时钟同步协议标准、GMRP组播注册协议）
智能变电站介绍
•智能变电站概述 •电子式互感器 •GOOSE技术 •IEC 61850简介 •智能变电站的实施 •智能变电站继电保护技术规范
电子式互感器的概念
一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流 或电压传感器组成，用于传输正比于被测量的量，以供给测量仪器、 仪表和继电保护或控制装置。
有源电子式互感器
• 电流互感器利用空芯线圈及低功率线圈传感被测一 次电流。低功率线圈（LPCT）的工作原理与常规 CT的原理相同，只是LPCT的输出功率要求很小， 因此其铁芯截面就较小。空芯线圈是一种密绕于非 磁性骨架上的螺线管，如图所示。空芯线圈不含铁 芯，具有很好的线性度。
• 空芯线圈的输出信号e与被测电流源自有如下关系：智能变电站概述
变电站的智能化是一个不断发展的过程。就目 前技术发展现状而言，智能变电站是：
由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设 备、网络化二次设备分层构建，建立在IEC 61850 通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备 间信息共享和互操作的现代化变电站。
智能变电站概述
• 一次设备智能化：
电子式互感器
电子式互感器通常由传感模块和合并单元两部分构 成，传感模块又称远端模块,安装在高压一次侧，负责采 集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。合并单元 安装在二次侧，负责对各相远端模块传来的信号做同步 合并处理。电压等级越高电子式互感器优势越明显。
比较项目
绝缘 体积及重量 CT动态范围
PT谐振 CT二次输出
输出形式
常规互感器
复杂 大、重 范围小、有磁饱和 易产生铁磁谐振 不能开路 模拟量输出
电子式互感器
绝缘简单 体积小、重量轻 范围宽、无磁饱和 PT无谐振现象
可以开路 数字量输出
电子式互感器的原理和分类
• 按一次传感部分是否需要供电划分 • 有源式电子互感器 • 无源式电子互感器
• 按应用场合划分 • GIS结构的电子互感器 • AIS结构(独立式)电子互感器 • 直流用电子式互感器
智能变电站发展历程
• 第一步：IEC61850实现监控层通讯
• 第二步：GOOSE应用 • 220kV绍兴外陈变 • 500kV金华兰溪变
• 第三步：电子式互感器应用（IEC60044-8、IEC61850-9-1点对 点通讯）
• 220kV青岛午山变
• 第四步：过程层全面网络化 • 110kV绍兴大侣变（ GOOSE、IEC61850-9-2、IEEE1588精密
智能变电站的优势
• 一、二次设备间无电联系 • 无传输过电压和两点接地等问题 • 一次设备电磁干扰不会传输到集控室 • 各种功能共享统一的信息平台 • 监控、远动、保护信息子站、电压无功控制VQC和 五防等一体化 • 减小变电站集控室面积 • 二次设备小型化、标准化、集成化 • 二次设备可灵活布置
电子式互感器的原理和分类
电流互感器
法拉第电磁 感应原理
Rogowski 线圈
低功率线圈
有源式
电容分压
电压互感器 电
子
电阻分压
式
互 感
法拉第磁旋 光效应
磁光玻璃型
器
电流互感器
赛格耐克 效应
全光纤型
无源式
普克尔
效应型
电压互感器
逆压电
效应型
有源电子式互感器
• 有源电子式互感器 • 利用电磁感应等原理感应被测信号 • CT：空心线圈(RC)；低功率线圈(LPCT) • PT：分压原理 电容、电感、电阻 • 传感头部分具有需用电源的电子电路 • 利用光纤传输数字信号 • 独立式、GIS式
分压
器
一
次 电 流
电流 线圈
AD
CPU
LED
分压 AD CPU LED
电
器
压
电流 线圈
分压
AD AD
CPU CPU
LED LED
器
断 路 器
操 回智作 路能终端
开关场
至母差、测控、电能表等
...
MU
合并单元
保护 装置
GOOSE
保护室
智能变电站的优势
• 简化二次接线 • 少量光纤代替大量电缆 • 提升测量精度 • 数字信号传输和处理无附加误差 • 提高信息传输的可靠性 • CRC校验、通信自检 • 光纤通信无电磁兼容问题 • 可采用电子式互感器 • 无CT饱和、CT开路、铁磁谐振等问题 • 绝缘结构简单、干式绝缘、免维护
与传统变电站的比较
传统变电站
模拟量电缆 CT 一
次 电
CT
流 CT
二次电流
继电保护
一
PT
次 电
PT
压 PT
小 CT PT
AD 转 换
CPU
继 电 器
输
二次电压 开关量
出
输入
开入量电缆 开出量电缆
断
路
控制和信号电缆
器
开关场
操作箱
保护室
智能变电站
电子式互感器
电流 线圈
AD AD
CPU CPU
LED LED
有源电子式互感器
• 电压互感器利用电容分压器测量电压。为提高电压 测量的精度，改善电压测量的暂态特性，在电容分 压器的输出端并一精密小电阻。电容分压器的输出 信号U0 与被测电压Ui有如下关系：
• 式中C1为高压电容，C2为低压电容。利用电子电路 对电压传感器的输出信号进行积分变换便可求得被 测电压。
•
电子式互感器
• 智能终端（过渡）、智能开关
• 在线监测、状态检修
• 二次设备网络化：
•
站控层网络MMS
•
GOOSE、SMV
• 设备对象模型化：
•
一次设备对象
• 二次设备功能模块
• 通信模型
智能变电站概述
• 信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变 电站，设备间交换的信息用数字编码表示： • 通信网络减少连接线数量 • 光缆取代电缆：抗干扰、不传输干扰 • 可检错纠错 • 不产生附加误差
GIS用电流电压组合式互感器
a:一次导体 b:SF6气体 c:电容环
d:线圈
e:接地外壳 f:采集器
A/D采样
光缆
Rogowski线圈
电容环
GIS用电流电压组合式互感器
220kV-500kV电压等级 GIS电子式电流电压互感器
智能变电站介绍
•智能变电站概述 •电子式互感器 •GOOSE技术 •IEC 61850简介 •智能变电站的实施 •智能变电站继电保护技术规范
智能变电站概述
智能变电站的概念：
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。