智能变电站技术展望-ad.ppt

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智能变电站技术及展望,谭建成教授广西大学电气工程学院2014年9月22日,谭建成教授，博导，PhD，P.Eng,谭建成，教授，电气学院首批两名博导之一。

其卓越的学术研究成果及社会关系，是西大电气博士点成功申请及建立不可或缺的财富。

IECTC57WG10&19成员，国际资深智能变电站技术专家。

最早参与国际智能电网标准IEC61850制定与撰写的中国学者。

加拿大电力科学院首席工程师，创建了国际首家61850互操作性测试实验室。

主持了HydroOne、KINECTRICS智能变电站的整体规划、设计及中试工作主持了多项新产品入网测试认证工作。

首次提出预装组合式智能变电站建设方案-多、快、好、省在国际上首次提出了广域后备保护的概念，并用之取代远后备，从继电保护原理与应用上根除级联跳闸的可能性。

发表的文章，被广泛引用，成为国际继电保护界的经典论文之一。

PEAM2014，中国智能电网峰会2014特邀嘉宾，美国智能电网会议ISGT2012教程特邀讲员,内容,智能变电站技术及应用综述高压组合式紧凑型断路器中压组合开关柜智能接口技术及测控一体装置145kV/25kV变电站总体规划设计集中式站域保护系统分层分布式控制二次系统组网方式动模仿真测试橇装设计装配工艺智能变电站技术发展趋势,1.PowerInfrastructure,SmartGrid,IEC61850Development,TobeharmonizedwithCIMIEC61970*,IEC61850,IEC61850,IEC61850（Ethernet）Protection&Control,FirewallRouter,DigitalInstrumentTransformerDataviaIEC61850-9-2,IEC61850StationBus,MergingUnit,IED,IED,communicationtoothersubstatons*,IEC61850ProcessBus,*standardizationinwork,CTVT,智能变电站技术综述,智能一次设备高压组合式紧凑型断路器中压组合开关柜智能接口技术及测控一体装置智能二次系统变电站总线过程总线变电站总体规划设计智能紧凑型一次设备集中式站域保护系统分层分布式控制方案论证与中试可靠性评估实验室测试现场测试模块化设计标准化建设,智能一次设备,高压组合式紧凑型断路器中压组合开关柜智能接口技术及测控一体装置,需要，是创新之母,Youtubesource:

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/,带负荷拉闸,Date:

1983年12月27日地点：

瑞典韦斯特罗斯初始故障：

带负荷拉420千伏隔离开关造成变压器短路两回420kV输电线路被跳过负荷级联跳闸造成大停电6小时20000MW负载被切影响三分之二的瑞典电网500万人北极寒冷气候,负荷中心,1983瑞典大停电事故,发电厂,ABBLTB145DCB,在灭弧室中增加了隔离功能安全连锁系统无需传统的隔离开关,具有隔离功能的断路器DCBDisconnectingCircuitBreaker,10,Disconnector,CircuitBreaker,Disconnector,Conventionalcurrentmeasurement,420kV开关站,11,Disconnector,Disconnector,Conventionalcurrentmeasurement,DCB,ReducedSpace!

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12,ABB复合型隔离式断路器,设备检修周期比较,13,组合式紧凑型高压开关电器,AlstomHYpact,智能接口及测控一体装置,占用空间大幅缩减,线路变压器单元,螺旋桩安装,间隔现场安装,德国,俄罗斯新西兰,橇装设计装配工艺,ABB,ABBDisconnect-Breaker-DisconnectSkid,ABB72kVTransformerSkid,10MVA,橇装设计装配工艺,中压组合开关柜,ABBZX（HybridMetalClad）,SchneiderGHA（GIS）,中压组合开关柜,全密封抗弧闪/消除弧闪设计终身免维修/完全替换式维修环境友好型：

抗潮湿/粉尘/微生物危害插拔式安装/采用专用电缆插拔终端使用SF6气体内设隔离装置占地面积少,智能变电站总体规划设计,变电站单线图集中式站域保护系统分层分布式控制,145kV/25kV变电站接线图,常规保护配置图,50BF3,145kV/25kV直供变电站,采用145kV线路变压器单元T接方式变压器高压侧145kV断路器，无低压断路器25kV单母线分段25kV室内GIS开关柜IEC61850智能接口技术紧凑型一次设备模块化工厂集成装配现场撬（吊）装,变电站继保要求,145kV线路后备保护线路故障远方直跳相关HV断路器变压器故障跳高压侧145kV断路器，母联开关及相关段母线馈线开关母线故障跳高压侧145kV断路器，母联开关及该段母线馈线开关145kV断路器失灵远方直跳相关线路双侧断路器，25kV母联开关及相关母线段所有馈线开关25kV馈线保护及相关断路器失灵保护IEC61850技术,分布式过程总线拓扑,集中式站域保护系统,分布式测控一体装置就地安装变压器差动保护双重配置母线差动保护双重配置变压器母差保护域双重配置线路后备保护双重配置25kV馈线保护断路器失灵保护全站仅需四台保护,保护信号源配置,二次系统组网方式,过程总线IEC61850-9-2光纤直联简单，可靠与铜缆接线相比拟成本低变电站总线PRP/RSTP网可靠，无信号丢失配置简单多网合一,分层分布式控制系统,断路器就地机械控制FAIU执行控制指令保护按键控制Level1HMI站域控制Level2SCADA远动Level3,二次系统网络拓扑,145kV/25kV变电站模块化设计,线路变压器结构布局,145kV/25kV变电站总体规划设计一次系统及保护测控远动配置,145kV组合式紧凑型罐式断路器户外组件

（2）罐式断路器及控制机构隔离开关电压互感器电缆插拔模块变压器户外组件

（2）变压器及防漏设计电流互感器FAIU/电缆插拔模块控制室

（1）25kVGIS开关柜+（FAIU）保护HMI/Gateway/Switch/PGSPC,145kV/25kV变电站技术路线（一次系统）,高压一次设备采用组合式紧凑型撬装户外组件采用组合式紧凑型撬装户外组件变压器防漏设计根据设计要求进行合理组合增加智能接口单元/电缆插拔模块工厂模块化装配并测试中压开关柜与二次系统控制室25kVGIS组合式开关柜常规保护测控设计常规电缆接线无需智能接口单元无需电缆插拔模块设计,145kV/25kV变电站技术路线（二次系统）,集中式站域保护采用现有变压器保护继电器实现站域保护信号源优化配置145kVGOOSE跳闸光纤直连-简单可靠25kV电缆直跳-常规设计分层分布式控制多功能智能接口单元兼控制器设计-就地安装执行下传控制命令，上传开关状态保护按键控制HMI站控SCADA远动控制工厂装配并整体测试通过,145kV/25kV变电站方案论证（可靠性分析）,元件可用性,145kV/25kV变电站方案论证（仿真测试）,智能变电站仿真测试平台,RTDS闭环测试系统Omicron测试仪GOOSE发生器SMV发生器IED仿真器网络流量发生器网络流量分析器GPS/网络时钟网络交换机构成变电站网络拓扑被测二次装置或系统,DesignOnce,ProofOnce,StandardizationandReuse,145kV/25kV变电站标准化建设,统一设备SPEC工程设计图纸模板化二次系统网络化保护测控配置模块化安装设计装配工艺化,预装组合式智能变电站-特色-,高压户外紧凑型智能一次设备中压GIS组合开关柜集中式站域保护分层分布式控制二次系统简单网络拓扑组件式便于运输标准化设计工厂装配测试通过现场撬（吊）装螺旋桩安装方式插拔式电缆装配占地面积小施工周期短高可靠性，低成本,智能变电站技术发展趋势,具有智能通信接口的智能一次设备复合型隔离式断路器及应用紧凑型罐式高压开关组合电器及智能化多功能IEC61850智能接口技术/合并单元分布式就地安装智能接口测控系统集中式站域保护系统分层分布式控制系统高性能高可靠度以太网交换机网络安全问题全自动化无人值守,Reference,IEC62271-108High-voltageswitchgearandcontrolgear-Part108:

HighVoltageAlternatingCurrentDisconnectingCircuitBreakersforratedvoltagesabove72.5kV,andabove2005-10IEC62271-205High-voltageswitchgearandcontrolgear-Part205:

Compactswitchgearassembliesforratedvoltagesabove52kV,2008-01-15INTERNATIONALSTANDARDIEC61850-9-2,CommunicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomationPart9-2:

SpecificCommunicationSystemMapping（SCSM）SampledvaluesoverISO/IEC8802-3,Ed.2INTERNATIONALSTANDARDIEC61850-8,CommunicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomationPart8:

SpecificCommunicationSystemMapping（SCSM）Ed.2IEC61850-9-2LE:

ImplementationGuidelineforDigitalInterfacetoInstrumentTransformersUsingIEC61850-9-2,UCAInternationalUsersGroupAlstomHYpactManualABBCOMPASSManualABBDisconnectCircuitBreakerManualModularIntegratedTransportableSubstationCooperPowerSystemsNariRCS-978TransformerProtectionManualSiemensSIPROTEC7UT87TransformerDifferentialProtectionRelay,productmanualABBRET670TransformerRelayInstructionManualAlstomP645TransformerRelayInstructionManualSEL487ETransformerProtectionManualJCTan,CZhang&ZQBo（2008）“TheimportanceofIEC61850interoperabilitytesting”inProceedingsof43rdInternationalUniversitiesPowerEngineeringConference.JMo,J.C.TAN:

Highlyreliableprocessbuscommunicationbasedonparallelredundancyprotocol,TransactionsofChinaElectro-technicalSociety,2012,27（4）:

263-268.,欢迎提问,广西大学智能变电站技术与应用实验室继电保护与安全稳定控制ResearchGroup,