些电气设备投入或退出系统运行；2）当系统中发生故障时由继电保护动作与断路器将故障设备从系统中切除。基本技术参数：额定电压、额定电流、额定开断电流、动稳定电流、热稳定电流、分闸时间、合闸时间、分合闸相间同步时间、无电流间隔时间、金属短接时间、合闸分闸线圈额定电源电压等。18第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—断路器断路器实物图19第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—隔离开关隔离开关又称刀闸，是高压开关的一种，它没有灭弧装置，当其处在关合位置时，能承载工作电流，但不能用来接通或断开负荷电流和短路电流，使用时应与断路器配合。隔离开关的作用如下：1）隔离电压；2）倒闸操作；3）元件切换母线；4）通断小电流。隔离开关结构图隔离开关实物20第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—互感器互感器分为电压互感器与电流互感器。其主要作用如下：1）把一次系统中的高电压和大电流按比例地变换成二次系统的低电压和小电流，以便提供测量和继电保护所需要的参数；2）把电网处于高压的部分与处于低压的测量仪表和继电保护装置部分分隔开，以保证人员和设备安全。21第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—互感器1电磁式电流互感器工作特点：①在正常工作条件下，二次回路的阻抗很小，近乎于短路状态；②其一次电流取决于线路负荷，与互感器二次负载无关；③在一次侧有负荷的情况下，二次侧不能开路。精度等级：测量用：0.1、0.2、0.5、1、3和5级；保护用：5P20、TPX、TPY、TPZ等22第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—互感器2电压互感器分为电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器。零序电压绕组：二次侧接成开口三角形的绕组，开口端引出抽头，用以测量零序电压。精度等级：测量用：0.1、0.2、0.5、1和3级保护用：3P、6PP1P2LTVC1C2SC3ZfRdu1u223第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—电抗器电抗器是电力系统中常用的一种电感元件，可用于限制短路电流、稳定电压和无功补偿等。常见的主要有：串联电抗器、并联电抗器、限流电抗器、分裂电抗器等。24第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—消弧线圈在中心点不接地的电力系统中，当发生单相接地时，将有接地电容电流流过接地点，引起弧光放电；若接地电容电流超过规定数值，则电弧不能自行熄灭，引发弧光短路或谐振过电压。为此，可在系统中性点与大地之间接一个具有铁芯的可调电感线圈。装设消弧线圈后在接地故障时对接地电流起补偿作用，使接地电流减小或接近零，从而消除接地点的电弧，明显提高供电可靠性。补偿方式可分为全补偿、欠补偿和过补偿三种。在变压器中性点经消弧线圈接地时，采用的是接近谐振的过补偿方式。25第二章变电站的一次系统与二次系统一、变电站的一次系统—防雷接地装置1防雷装置常用的防雷装置有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。2接地装置凡是电气设备或设施的任何部位（不论带点与不带电），人为地或自然地与具有零电位的大地相接通的方式，便称为电气接地，常简称接地。埋入土壤内并与大地直接接触的金属导体或导体组叫做接地体，也叫接地极。连接接地体与电气设备应接地部分的金属导体，叫做接地线。接地体和接地线的总和，称为接地装置。26第二章变电站的一次系统与二次系统二、变电站的二次系统与二次回路1二次系统主要包含:①用于电网故障快速跳闸的继电保护系统；②用于电网正常运行信息传输和操作控制的测控/远动，即“四遥”；③用于电网事故分析的故障录波/故障测距及近年来发展起来的故障信息系统（又称为保护子站系统）；④用于电费计量、经济结算的计量系统等。27第二章变电站的一次系统与二次系统二、变电站的二次系统与二次回路2二次回路包括：用于采集一次系统电压、电流信号的交流电压回路、交流电流回路，用以对断路器及隔离开关等设备进行操作的控制回路，用以反映一、二次设备运行状态、异常及故障情况的信号回路，用以对发电机励磁回路、主变压器分接头进行控制的调节回路，用以供二次设备工作的电源系统等。28第二章变电站的一次系统与二次系统二、变电站的二次系统与二次回路2二次回路二次回路的接线图：原理图与安装图。原理图按表现形式可分为：归总式原理图与展开式原理图。安装图可分为：屏面布置图与安装接线图。29第二章变电站的一次系统与二次系统二、变电站的二次系统与二次回路2二次回路归总式原理图特点：反映整个二次回路的构成及动作过程。但细节表示不够，不能表示各元件之间接线的实际位置，未反映各元件的内部接线及端子标号、回路标号等，不便于现场的维护与调试。1KAKTKS2KAQFTA（+）至信号至跳闸30第二章变电站的一次系统与二次系统二、变电站的二次系统与二次回路2二次回路展开式原理图特点：接线清晰，易于阅读，便于掌握整套继电保护及二次回路的动作过程、工作原理。TAaTAcA411C411N41122881KA2KA+WC+WS1QA+WC1QA1133135KT2KA781212KSXB至跳闸270345KS705至信号1KAKT31第二章变电站的一次系统与二次系统二、变电站的二次系统与二次回路2二次回路—电流电压回路以在线的方式获取电力系统各运行设备的电流、电压值，并同其得到电力系统的频率、有功功率、无功功率等运行参数，从而实时地反映电力系统的运行状况。继电保护、安全自动装置等二次设备根据所得到的电力系统运行参数进行分析，并依据其对系统的运行状况进行控制与处理。32第二章变电站的一次系统与二次系统二、变电站的二次系统与二次回路2二次回路—控制信号回路控制回路：控制断路器和隔离开关等。断路器的控制回路按其操作方式可分为按对象操作和选线操作；按控制地点可分为集中控制和就地控制；按跳合闸回路监视方式可分为灯光监视和音响监视；按操作电源种类可分为直流操作和交流操作等等。33第二章变电站的一次系统与二次系统二、变电站的二次系统与二次回路2二次回路—控制信号回路信号回路：变电站中必须安装有完善而可靠的信号装置，以供运行人员经常监视所内各种电气设备和系统的运行状态。A、事故信号B、预告信号C、位置信号D、继电保护及自动装置的启动、动作、呼唤等信号34第二章变电站的一次系统与二次系统二、变电站的二次系统与二次回路2二次回路—直流电源回路目前，发电厂及中、大型变电站的控制回路、继电保护装置及其出口回路、信号回路，皆采用由直流电源供电。重要发电厂及变电站的事故照明也采用直流供电方式。另外，为确保发电机等主设备的安全，某些动力设备（如电动油泵等）也由直流电源供电。完成对上述回路、装置及动力设备供电的系统称之为直流系统。发电厂和变电站的直流系统，主要由直流电源、直流母线及直流馈线等组成。直流电源包括蓄电池及其充电设备；直流馈线由主干线及支馈线构成。35第二章变电站的一次系统与二次系统三、继电保护原理1继电保护的概念电力系统继电保护是继电保护技术或继电保护装置的统称。继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置