智能变电站运行维护知识ppt课件.ppt

1,智能变电站运行维护知识,一,二,三,四,智能站的基本概念,智能站的一二次设备,智能站与常规站的区别,智能站设备的运行维护,通信规约统一,高级应用,智能一次设备,数字化和网络化,智能电网,10,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。,传统互感器测量范围、绝缘、饱和、谐振问题；传统互感器二次负载问题；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。,各种功能共用统一的信息平台，避免设备重复投入。非常规互感器测量精度高、无饱和、无CT二次开路、无PT二次短路。无PT二次反送电现象。二次接线简单。光纤取代电缆，电磁兼容性能优越。信息传输通道都可自检，可靠性高。管理自动化。,二,一,三,四,智能站的基本概念,智能站的一二次设备,智能站与常规站的区别,智能站设备的运行维护,智能终端,MU,传统微机保护,交流输入组件,A/D 转换组件,保护逻辑(CPU),开入开出组件,人机对话模件,ECT,IED数字化保护,SMV光纤,GOOSE光纤,智能站的一二次设备,智能终端,MU,保护逻辑(CPU),人机对话模件,二次设备和一次设备功能重新定位：,ECT,一次设备智能化,IED数字化保护,SMV光纤,GOOSE光纤,交流输入组件,A/D 转换组件,开入开出组件,一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：1)、AD变换没有了，代之以高速数据接口。2)、开关量输出DO、输入DI移入智能化开关，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作。,智能站的一二次设备,合并单元：对一次互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定格式转发给间隔层设备使用的装置。Merging Unit，简称MU,合并单元-定义,背面,正面,合并单元-基本功能,过程层电流、电压互感器与间隔层IED装置的接口设备；采集传统电流、电压互感器的模拟量信号，及电子式电流、电压互感器的数字量信号，并将采样值（SV）按照 IEC61850-9-2 以光以太网形式上送给间隔层的保护、测控、故障录波等装置；根据过程层智能终端发送过来的面向通用对象的变电站事件（GOOSE）或本装置就地采集开入值来判断刀闸、断路器位置完成电压切换或并列功能。,电压、电流数据接收电压、电流数据处理电压、电流数据发送,合并单元-分类,间隔常规合并单元：采集来自传统一次互感器的模拟信号及接收电压合并单元的电压信号或其他合并单元的数字信号，进行同步处理后通过以太网接口（光纤）给保护、测控、数字式电度表、数字式录波仪等多个二次设备提供采样信息。母线电压合并单元：可以采集来自传统一次电压互感器的模拟信号，同时采集分段开关状态、分段开关刀闸状态和并列把手状态等，进行同步、并列/解列处理后，将并列前及并列后的母线电压通过以太网接口（光纤网口）或FT3接口(光纤串口)给间隔合并单元、母线测控、母联备自投等多个二次设备提供采样信息。,合并单元-通讯,SMV：sampled measured value（采样值传输）ICD文件M1访问点其对过程层SMV通讯的数据模型及服务规约：9-2规约，FT3规约采样频率：4000桢/秒基于发布/订阅机制，交换采样数据集中的采样值的相关模型对象和服务，以及这些模型对象和服务到SO/IEC8802-3帧之间的映射。主要用于过程层设备与间隔层设备间通信，其内容应包含合并单元与保护、测控、故障录波、PMU、电能表等装置间传输的电流、电压采样值信息。,合 并单元 通过电 缆 或 GOOSE 采集母联（分 段）及 两 侧隔刀、PT 隔刀双位 置 信号，同 时通过电 缆 接入 母线并列 强 制 把手 信号，根据 以 上信号实 现电压 并列 功能。,电压并列原理,对于双母线接线方式，本装置能够自动实现母线电压切换功能。合并单元采集I母线路隔离刀闸1G位置和II母线路隔离刀闸2G位置，根据这两个位置来切换选择取I母或II母电压。,电压切换原理,智能终端-定义,一种智能组件。与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备的信息采集、控制等功能。,背面,正面,智能终端-基本功能,完成位置信号及遥信信号量的采集，并上送给保护及测控完成直流量的采集，并上送给保护或测控接收保护及测控装置的控制指令，并执行等。,智能终端-分类,间隔常规智能终端：为传统断路器提供数字化接口并具有就地操作箱功能，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。变压器本体智能终端：装置用于采集非电量直跳开入信号、非电量告警开入信号、变压器分接头档位信号、相关的刀闸位置信号、直流测量信号、其它相关的开入信号或中性点的模拟量信号，利用符合 IEC61850 标准的 GOOSE 和 SV 报文，上送给间隔层装置使用。装置接收间隔层的 GOOSE 命令，实现变压器档位调节、刀闸分合控制、其它独立开出控制的功能。同时装置具备非电量开入直接跳闸功能。,智能终端-构成,光纤插件,电源插件,操作插件,开出插件,开入插件,智能终端-通讯,GOOSE：generic object oriented substation events（面向对象的变电站事件）主要用于在多IED间传递信息，包括传输跳合闸信息（命令）。ICD文件G1访问点其对过程层GOOSE通讯的数据模型及服务主要用于过程层设备与间隔层设备间、间隔层设备之间通信，其内容应包含合并单元、智能终端与保护、测控、故障录波等装置间传输的一次设备本体位置/告警信息，合并单元/智能终端自检信息、保护跳闸/重合闸信息、测控遥控合闸/分闸/联闭锁信息以及保护失灵启动和保护联闭锁信息等,过程层交换机-定义,一种有源的网络元件。交换机连接两个或多个子网，子网本身可由数个网段通过转发器连接而成。,过程层交换机-基本功能,主要应用于GOOSE/SV数据组网网络，用于GOOSE/SV数据传输，比如测控装置数据采集、控制命令，间隔层保护装置间开入开出命令（失灵启动、保护之间联闭锁，联跳信息等）传输。,保护、测控装置-定义,IED：Intelligent Electronic Device，智能电子设备；一种带有处理器，具备以下全部或者部分功能的电子设备：采集或者处理数据接受或者发送数据接受或者发送控制指令执行控制指令,保护、测控装置-通讯,MMS：Manufacturing Message Specification（制造报文规范）主要用于间隔层设备与站控层设备之间的通讯，反映变电站的基本信息和定值服务功能。ICD文件S1访问点其对站控层MMS通讯的数据模型及服务,保护、测控装置-构成,间隔层goose组网及MU采集。,完成采样数据处理，计算、发送指令等功能。,双重化,220kV及以上电压等级的继电保护及与之相关的设备、网络等应按照双重化原则进行配置。（开关保护双重化、重合闸双重化）,双重化配置的MU 应与电子式互感器两套独立的二次采样系统一一对应,双重化配置保护使用的GOOSE(SV)网络应遵循相互独立的原则，当一个网络异常或退出时不应影响另一个网络的运行。,两套保护的跳闸回路应与两个智能终端分别一一对应；两个智能终端应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应。,保护装置、智能终端等智能电子设备间的相互启动、相互闭锁、位置状态等交换信息可通过GOOSE网络传输，双重化配置的保护之间不直接交换信息。,条件：二次厂家交换机技术成熟（过渡方案）,理想方案,直采直跳,直采网跳,网采网跳,当前主流模式,SMV和GOOSE均采用点对点模式,直采直跳模式,SMV采用点对点模式 GOOSE采用组网模式,直采网跳模式,SMV和GOOSE分别组网模式,网采网跳模式,线路保护直接采样，直接跳相应断路器；经GOOSE 网络启动断路器失灵、重合闸。,线路保护：,主变保护：,变压器保护直接采样，直接跳各侧断路器；跳母联、分段断路器及闭锁备自投、启动失灵等可采用GOOSE 网络传输。变压器保护可通过GOOSE 网络接收失灵保护跳闸命令，并实现失灵跳各侧断路器。,非电量保护：,非电量保护采用就地直接电缆跳闸，信息通过本体智能终端上送过程层GOOSE 网。,母线保护：,母线保护直接采样、直接跳闸，当接入元件数较多时，可采用分布式母线保护。,开关保护：,断路器保护跳本断路器采用点对点直接跳闸；本断路器失灵时，经GOOSE网络通过相邻断路器保护或母线保护跳相邻断路器。,测控、计量、故录等,刀闸位置、母联位置,智能站的一二次设备,智能站的一二次设备,三,一,二,四,智能站的基本概念,智能站与常规站的区别,智能站的一二次设备,智能站设备的运行维护,2,智能站与常规站的区别,智能站,常规站,线缆看得见,虚端子看不见,设备自检能力弱,设备自检能力强,通信能力弱,通信能力强,实,虚,弱,强,智能站与常规站的区别,设备间信息传输载体不同,1,电流、电压、开关量信息通过电缆传输,电流、电压、开关量信息通过光缆传输,开关量,电流、电压,常规变电站,智能变电站,智能站与常规站的区别,常规站保护端子排,智能站保护端子排,智能站与常规站的区别,图纸表达方式不同,2,58,厂家单屏白图,设计院全站蓝图,施工单位配线,厂家单装置ICD和虚端子表,设计院全站虚端子表,集成商虚端子配置,常规变电站,智能变电站,智能站与常规站的区别,智能站与常规站的区别,智能站与常规站的区别,智能站与常规站的区别,网络结构,智能站增加了过程层网络及过程层设备，站控层协议发生变化。,二次回路,模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通信网络所取代，虚端子 连线代替了传统二次回路，大量光纤代替了传统的电缆。,设备变化,智能站增加了合并单元、智能终端，网络交换机等，传统的CT、PT被 电子式电流、电压互感器取代。,设备操作,传统的硬压板被大量的软压板替代，传统的人工逐步操作变为了由程 序执行的一键式顺控操作。,安措隔离,常规站采用短接CT回路、断开PT回路、退出口硬压板、解除电缆接线 等。智能站采用退出口软压板、投入检修压板、断光纤回路等。,异常处理,常规站中一般单装置异常影响范围仅限于本装置，只需停用本装置即 可。而智能站中的合并单元、智能终端以及交换机等公用设备异异常 时，影响与之相关联的设备，尤其是合并单元异常，可能需要退出与 之关联的保护。,运维技能,传统站能识图纸、熟规程、会操作、懂处理，而智能站中得懂规约、读报文、识配置、熟信息、会重启等,智能站与常规站的区别,四,一,二,三,智能站的基本概念,智能站设备的运行维护,智能站的一二次设备,智能站与常规站的区别,GOOSE 接收软压板GOOSE发送软压板,保护功能投退远方修改定值远方切换定值区远方投退压板,检修硬压板远方操作硬压板,交流电流、电压采样接收软压板,GOOSE软压板,对当地监控后台的软压板布局进行规范，功能软压板、GOOSE发送软压板压板、GOOSE接收软压板、SV（MU）软压板等分块进行布局。,智能终端设有“检修硬压板”、“跳、合闸、遥控出口硬压板”等两类压板；此外，实现变压器（电抗器）非电量保护功能的智能终端还装设了“非电量保护功能硬压板”。,合并单元只设有“检修硬压板”，母线的电压合并单元设置有“电压并列切换开关”。,投入时，上送带品质位信息，保护装置应有明显显示（面板指示灯或界面显示）。参数、配置文件仅在检修压板投入时才可下装。,“检修”硬压板,该压板与“远方修改定值”、“远方切换定值区”、“远方投退压板”均为“与门”关系；当“远方操作”硬压板投入后，上述三个软压板远方功能才有效。,“远方操作”硬压板,该类压板安装于智能终端与断路器之间的电气回路中，退出时，保护装置无法 通过智能终端实现对断路器的跳、合闸。装置处于“跳闸”状态时，该类压板应投入。,“跳、合闸出口”硬压板,只能在装置本地操作。“远方修改定值”软压板投入时，保护装置应支持远方 在线修改装置参数和装置定值，修改过程中保护不应误动作。,“远方修改定值”软压板,只能在装置本地操作。“远方切换定值区”软压板投入时，装置定值区可远方 切换。定值区号应放入遥测数据集，供远方监控。,“远方切换定值区”软压板,只能在装置本地操作。当“远方投退压板”软压板投入时，装置功能软压板、SV接收软压板、GOOSE开入软压板、GOOSE出口软压板方可远方投退。,“远方投退压板”软压板,负责控制接收来自其他智能装置的GOOSE信号，同时监视GOOSE链路的状态。退出时，本装置对其他装置发送来的相应GOOSE信号不作逻辑处理。,“GOOSE接收”软压板,负责控制本装置向其他智能装置发送GOOSE信号。退出时，不向其他装置发 送保护动作指令。该类压板应根据调度指令的保护状态要求进行投退。,“GOOSE发送”软压板,负责控制接收来自合并单元的采样值信息，同时监视采样链路的状态。该类压板在相关电压、电流回路或合并单元检修时必须退出。SV 软压板投入后，对应合并单元的采样值参与保护逻辑运算；对应采样链路 发生异常时，保护装置将闭锁相应保护功能。例如：电压采样链路异常时，将闭锁与电压采样值相关的过电压、距离等保护功能。对于间隔电流类SV接收软压板，其退出相当于“封CT”，必须确保当该间隔（支路）一次系统退出运行时，才允许退出该间隔SV接收软压板。,“SV接收”软压板,跳闸,保护装置的交、直流回路正常运行；保护出口回路（跳闸、启动失灵和启动重合闸等）正常运行；装置SV 软压板投入；检修硬压板退出。,信号,保护装置的交、直流回路正常运行；保护出口回路（跳闸、启动失灵和启动重合闸等）停用；装置SV 软压板投入；检修硬压板退出。,停用,保护装置的交、直流回路停用；保护出口回路（跳闸、启动失灵和启动重合闸等）停用；装置SV 软压板退出；检修硬压板投入。,智能终端,跳闸,信号,合并单元,装置直流回路正常，跳合闸出口硬压板投入，检修硬压板退出。,装置直流回路正常，跳合闸出口硬压板退出，检修硬压板投入。,装置交流采样、直流回路正常，检修硬压板退出。,装置交流采样、直流回路正常，检修硬压板投入。,检修状态通过装置检修硬压板开入实现，当压板投入时，表示装置处于检修状态。装置应通过LED状态灯、液晶显示或报警接点提醒运行、检修人员装置处于检修状态。,装置检修硬压板投入时，其发出的SV、GOOSE报文均带有检修品质标识，接收端设备将收到的报文检修品质标识与自身检修硬压板状态进行一致性比较判断，仅在两者检修状态一致时，对报文做有效处理。,装置应将检修压板状态上送客户端。,当装置检修压板投入时，本装置上送的所有报文中信号的品质q的Test位应置。,客户端根据上送报文中的品质q的Test位判断报文是否为检修报文并作出相应处理。当为检修报文，报文内容应不显示在简报窗中，不发出音响告警，但应该刷新画面，保证画面的状态与实际相符。检修报文应存储，并可通过单独的窗口进行查询。,当装置检修压板投入时，装置发送的GOOSE报文中test应置位。,接收端装置应将接收的GOOSE报文中的test位与装置自身的检修压板状态进行比较，只有两者一致时才将信号作为有效进行处理或动作，不一致时宜保持之前的状态。,当发送方GOOSE报文中test置位时发生GOOSE中断，接收装置应报具体的GOOSE中断告警，但不应报“装置告警（异常）”信号，不应点“装置告警（异常）”灯。,B端设备,A端设备,当合并单元装置检修压板投入时，发送采样值报文中采样值数据的品质q的Test位应置True,SV接收端装置应将接收的SV报文中的test位与装置自身的检修压板状态进行比较，只有两者一致时才将该信号用于保护逻辑，否则应按相关通道采样异常进行处理。,对于多路SV输入的保护装置，一个SV接收软压板退出时应退出该路采样值，该SV中断或检修均不影响本装置运行。,操作合并单元检修硬压板前，应确认所属一次设备处于检修状态或冷备用状态，且所有相关保护装置的 SV 软压板已退出，特别是仍继续运行的保护装置。,一次设备不停电情况下进行合并单元检修时，应在对应的所有保护装置处于“信号”状态后，方可投入该合并单元检修硬压板。,误投合并单元检修硬压板，保护装置将闭锁相关保护功能。,单套配置的智能终端校验、消缺时，需停役相关一次设备，同时根据需要退出受影响的相关保护装置。,误投智能终端检修硬压板，保护装置跳、合闸命令将无法通过智能终端作用于断路器。,双重化配置的智能终端单台校验、消缺时，可不停役相关一次设备，但应退出该智能终端出口压板，同时根据需要退出保护重合闸功能及相关受影响的保护装置，方可投入该智能终端检修硬压板。,1,保护装置检修硬压板操作前，应确认保护装置处于“信号”状态，且与其相关的在运保护装置所对应的GOOSE接收软压板已退出。,2,双重化配置的两套保护及其合并单元、智能终端不应交叉停运，避免保护功能失去；有逻辑回路联系的双重化配置保护装置不应交叉停运，避免失灵、重合闸等功能失去。,操作保护装置SV软压板前，应确认对应的一次设备已停电或保护装置处于“信号”状态。否则，误退保护装置“SV软压板”，可能引起保护误、拒动。,3,部分厂家的保护装置“SV软压板”具有电流闭锁判据，当电流大于门槛值时，不允许退出“SV软压板”。,4,一次设备停电时，智能变电站继电保护系统若需退出运行，宜按左侧顺序进行操作,注：一次设备停役时，应先停一次设备，后停继电保护设备,投入待检修设备相关的保护装置跳闸、启动失灵、重合闸等GOOSE发送软压板。,投入运行保护装置中相关的失灵、远跳（或远传）等GOOSE接收软压板。,投入相关运行保护装置中与待检修设备的合并单元相关的SV接收软压板。,一次设备送电时，智能变电站继电保护系统若需投入运行，宜按右侧顺序进行操作,注：1、复役时，应在合隔离开关前投入继电保护设备；2、继电保护设备投入前，应检查相关检修压板已拆除，智能终端出口硬压板已投入,保护装置报出SV异常等相关采样告警信息后，若失去部分或全部保护功能，现场应退出相应保护。检查合并单元运行状态、合并单元至保护装置的光纤链路、保护装置光纤接口等相关部件。,保护装置报出GOOSE异常等相关告警信息后，应先检查告警装置运行状态，判断异常产生的影响，采取相应措施，再检查发送端保护装置、智能终端以及GOOSE链路光纤等相关部件。,保护装置异常或故障时应退出相应的保护装置的出口软压板。当无法通过退软压板停用保护时，应采用其他措施，但不得影响其他保护装置的正常运行。,告警,SV采样链路中断,告警,告警,影响,影响,SV接收通道中断,SV接收数据丢帧,数据品质异常,影响,闭锁所有和本通道数据相关保护,闭锁所有和本通道数据相关保护,SV采样接收超时,SV采样数据无效,实时闭锁相关保护，延时返回,SV接收数据间隔抖动过大,告警,SV采样抖动超时,抖动过大影响插值时，闭锁相关保护,影响,告警,MU额定延时异常,告警,告警,影响,影响,MU额定延时大于门槛,MU额定延时发生变化,SV接收数据双AD数据不一致,影响,闭锁所有和本通道数据相关保护,闭锁所有和本通道数据相关保护；须重启装置才认可新的额定延时,MU额定延时发生变化,AD1和AD2两路数据差别过大,闭锁所有和本通道数据相关保护,MU和保护的检修压板状态不一致,告警,SV检修状态不一致,闭锁所有和本通道数据相关保护,影响,出现GOOSE断链异常告警时，应检查GOOSE链路、相关交换机、GOOSE发送端保护装置等设备。,“控制回路断线”告警信息由智能终端负责上送监控，运行中出现此信息时，应检查跳、合闸相关二次回路，并立即处理。,注意事项：,注意事项：,间隔GOOSE/SV交换机故障，主要影响本间隔的保护装置与母差保护的通信，以及智能终端、合并单元与测控装置的通信。,中心GOOSE/SV交换机故障，影响母差保护与各间隔保护装置之间的通信，以及母线智能终端、合并单元与测控装置的通信。,MMS 网单网交换机故障时，不会造成很大的影响；当MMS双网交换机故障时，将影响遥信、遥测的上送，以及遥控操作。,双重化配置二次设备中，单一装置异常情况时，现场应急处置方式可参照以下执行：保护装置异常时，保护改信号后，重启装置一次；智能终端异常时，取下出口硬压板，重启装置一次；间隔合并单元异常时，相关保护改信号后，重启装置一次；网络交换机异常时，现场重启一次(特殊情况，重启前可放上装置检修压板)；上述装置重启后，若异常消失，将装置恢复到正常运行状态；若异常未消失，应保持该装置重启时状态，并申请停役相关二次设备，必要时申请停役一次设备。,Thankyou！,