上述概念即考虑了传统一、二次设备的现状， 也考虑了未来的发展趋势，可适用于今后智能变电 站的发展。
智能设备=一次设备+智能组件的有机结合
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（如：断 路器、刀闸、主变压器等）的测量、控制等功能。
特点
(1)能够在不改变开关现有条件下实现一次设备和间隔层 二次设备的数据通信；
——因此，考虑到技术经济性和运行可靠性，现 阶段采用了“常规模拟量采集”的合并单元来 实现数据采集的数字化。
传感器及合并单元的双重化
原则—— 传感器件双重化 A/D采样双重化 合并单元双重化
互感器及合并单元的技术要求
1、应支持可配置的采样频率，分别满足保护、测控、 录波、计量及故障测距等的要求，例如采样速率 40点、80点、256点；
保护装置应处理MU上送的数据品质位(无效、 同步、检修等)，及时准确提供告警信息。在异常 状态下，利用MU的信息合理地进行保护功能的退 出和保留，瞬时闭锁可能误动的保护，延时告警， 并在数据恢复正常之后尽快恢复被闭锁的保护功能， 不闭锁与该异常采样数据无关的保护功能。
1、检修态 2、数据有效/无效 3、数据同步标志（测控使用GPS对时使用）
高压侧
智
合
中压侧 能
并
终
单
端
元
智 能 终 端
合
并
单
ECห้องสมุดไป่ตู้T1
元
ECVT2
合
并
单
ECVT3
元
非电量智能 终端
智 能 终 端
低压侧
工程配置方案——单母分段接线型式
单母分段接 线线路保护 配置方案
保护测控装置
至SV网 至母差
分别至母线保 护、母联保护
至SV组网
合并单元
PT
合
至110kV
并
GOOSE网
单
元
2、基于数据插值的同步采样 基于采样值传输延时是确定的，可以采用插值
同步法。合并单元和保护测控装置都可采用该方法。 插值算法是通过采样点的t(时间)，x(瞬时值)，以及 插值目标的t，来计算插值目标的x。
• 采样率要求高 • 硬件软件要求高，实现难度较大 • 不依赖于GPS和秒脉冲传输系统
合并单元的同步采样技术
内容提要
4 基于IEC61850的信息建模技术
➢ 电力系统通信技术回顾 ➢ IEC61850标准简介 ➢ 基于IEC61850标准的信息建模
电力系统通信技术回顾
对智能变电站概念的进一步理解
调度中心
互动、下放
智能变电站
智能告警 高级分析决策
智能一次设备
相邻变电站
互动
电源
接纳
用户
互动
智能变电站的主要技术特征
l 系统建模标准化
l 系统分层分布化 l 系统结构紧凑化 l 信息交互网络化 l 信息应用集成化 l 数据采集数字化 l 设备操作智能化 l 设备检修状态化 l 高级应用智能化
技术培训
智能变电站新技术
New Technology in Intelligent Substation
主要内容
1 智能变电站自动化系统体系结构 2 非常规互感器及合并单元技术 3 智能一次设备及状态检测技术 4 基于IEC61850的信息建模技术 5 智能变电站的网络通信技术 6 信息一体化平台与高级应用 7 智能变电站自动化系统的设计与调试
IEC61850标准
系统架构
非常规互感器及合并单元 智能一次设备 信息一体化平台
智能变电站的关键技术
智能变电站采用了多种新技术，其整个二次系统的整体架构、配置及与一次系 统的连接方式与传统变电站相比均有较大变化
数字采样技术
采用电子式互感器实现 电压电流信号的数字化采集
智能传感技术
采用智能传感器实现 一次设备的灵活监控
智能变电站
信息共享技术
采用基于 IEC61850(DL860)标准 的信息交互模型实现二 次设备间的信息高度共
享和互操作
同步技术
采用 B码、秒脉冲或 IEEEl588网络对时方式实
现全站信息同步
网络传输技术
构成网络化二次回路实现 采样值及监控信息的网络化传输
智能变电站自动化系统的发展过程
第一阶段——站控层和间隔层采用IEC61850-MMS网络
合并单元的抗干扰性能试验和要求
7、双A/D回来的采集结果独立且幅值相差不大于 2.5%；
8、抗电磁干扰能力要求。Q/GDW 426 — 2010 ……
合并单元的同步采样技术
智能变电站数据采集的同步要求：
1、三相电流、电压需要同步：三相平衡； 2、间隔内电流电压之间需要同步：功率、阻抗； 3、不同间隔的电流之间需要同步：差动(变压器差 动保护从不同电压等级的多个间隔获取数据存在同 步问题,母线差动保护从多个间隔获取数据也存在 同步问题)； 4、变电站之间的采样值需要同步：线路差动保护 (从相邻变电站获取电流采样值需要同步)。
一
CT
次
电
CT
流
CT
一
PT
次
电
PT
压
PT
二次电流
继电保护
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
操作箱
器
开关场
集控室
传统变电站二次系统结构
智能变电站与传统变电站的区别
一 次 电
电流 线圈
AD
CPU
LED
电流 线圈
AD
CPU
LED
至母差、测控、电能表等
(2)智能开关等智能一次设备的过渡产品； (3)包含断路器操作回路，完成断路器、隔离刀闸等位置 信息的采集及分合控制； (4)采集主变档位、温度等信息。
智能终端
针对户外安装的需求，智能操作箱需要进行专 门设计：
(1)全部采用-40-85℃范围的器件，选用耐高温长寿命 电容器；
(2)从装置配置中去除了液晶； (3)去除了MMS通信插件，降低机箱内部功耗,提高环境 温度的耐受能力； (4) 装置已进行了-20～60℃范围的温度试验，进行了 6×24小时交变湿热试验。
母线EVT1
至110kV GOOSE网 智能终端
至第二套保护（若配置）
开关 ECVT
线路1
母线EVT2
内容提要
3 智能一次设备及状态检测技术
➢ 智能设备的技术特征 ➢ 智能组件与智能终端 ➢ 在线状态检测
智能设备的概念
“智能设备”不但具有传输和分配电能的主设 备本体，还具有测量、控制、保护、计量等功能。 其回归电力系统设备的本意，不再强调一、二次设 备的划分。各功能的物理形态以智能组件方式体现， 组件又是一个灵活的概念，可以由一个完成所有功 能，也可以分散独立完成，可以外置于主设备本体 之外，也可以内嵌于主设备本体之内。
是目的。
智能变电站的技术优势
1. 简化二次接线，少量光纤代替大量电缆； 2. 非常规互感器绝缘简单无饱和、铁磁谐振等问题； 3. 一次、二次设备之间无直接的电气联系，不存在传输过
电压和两点接地等问题； 4. 信息高度共享，监控、远动、保护、VQC、小电流接
地选线和五防等实现一体化，大大提高集成度和智能化 水平； 5. 二次设备小型化、标准化、集成化并可灵活配置，减小 了变电站集控室的面积； 6. 采用数字信号传输，提高了测量精度，增强了抗电磁干 扰能力。
合并单元的插值
测控保护装置的插值
合并单元的同步采样技术
插值算法最重要的内容就是需要把所有被用于 同步的数据的x必须在统一的时间体系内，例如以 采样点的采集时间为准。要获得准确的采样点的采 集时刻，必须采取以下两种方式之一： (1) 接收方自己给数据贴上接收的时标，然后减去 数据的发送延时，就可以得到数据的采集时刻，这 种情况下要求数据发送延时是固定值。 (2)发送方将数据采样的时刻填写在数据帧内，接 收方以发送方写入的发送时间为准进行数据处理， 这种情况适用于发送延时不固定的情况。
流
电流 线圈
AD
CPU
LED
IEC60044-8
...
一 次 电
分压 器
AD
CPU
LED
分压 器
AD
CPU
LED
压
分压 器
AD
CPU
LED
合并
单元
保护
测控
IEC61850-9-1
装置
IEC61850-9-2
断
路
操作 回路
CPU
器
智能终端
开关场
GOOSE
集控室
智能变电站二次系统结构
智能变电站与传统变电站的区别
过程层仍采用常规互感器和常规一次设备。间隔层IED采用 IEC61850标准进行信息建模，间隔层与站控层之间采用映射到 MMS（制造报文规范）的方法进行信息交互。
第二阶段——过程层采用非常规互感器和常规一次设备
信息的数字化进程触及到了过程层，互感器采用数字输出的电 子式互感器或纯光学互感器，数字量输出采用IEC60044-8或IEC 61850-9-1帧格式。用电缆硬接线实现与常规一次设备的连接。
内容提要
1 智能变电站自动化系统体系结构
➢ 智能变电站定义 ➢ 智能变电站的技术特征 ➢ 智能变电站自动化系统的典型结构
智能变电站定义
智能变电站
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。