Опыт внедрения цифровых ПС в КНР. Общее сведение о цифровой подстанции Применение электронных ТН/ТТ в Китае Применение GOOSE и интеллектуальных терминалов. - презентация

1 Опыт внедрения цифровых ПС в КНР

2 Общее сведение о цифровой подстанции Применение электронных ТН/ТТ в Китае Применение GOOSE и интеллектуальных терминалов управления в Китае Вариант конфигурации шины процесса на цифровой ПС Выводы и перспективы

3 Цифровая подстанция – новое направление развития в энергосистемы. Цифровая подстанция в основном используется для решения ниже существующих проблем на обычной подстанции: Проблемы насыщения, изоляции и ферромагнитного резонанса в измерительных трансформаторах, и проблема интеллектуализации первичных оборудований Длинное расстояние медных кабелей и сложные соединения вторичных цепей Протокол связи не унифицированный Отсутствие онлайн-мониторинга и некоторых дополнительных приложений По сравнению с обычной подстанцией, на цифровой подстанции главно обновляются оборудования на уровнях процесса и ячейки, выполняется местная цифровизация аналоговых и дискретных сигналов от первичных оборудований, и передаются цифровые сигналы на оптических каналах. Общее сведение о цифровой ПС

4

5 Интеллектуализация первичных оборудований - Цифровые ТТ и ТН - Интеллектуальный терминал управления коммутационными аппаратами Сетезация вторичных оборудований MMS GOOSE/SV Дополнительные приложения Общее сведение о цифровой ПС

6 Цифровые измерительные трансформаторы Цифровые измерительные трансформаторы имеют много преимуществ по сравнению с обычными трансформаторами: Пункт Традиционные ТТ/ТН Электронные ТТ/ТН Изоляция СложнаяПростая Объем и вес Большой и тяжелый Компактный и легкий Динамический диапазон ТТ Узкий, насыщение Широкий, без насыщения Резонанс ТН Ферромагнитный резонанс Ферромагнитный резонанс отсутствует Вторичные цепи ТТ Обрыв цепей недопустим Обрыв цепей допустим Формат выходов Аналоговый сигналЦифровой сигнал

7 Цифровые измерительные трансформаторы ВидПренцип работыПримечание ЭТТ Закон электромагнитной индукции Фарадея Катушка Роговскогобез насыщения, для защиты Маломощная катушка высокая точность(0.2s), для измерения и учета ЭТН делитель конденсаторов/ делитель резистора/ делитель реактанса точность:0.2/3Р ОТТ эффект Фарадея эффект Саньяка Волоконно-оптический датчик 1.Структура не сложная, способность антивибрации хорошая 2. Сварка оптического волокна имеет долговременную стабильность 3. Все оптические элементы основны на оптическом волокне,технология зрелая Магнито- оптическогостекло 1.Структура сложная, способность антивибрации плохая 2. Сварка оптических элементов нестабильная 3.Обработка элементов трудная. ОТН эффект Поккельса в этапе испытания, пока не используется на реальной ПС эффект обратного напряжения

8 Первая стадия –Электронные измерительные трансформаторы GIS AIS Вторая стадия –Оптические трансформаторы тока с использованием магнито-оптического стекла С использованием волоконно-оптического датчика FOCT Третья стадия –Оптические ТН(в процессе испытания) Процесс применения цифровых ТТ/ТН

9 Применение электронных ТТ GIS Электронный ТТ GIS три фазы в одной коробке каждая фаза в отдельной коробке

10 Комплектный электронный ТТ/ТН GIS, работающий на ПС 110кВ DONGJIAYAO в провенции Цзянси Структура комплектного электронного ТТ/ТН GIS

11 Электронный трансформатор тока AIS

12 220кВ ТТ/ТН AIS, работающий на ПС YANSHOU в городе Харбине Электронный трансформатор тока AIS

13 Встроенный ТТ на вводах трансформатора Электронный трансформатор тока AIS

14 Состояние эксплуатации электронных ТТ/ТН До сих пор, уже около 500 комплектов электронных трансформаторов GIS и более 300 электронных трансформаторов AIS стабильно и надежно работают на различных цифровых ПС, самое длинное время эксплуатации уже больше 5 лет. ПС 220кВ WUSHAN ПС 220кВ ZHIWUYUAN

15 Оптический измерительный трансформатор Оптический измерительный трансформатор: – Использовать оптическое волокно для передачи сигнала датчика – В датчике не нужно электронных цепей и питания. – Это идеальное решение отдельного измерительного трансформатора По сравнению с электронным трансформатором, модуль датчика составляет из оптических элементов, не содержит электронных схем, имеет несравненную электромагнитную совместимость.

16 Оптический ТТ GIS(три фазы в одной коробке) Оптический измерительный трансформатор

17 Оптический ТТ AIS Применение оптического измерительного трансформатора

18 На вводах PASS Применение оптического измерительного трансформатора

19 Состояние эксплуатации оптических измерительных тр-ра

20 Интеллектуализация коммутационными аппаратами Использовать существующие зрелые вторичные технологии, в сочетании с традиционными коммутационного оборудования для повышения уровня интеллекта Вариант осуществления Вариант1: интеллектуальный терминал управления (IBC)+ GOOSE сеть (для оборудования на открытом воздухе) Вариант2: интеллектуальный шкаф управления GIS оборудованиями + GOOSE сеть (для оборудования в закрытых помещениях) Интеллектуальный терминал управления выключателем (IBC) через электрические кабели соединяется с первичными оборудованиями, и через оптические кабели соединяется с вторичными устройствами для выполнения функции мониторинга, управления и измерения.

21 Интеллектуальный терминал управления ячейкой Функции: IBC являются переходными продукциями интеллектуальных первичных оборудований GOOSE интерфейс Измерения положений выключателя, разъединителя и зеземленного ножа Управления выключателем, разъединителем и зеземленным ножом Измерение ступеней отпайки, температуры и т.д. от трансформатора Сбор информации о онлайн-контроле Цепи управления выключателем

22 Вариант1– Шкаф с интеллектуальным терминалом управления выключателем Интеллектуальный терминал управления выключателем может отдельно устано-виться на открытом воздухе рядом с первичным оборудованием, через оптическую GOOSE сеть обменивается информацией с устройствами РЗА в помещении защиты. Шкаф интеллек- туального терминала управления выключателем может выдержить суровые испытания на ЭМС и температуру, может работать в наружной сложной среде. Специальный корпус шкафа может защищать от влажности, пыли и излучения, удовлетворяет требования к наружной установке. Степень защиты шкафа IP55 Аппарат регулирования температуры и влажности

23 Вариант1– Шкаф с интеллектуальным терминалом управления выключателем

24 Состояние эксплуатации на месте ПС JINGUYUAN в провенции Хэнане

25 NR всегда обращает большое внимание на интеллектуальную интеграцию первичной и вторичной частей, и активно изучает надежную, современную и экономическая концепция цифровой подстанции. С 2003 года мы начали исследовать ителлектуальное устройство для мониторинга и управляния GIS оборудования, и проектировали ителлектуальный шкаф управления на основе этого устройства. Практическое применение показывает, что вариант и идея проектирования на основе ителлектуального GIS оборудования действительно сокращает инвестицию пользователя, облегчает работу института проектирования и повышает уровень цифровизации подстанции Вариант2– Ителлектуальный шкаф для мониторинга и управляния GIS оборудованием

26 IEC : Сетевой интерфейс данных Физический уровень: оптический Ethernet Канальный уровень: адрес Ethernet, знак приоритета/ виртуальная локальная сеть, класс Ethernet Уровень приложения: переменный набор данных Поддерживается служба класса MSVCB Протокол на шине процесса MU Ethernet Устройство управления и измерения Устройство защиты MU Точка к точке Устройство управления и измерения Устройство защиты

27 Реконструкция уровня процесса Цифровизация выборочного значения(SV) –Активный электронный ТТ/ТН –Оптический измерительный трансформатор – Обычный измерительный трансформатор + MU Вариант измерительных трансформатора на уровне процесса

28 Требование к организации сети Требование к организации сети на цифровой подстанции 1 Должны организовать независимые SV-сеть,GOOSE-сеть и сеть станции. 2 Должны по классам напряжения организовать SV-сеть и GOOSE-сеть на уровне процесса. Для подключения защиты трансформатора к GOOSE-сетям разных классов напряжения, должны использовать независимые интерфейсы данных в устройстве. 3 При использовании дублированных устройств РЗА, должны организовать соответствующие дублированные сети процесса, первый комплект устройства РЗА должен подключиться к сетиА, а второй комплект устройства РЗА подключиться к сети Б. 4 Для класса напряжения 110kV и выше должны организовать дублированные сети.

29 Направлением развития и неумолимой тенденцией автоматизированной техники подстанции является техника цифровой подстанции. Цифровизация - это метод, а не окончательный цель. Интеллектуализация – это процесс непрерывного развития. Строительство цифровой подстанции должно быть основано на срочной необходимости в управлении и производстве, и необходимо учитывать фактическую возможность по технике и управлению, активно изучать и надежно двигать вперед. Выводы и перспективы

30 Спасибо за внимание!