數(shù)字化變電站簡介課件

NZD2000數(shù)字化變電站系統(tǒng)目錄數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電子式互感器間隔層設(shè)備過程層設(shè)備NZD2000系列產(chǎn)品數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站是由電子式互感器、智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。目錄數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電子式互感器間隔層設(shè)備過程層設(shè)備NZD2000系列產(chǎn)品數(shù)字化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)NZD2000數(shù)字化變電站系統(tǒng)示意圖(全數(shù)字化)NZD2000數(shù)字化變電站系統(tǒng)示意圖(IEC61850標(biāo)準(zhǔn))目錄數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電子式互感器間隔層設(shè)備過程層設(shè)備NZD2000系列產(chǎn)品電磁式互感器和電子式互感器電磁式電子式有源電子互感器和無源電子互感器有源式電流互感器的概要激光器驅(qū)動電路PIN數(shù)據(jù)處理合并單元保護測控計量LPCT空芯線圈遠端模塊復(fù)合絕緣子光纖光纜iuo

電子式電流互感器有源電流電壓組合式互感器激光器驅(qū)動電路PIN數(shù)據(jù)處理合并單元保護測控計量LPCT空芯線圈遠端模塊復(fù)合絕緣子光纖光纜電容分壓器油或介質(zhì)膠無源電子式電流互感器結(jié)構(gòu)

載流導(dǎo)體光纖電流傳感器復(fù)合絕緣子光纖光纜光纖耦合器光纖偏振器光纖調(diào)制器光源驅(qū)動及信號解調(diào)保護測控計量合并單元全光纖電流互感器磁光玻璃式電流互感器工作原理兩種光電流互感器的比較全光纖電流傳感器的傳感頭由四分之一波片、敏感光纖線圈和反射鏡構(gòu)成，均為無源器件。塊狀玻璃是特殊光學(xué)材料；它對光信號的損耗大；光纖粘接影響穩(wěn)定性。兩種光電流互感器的比較高共模抑止能力和抗環(huán)境干擾能力光傳感式電壓互感器光傳感式電壓互感器原理結(jié)構(gòu)互感器綜合比較目錄數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電子式互感器間隔層設(shè)備過程層設(shè)備NZD2000系列產(chǎn)品

NZD系列數(shù)字化變電站保護及保護測控裝置是以變電站內(nèi)線路、主變、電容器等為監(jiān)控對象的智能電子設(shè)備。它既可采集本間隔常規(guī)的CT/PT交流量信號，又可采集本間隔電子式互感器的數(shù)字量信息。另外，它可采集智能操作單元的數(shù)字化開關(guān)量信息，也可對智能操作單元實現(xiàn)數(shù)字控制。裝置通過雙以太網(wǎng)與站級計算機系統(tǒng)相連，構(gòu)成面向?qū)ο蟮臄?shù)字化自動化系統(tǒng)。概述

NZD系列裝置是在基于TI的32位DSP芯片和飛思卡爾(Freescal)的PowerPC芯片組成的雙CPU硬件平臺上實現(xiàn)的。裝置結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)6U機箱，有19”/3、19”/2以及19”三個系列的機箱。對于需要與合并單元(MU)、智能操作箱相連的系列裝置，裝置通過光纖以太網(wǎng)與MU相連，通過MU獲取已經(jīng)數(shù)字化的電壓量和電流量，通過控制網(wǎng)獲取開入信息，并通過GOOSE報文實現(xiàn)開出操作。該平臺提供2路面向站控層的以太網(wǎng)接口和4路面向過程層的光纖以太網(wǎng)接口，并提供相關(guān)的保護及測控功能的邏輯壓板。該系列裝置的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：

硬件體系硬件結(jié)構(gòu)8247

＋

2812電源8247網(wǎng)卡站控層以太網(wǎng)MUGOOSE過程層I/O模件

邏輯壓板光纖以太網(wǎng)

對于安裝在開關(guān)柜的保護測控一體化的系列裝置和其它不與MU、智能操作箱相連的系列裝置，直接通過ADC轉(zhuǎn)換獲取現(xiàn)場的電流電壓量，通過繼電器的接點控制現(xiàn)場的開關(guān)等，通過高速以太網(wǎng)與站控層進行數(shù)據(jù)交換。該系列裝置的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：硬件體系硬件結(jié)構(gòu)

PowerPC

＋

DSP電源交流轉(zhuǎn)換調(diào)理電路站控層以太網(wǎng)I/O模件ADC轉(zhuǎn)換電壓量電流量

全面支持IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)■

完備的IEC61850對象及服務(wù)■支持多達8個客戶端的同時連接■面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模■動態(tài)創(chuàng)建MMXU、XCBR、XSWI、CSWI等各種測控元件模型■動態(tài)創(chuàng)建PDIS、PIOC、PTOC、RDRE、RADR等各種保護模型■MMXU測量一個設(shè)備的全部電氣量，提供測量死區(qū)設(shè)定、越限檢測功能■XCBR、XSWI反映開關(guān)/刀閘的位置狀態(tài)，并提供其動作次數(shù)的統(tǒng)計信息■CSWI提供增強型的SBOw控制，支持同期和互鎖判斷■支持GOOSE發(fā)送/接收閉鎖信息，同時能夠詳細記錄GOOSE信息■報告(URCB、BRCB)和日志功能■廣泛的互操作性性能

強大的網(wǎng)絡(luò)功能■采用交換式雙以太網(wǎng)，支持VLAN■雙網(wǎng)雙IP或雙網(wǎng)單IP靈活配置，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無縫切換■支持光纖/雙絞線與站控層通信■支持光纖/雙絞線與合并單元通過IEC61850-9-1或9-2通信■支持光纖/雙絞線與智能操作單元通信■支持建立獨立的過程層控制網(wǎng)絡(luò)■全站數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)全站控制操作的邏輯閉鎖性能

安全可靠■具有全站邏輯閉鎖功能■所有插件按EMC最高級別標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計■輸入、輸出分開，強弱電分開■采用多種隔離措施■出口繼電器返?！霾捎密浻布綄r，對時精度達1μs■完備的元器件級實時自檢功能維護方便

■所有型號裝置采用統(tǒng)一硬件平臺，插件可互換其他功能■支持標(biāo)準(zhǔn)COMTRADE格式的故障錄波功能■當(dāng)?shù)睾途W(wǎng)絡(luò)打印功能性能目錄數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電子式互感器間隔層設(shè)備過程層設(shè)備NZD2000系列產(chǎn)品

合并單元(MergingUnit)是針對與數(shù)字化輸出的電子式互感器連接而在IEC60044-8中首次定義的，其主要功能是同步采集多路(最多12路)ECT/EVT輸出的數(shù)字信號后，并按照規(guī)定的格式發(fā)送給保護、測控設(shè)備。合并單元既可以是單獨的一個設(shè)備，也可以是ECT/EVT的一部分。

合并單元(定義)合并單元的結(jié)構(gòu)

同步功能模塊。在正確識別外部輸人的同步脈沖時鐘信號(一般來自于GPS接收機的輸出)后，合并單元給各路A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送同步轉(zhuǎn)換信號。多路數(shù)據(jù)采集和處理功能模塊。這是與電子式互感器進行接口的主要功能模塊。在合并單元給多路A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送同步轉(zhuǎn)換信號后，將同時接收12路通道的輸出數(shù)據(jù)并對其有效性進行校驗。數(shù)字通道輸出模塊。用于將各路采樣值數(shù)據(jù)進行組幀并發(fā)送給保護測控設(shè)備。

合并單元(組成)

為適應(yīng)變電站內(nèi)的各類互感器(包括傳統(tǒng)電磁式互感器、CVT、電子式互感器)，開發(fā)了兩類合并單元：一類適用于模擬輸出的互感器NZD150，另一類適用于數(shù)字輸出的互感器NZD151。裝置采集并合并數(shù)據(jù)后，通過以太網(wǎng)發(fā)送一條線路ABC三相測量和保護電流、電壓的數(shù)據(jù)。發(fā)送協(xié)議遵循IEC61850-9-1或IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)。裝置通過光纖將1pps和GPS時標(biāo)信號送入合并單元進行時鐘同步，實現(xiàn)全站同步采樣，同步精度可達1μs。合并單元(應(yīng)用范圍)

NZD150采用高性能數(shù)字信號處理芯片完成同步采樣測量功能；采用大輸入動態(tài)范圍(±10V)，16位采樣精度的ADC完成高精度的交流采樣；通過板內(nèi)的高速以太網(wǎng)芯片接口，用兩路光纖輸出通道，高速發(fā)送IEC61850格式的采樣值數(shù)據(jù)到二次保護測控設(shè)備。裝置采集12路模擬交流量輸入(7I+5U)，既可以是常規(guī)CT/PT信號，也可以是電子式互感器的模擬小信號，交流采樣范圍：電壓0.2V－120V，電流0.04In－20In；交流采樣精度為0.2%。裝置接收GPS同步對時單元的1pps信號和時標(biāo)信號，同步采樣精度可達1μs。合并單元(模擬輸入)

NZD151能夠支持多個廠家和多種電子式互感器接口，如西安同維、西安華偉、北京南瑞航天等，可最多輸出4路光纖以太網(wǎng)通道，并能適應(yīng)220kV、500kV及以上等級變電站各種電子式互感器配置的需要。NZD151由高性能嵌入式處理器PowerPC、PCI以太網(wǎng)控制器、PCI多串口控制器及其他外設(shè)組成。合并單元(數(shù)字輸入)

由PowerPC處理器內(nèi)嵌的以太網(wǎng)控制器(2個)和外掛PCI以太網(wǎng)控制器(2個)實現(xiàn)4路以太網(wǎng)通信接口(100Mbit/s光口或10/100Mbit/s電口)，同時向四個測控或保護裝置提供采樣數(shù)據(jù)，可有效地減少了交換機的數(shù)量，降低數(shù)字變電站的造價。12個高速串口由兩片PCI多串口控制器實現(xiàn)，串口波特率最高可達到6Mbit/s,,完全滿足電子式互感器提出的要求(若采樣率為200點/周波，波特率僅需要2Mbit/s)。秒脈沖(光口)由裝置外部輸入，裝置內(nèi)部利用高性能的FPGA芯片將輸入的秒脈沖轉(zhuǎn)換為5KHz或10KHz(可選)的采樣脈沖，并轉(zhuǎn)換為12路光信號輸出給電子式互感器。合并單元(數(shù)字輸入)合并器的功能接收并處理來自多個采集器的數(shù)字信號；接收并處理電磁式互感器提供的電壓、電流模擬量；提供同步信號輸入通道，可以接收變電站同步信號以同步連接的各采集器；通過輔助CPU和擴展開入開出直接提供保護、測量等功能；通過光纖以太網(wǎng)接口給監(jiān)控、測量等裝置提供數(shù)據(jù)。特色功能NZD15X系列合并單元具有很多特色的功能方便現(xiàn)場調(diào)試和使用具有完善的監(jiān)測功能，能夠檢測出各個插件、遠端電子式互感器模塊的工作狀態(tài)，能夠檢查光纖信號的強弱，在信號偏弱時給出告警信息具有測量功能能夠?qū)崟r顯示電壓電流功率等測量值，方便現(xiàn)場的調(diào)試和測試

NZD130智能化操作箱介于間隔層設(shè)備和開關(guān)之間，提供系統(tǒng)的交互性；友好的人機界面以及豐富的自檢和就地操作報告功能，使得運行維護人員無論在就地還是遠方都能及時了解開關(guān)的運行情況。能夠采集到間隔內(nèi)所有刀閘位置，且間隔間也有光纜連接，所以可以方便地實現(xiàn)基于軟件和通訊的連鎖，能顯著減少機構(gòu)輔助接點數(shù)量，提高系統(tǒng)的可靠性。智能操作箱(概述)

NZD130裝置用于對非智能化設(shè)備，如斷路器、隔離刀閘、變壓器等，進行智能化改造，以使其實現(xiàn)智能化。裝置基于32位的雙CPU體系PowerPC＋DSP平臺實現(xiàn)。整體結(jié)構(gòu)為6U1/319英寸機箱。裝置抗干擾能力強，安全、可靠，可安裝在環(huán)境比較惡劣的開關(guān)柜、PT柜等處。智能操作箱(概述)

裝置提供4路100M光纖以太網(wǎng)，通過GOOSE報文與保護測控裝置進行信息交換；提供16路/30路無源遙信采集開入，用于斷路器位置采集和保護動作信號采集；提供1-4路遙合、遙跳空接點輸出，4~7路保護跳閘、重合閘空接點輸出。 注：智能操作箱邏輯上是一次設(shè)備的一部分，在系統(tǒng)中仍被視為過程層設(shè)備。智能操作箱(功能)

同一個間隔的斷路器和隔離刀閘共用一個智能操作箱；變壓器智能操作箱采集變壓器的非電量、中性點刀閘位置、溫度和檔位等信息，控制變壓器的檔位、風(fēng)扇和中性點刀閘。

智能操作箱(配置原則)目錄數(shù)字化變電站概述數(shù)字化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電子式互感器間隔層設(shè)備過程層設(shè)備