智能变电站试验与调试实用技术PDF电子书下载

第一篇 智能变电站技术 3

第一章 智能变电站概述 3

第一节 智能电网 3

一、坚强智能电网计划、内涵和特征 3

二、坚强智能电网体系构成 4

三、智能变电站是智能电网重要组成部分 4

第二节 智能变电站技术要求 5

一、智能变电站技术原则 5

二、智能变电站体系结构 6

三、智能变电站设备功能要求 7

四、智能变电站系统功能要求 8

五、智能变电站辅助设施功能要求 9

六、智能变电站设计要求 10

七、智能变电站调试、验收与运行维护要求 10

八、智能变电站的检测评估 11

第三节 我国智能变电站发展目标 12

一、组网技术进一步发展 12

二、可视化设计技术成为发展方向 12

三、模块化与可装配式变电站成为可能 12

四、海量信息与高度集成的自动化系统 12

五、实现分布式变电站与变电站集群绿色环保能源供应方式 13

六、电网层面的在线监测与评估实现变电站运行风险预警 13

七、智能化诊断与一键式运维检修管理实现电网自愈 13

第二章 智能变电站智能装置 15

第一节 智能变电站智能控制柜 15

一、技术要求 15

二、技术服务 18

第二节 智能变电站间隔层设备中的测控单元 19

一、使用环境条件 19

二、主要技术指标 19

三、性能要求 21

四、安装要求 22

五、技术服务 22

第三节 智能变电站智能终端 23

一、主要技术指标 23

二、主要性能要求 25

三、安装要求 26

四、技术服务 27

第四节 智能变电站合并单元 27

一、基本技术条件 27

二、主要功能要求 29

三、安装要求和技术服务 31

第三章 智能变电站网络交换机和网络报文装置 32

第一节 网络交换机 32

一、主要技术指标 32

二、主要性能要求 34

三、安装要求 36

四、技术服务 37

第二节 智能变电站网络报文记录及分析装置 37

一、对网络报文记录及分析装置的基本要求 37

二、技术要求 38

三、检验规则 42

四、技术服务 42

五、网络报文记录分析装置报文文件格式（PCAP） 43

第四章 新建智能变电站设计 46

第一节 智能变电站设计应遵循的原则 46

第二节 智能变电站总体布置要求 46

一、变电站布置 46

二、土建 46

第三节 智能变电站电气一次部分 47

一、智能设备 47

二、互感器 49

三、设备状态监测 51

第四节 智能变电站二次部分 52

一、一般规定 52

二、变电站自动化系统 53

三、其他二次系统 64

四、二次设备组柜 65

五、二次设备布置 67

六、光/电缆选择 67

七、智能变电站智能装置GOOSE虚端子配置 68

八、防雷、接地和抗干扰 68

第五节 智能变电站高级功能要求和辅助设施功能要求 69

一、高级功能要求 69

二、辅助设施功能要求 69

第五章 智能变电站模块化建设 70

第一节 智能变电站模块化建设技术 70

一、智能变电站模块化建设的意义和技术原则 70

二、装配范围和型式 71

三、电气一次 71

四、二次系统 72

五、土建部分 75

第二节 预制舱式二次组合设备 78

一、基本技术条件 78

二、预制舱式二次组合设备典型模块 85

三、主要性能要求 86

四、试验 89

五、运输及吊装 89

六、技术服务 90

第三节 预制光缆 90

一、表示方法与结构 90

二、基本技术条件 92

三、技术要求 92

四、敷设及安装 97

五、检验与检测 97

六、包装、运输和储存 98

第四节 预制电缆 100

一、预制电缆表示与结构 100

二、基本技术条件 100

三、预制电缆技术要求 102

四、预制电缆主要性能指标 104

五、检验与检测 105

六、包装、运输和储存 109

第六章 智能变电站自动化体系 111

第一节 智能变电站自动化系统构成和分类原则 111

一、实现智能变电站大自动化体系的意义 111

二、智能变电站自动化系统结构 111

三、网络结构 111

四、硬件设备 111

五、软件系统 113

第二节 网络通信和数据采集控制 113

一、网络通信 113

二、数据采集与控制 117

第三节 分析应用功能和调试检修 119

一、分析应用功能 119

二、调试检修 122

第四节 运行管理功能和性能指标 123

一、运行管理功能 123

二、智能变电站自动化系统性能指标 126

第五节 其他要求 127

一、场地与环境 127

二、防雷与接地 127

第六节 试验与验收 128

第七章 智能变电站一体化监控系统 129

第一节 智能变电站一体化监控系统功能 129

一、基本原则 129

二、数据采集 129

三、运行监视 131

四、操作与控制 133

五、信息综合分析与智能告警 136

六、运行管理 143

七、辅助应用 144

八、信息传输 145

第二节 智能变电站一体化监控系统建设 147

一、智能变电站一体化监控系统建设的技术原则 147

二、智能变电站一体化管控体系架构 147

三、智能变电站一体化监控系统功能要求 148

四、应用功能数据流向 152

五、智能变电站一体化监控系统结构 154

六、智能变电站一体化监控系统配置 157

七、数据采集与信息传输 160

八、二次系统安全防护 160

第八章 智能变电站在线监测 162

第一节 智能变电站在线监测系统 162

一、技术原则 162

二、系统架构 162

三、监测系统选用与配置原则 164

四、功能要求 166

五、通信要求 167

六、技术要求 167

七、在线监测系统的试验、调试、验收 168

八、变电设备状态监测数据接入规范 169

第二节 智能变电站在线监测装置 175

一、工作条件 175

二、技术要求 175

三、试验 179

四、检验规则 182

五、标志、包装、运输、储存 184

第三节 基于DL/T 860标准的变电设备在线监测逻辑节点和模型创建 185

一、在线监测逻辑节点定义 185

二、在线监测设备建模总体要求 213

三、在线监测设备建模原则 213

四、LN实例建模 215

五、服务 222

六、配置 224

七、测试 225

第九章 智能变电站继电保护及相关设备 227

第一节 智能变电站继电保护技术基本要求 227

第二节 继电保护及相关设备配置要求 228

一、一般要求 228

二、具体要求 228

第三节 继电保护装置及相关设备技术要求 231

一、继电保护装置技术要求 231

二、相关设备技术要求 232

第四节 继电保护信息交互原则 236

一、信息交互要求 236

二、信息交互内容 236

三、站控层相关设备的要求 237

第五节 继电保护就地化实施原则 237

第六节 支持通道可配置的扩展IEC 60044-8协议帧格式 238

一、链路层 238

二、应用层 241

三、可配置的采样通道映射 246

四、IEC 61850-9-2点对点传输的额定延迟时间 250

第七节 3/2接线形式继电保护实施方案 250

一、线路保护配置方案 250

二、断路器保护和短引线保护配置方案 251

三、变压器保护配置方案 252

四、母线保护配置方案 254

五、高压并联电抗器保护配置方案 254

六、GOOSE网及SV网组网方案 256

七、合并单元技术方案 256

八、智能终端技术方案 257

第八节 220kV及以上变电站双母线接线型式继电保护实施方案 260

一、220kV线路保护 260

二、母线保护 260

三、变压器保护 260

四、220kV母联（分段）保护 262

五、110kV线路保护 263

六、66kV、35kV及以下间隔保护 263

第九节 110（66）kV变电站继电保护实施方案 265

一、线路保护 265

二、变压器保护 265

三、分段（母联）保护 266

四、35kV及以下电压等级间隔保护 266

第十节 智能变电站继电保护设备的命名规则 268

一、线路保护命名规则 268

二、线路保护相关辅助、接口设备命名规则 268

三、远跳保护命名规则 268

四、远跳保护相关辅助、接口设备命名规则 268

五、母线、发变组、发电机、变压器、电抗器、电容器、断路器、短引线保护命名规则 268

六、静止型动态无功补偿设备（SVC）保护命名规则 268

七、滤波器保护命名规则 268

八、断路器操作箱命名规则 269

九、电压并列装置命名规则 269

十、电压切换装置命名规则 269

十一、故障录波器、故障测距装置命名规则 269

第二篇 智能变电站试验 273

第一章 智能变电站站用交直流一体化电源系统功能、技术要求和试验 273

第一节 基本技术条件 273

一、环境条件 273

二、主要性能指标 273

第二节 系统组成和系统功能要求 276

一、系统组成 276

二、系统功能要求 276

第三节 站用交直流一体化电源技术要求 276

一、交流电源技术要求 276

二、直流电源技术要求 277

三、交流不间断电源（逆变电源）的技术要求 279

四、直流变换电源装置的技术要求 281

五、变电站用交直流一体化电源系统总监控装置的要求 282

第四节 结构及元器件要求 289

一、结构要求 289

二、元器件的要求 290

第五节 站用交直流一体化系统试验 290

一、站用交直流一体化电源系统设备参数 290

二、试验 293

第六节 技术服务 295

一、运输与安装要求 295

二、技术服务 295

第二章 智能变电站站用交直流一体化电源交接验收 297

第一节 通用要求 297

一、外观检查 297

二、绝缘电阻试验 297

第二节 交流电源 298

一、站用交流电源 298

二、交流不间断电源（UPS） 298

第三节 直流电流 298

一、蓄电池 298

二、充电单元 299

三、通信用直流变换电源 299

四、直流电源供电能力试验 300

第四节 监控模块 300

一、一般要求 300

二、监测功能 300

三、报警功能 301

第五节 资料审查和提交 302

一、资料审查 302

二、资料提交 302

第六节 交接验收及记录 302

第三章 智能变电站一次设备性能及试验要求 306

第一节 总体要求 306

第二节 智能变电站变压器技术性能和试验 306

一、变压器本体 306

二、传感器 307

三、智能组件 307

四、配置 307

五、变压器试验 307

第三节 智能变电站高压开关设备技术性能和试验 309

一、高压开关设备本体 309

二、传感器 310

三、智能组件 310

四、配置 310

五、高压开关设备试验 310

第四节 智能变电站互感器技术性能和试验 312

一、技术性能 312

二、电子式互感器试验 312

第五节 智能变电站避雷器技术性能 314

第四章 智能变电站数字化继电保护试验 316

第一节 测试仪器和测试前准备 316

一、测试仪器 316

二、测试前准备 316

第二节 软件设置 316

一、手动设置 316

二、自动设置 317

第三节 测试 317

第四节 保护定值校验 317

一、差动保护 317

二、距离保护 318

三、零序保护 318

四、TA断线 319

五、工频变化量距离 319

六、TV断线过流 319

七、距离加速保护（以距离Ⅲ段加速为例，时间0.8s） 319

第五节 继电保护装置GOOSE压力测试 320

一、测试目的 320

二、测试方法 320

第五章 智能变电站网络测试 321

第一节 网络测试目的和网络流量估算 321

一、网络测试目的 321

二、网络流量估算 321

三、网络流量压力对PTP授时系统影响的测试 321

第二节 工业以太网交换机测试检查 322

一、交换机基本测试检查项目 322

二、交换机功能手段测试 322

三、单机调试中交换机应检查项目 323

四、智能变电站工业以太网交换机吞吐量测试 325

五、智能变电站工业以太网交换机优先级队列测试 325

六、智能变电站工业以太网交换机转发率测试 327

七、智能变电站合并单元网络环境影响试验 327

八、交换机网络风暴抑制功能测试 328

第三节 智能变电站过程层、站控层网络压力测试 328

一、智能变电站过程层网络压力测试 328

二、智能变电站站控层网络压力测试 329

第六章 智能变电站工厂验收 330

第一节 工厂验收应具备条件 330

第二节 工厂验收的组织和原则 330

一、智能变电站工厂验收的组织 330

二、智能变电站工厂验收的原则 331

第三节 智能变电站工厂验收的主要项目 331

一、设备验收及资料审查 331

二、监控后台验收测试 331

三、过程层设备验收测试 331

四、网络设备验收测试 332

五、间隔层设备验收测试 332

六、系统性能测试 334

第三篇 智能变电站调试 337

第一章 智能变电站二次系统现场调试作业过程及要求 337

第一节 总体要求和调试过程控制 337

一、总体要求 337

二、调试过程控制 337

第二节 调试作业准备 338

一、范围与要求 338

二、调试条件 339

三、设备检查 339

四、系统配置检查 339

第三节 单体设备调试 340

一、范围与要求 340

二、站控层设备 340

三、网络及间隔层公用设备 341

四、间隔层设备 343

五、过程层设备 344

第四节 分系统功能调试 345

一、范围与要求 345

二、保护与安自 346

三、测控及监控 347

四、告警直传及远动 347

五、电能计量 347

六、PMU相量测量 348

七、一体化电源 348

八、在线监测 348

九、辅助控制 348

第五节 系统联调 349

一、范围与要求 349

二、数据采集 349

三、操作与控制 349

四、高级应用 349

五、运行管理与信息传输 350

第六节 送电试验 350

第七节 调试资料 350

一、调试报告 350

二、资料移交 350

第八节 调试模型 351

一、精密时间信息检测 351

二、合并单元采样值转换性能校验 352

三、智能终端实时响应性能检测 352

四、同步采样与时间失步试验 353

五、交流同步采样全站一致性试验 354

六、一体化监控与视频联动试验 354

第二章 智能变电站二次系统信息模型校验要求 356

第一节 校验总则 356

一、校验目的 356

二、校验原则 356

三、校验结果划分原则 356

四、校验指标要求 356

第二节 校验流程 357

第三节 校验项目和要求 357

一、模型标准化校验 358

二、工程应用模型规范化校验 361

三、模型动态校验 363

四、不同ICD模型文件之间的一致性校验 363

五、同一工程不同类型模型文件的一致性校验 364

第四节 校验方法 364

第三章 智能变电站自动化系统现场调试 365

第一节 自动化系统现场调试内容 365

一、站内网络系统调试 365

二、计算机监控系统调试 365

三、继电保护系统调试 366

四、远动通信系统调试 366

五、电能量信息管理系统调试 367

六、全站同步对时系统调试 367

七、网络状态监测系统调试 368

八、不间断电源系统调试 368

九、二次系统安全防护调试 368

十、采样值系统调试 369

第二节 自动化系统现场调试管理 369

一、调试流程和调试组织 369

二、现场调试应具备的要求 370

三、资料移交和带负荷试验 370

第三节 智能变电站网络报文记录及分析装置检测 371

一、检测条件 371

二、一般功能检测 371

三、性能检测 373

四、监视与分析功能检测 374

五、数据分析功能检测 376

六、数据管理功能检测 377

七、时间同步检测 377

八、电源影响检测 378

九、功率消耗检测 379

十、温度影响检测 379

十一、绝缘性能检测 379

十二、湿热性能检测 379

十三、机械性能检测 380

十四、电磁兼容性能检测 380

十五、稳定性检测 382

十六、检验分类 382

第四章 智能变电站保护测控一体化装置 384

第一节 基本技术条件 384

一、使用环境条件 384

二、主要技术指标 384

三、装置硬件要求 387

四、装置软件要求 388

第二节 性能要求 388

一、技术要求 388

二、220～750kV智能变电站保护测控一体化装置测控功能要求 390

三、220～750kV智能变电站保护测控一体化装置保护功能要求 391

四、110kV智能变电站保护测控一体化装置功能要求 392

五、35kV智能变电站保护测控一体化装置功能要求 395

六、安装要求 397

第三节 试验检验 397

一、一般要求 397

二、型式试验 398

三、出厂检验 398

四、动模试验 398

五、现场检验 399

六、抽样检验 399

第四节 技术服务 399

一、应提供的技术文件 399

二、应提供的资料 400

第五章 智能变电站RCS-915系列母线保护装置现场调试 401

第一节 RCS-915系列母线保护装置现场调试工作流程 401

第二节 RCS-915系列母线保护装置配置文件检查 402

一、调试目的和要求 402

二、调试工作内容 402

三、调试方法 402

第三节 RCS-915系列母线保护装置光纤通道检查 408

一、调试目的和要求 408

二、调试工作内容 409

三、调试方法 409

第四节 RCS-915系列母线保护装置通道状态监测功能检查 409

一、调试目的和要求 409

二、调试工作内容 409

三、调试方法 410

第五节 RCS-915系列母线保护装置GOOSE开入/开出检查 410

一、调试目的和要求 410

二、调试工作内容 411

三、调试方法 412

第六节 RCS-915系列母线保护装置采样值特性检查 423

一、调试目的和要求 423

二、调试工作内容 424

三、采样正确性检查调试方法 425

四、双AD采样特性检查调试方法 426

五、SV压板功能检查调试方法 427

六、SV品质异常闭锁功能检查调试方法 428

七、报文异常情况下装置响应检查调试方法 428

八、检修闭锁特性检查调试方法 431

第七节 母线保护整组试验 432

一、调试目的和要求 432

二、调试工作内容 433

三、调试方法 434

第六章 电力系统同步相量测量装置（PMU）测试技术 439

第一节 电力系统同步相量 439

一、相量表示和同步相量 439

二、同步相量矢量误差 439

第二节 PMU装置应用性能测试平台 440

一、测试平台分类 440

二、静态性能测试平台 440

三、比对试验测试平台 442

四、动态波形回放测试平台 442

五、高性能标准源测试 443

第三节 型式试验 445

一、试验条件和测试方法 445

二、测试内容 445

第四节 出厂试验 446

一、试验条件和测试方法 446

二、测试内容 446

第五节 现场验收试验 447

一、现场验收试验条件和测试方法 447

二、测试内容 447

三、试验步骤 448

四、试验验收安全注意事项 449

第六节 试验方法 449

一、外观检查 449

二、时钟同步性检测 449

三、回路检测 451

四、规约测试 451

五、功能检查 452

六、精度测试 453

七、数据传输延时测试 458

八、触发启动测试 458

九、装置接线的正确性检查 459

十、系统联试 460

十一、信息配置和定值整定检查 460

十二、电磁兼容测试 460

第七节 误差分析方法 462

一、相对误差 462

二、绝对误差 462

三、测量误差的标准偏差σ 462

四、矢量误差 463

第七章 智能变电站合并单元测试 464

第一节 测试环境和试验分类 464

一、测试环境 464

二、试验分类 464

第二节 测试内容 465

一、DL/T 860一致性测试 465

二、准确度测试 466

三、实时性与完整性测试 468

四、合并单元的时钟误差测试 469

五、网络流量干扰测试 470

六、其他功能测试 471

第三节 合并单元与ECT/EVT的接口 472

一、异步方式传输 472

二、帧结构的说明 477

第八章 电力系统二次设备SPD防雷技术 480

第一节 电力系统二次设备SPD基本要求和设置 480

一、基本要求 480

二、SPD的设置 480

第二节 接地与屏蔽 480

一、接地 480

二、屏蔽 481

第三节 SPD配置原则与基本参数要求 481

一、SPD配置原则 481

二、电源系统的SPD配置与基本参数要求 481

三、信号系统的SPD配置与基本参数要求 484

第四节 SPD安装 485

一、电源用SPD安装 485

二、信号用SPD安装 485

第五节 竣工验收、运行维护检测 485

一、竣工验收 485

二、运行维护检测 486

第九章 智能变电站现场工作安全措施 487

第一节 智能变电站自动化系统现场工作安全措施 487

一、智能变电站自动化系统现场工作总体要求 487

二、自动化系统现场工作管控措施 488

三、自动化系统现场工作安全措施示例 492

第二节 智能变电站保护及安自装置检修安全措施及压板投退原则 494

一、保护装置检修安全措施实施及压板投退总体原则 494

二、一次设备在运行状态下不同工作情况保护装置检修安措实施及压板投退原则 495

三、一次设备停电时不同工作情况保护装置检修安措实施及压板投退原则 497

四、其他 498

第三节 继电保护、电网安全自动装置和相关二次回路现场工作安全技术措施 499

一、基本要求 499

二、现场工作前准备 499

三、现场工作进行中安全技术措施 501

四、现场工作结束 504

第十章 智能变电站自动化系统现场验收 505

第一节 验收原则和验收依据 505

一、验收原则 505

二、验收依据 505

第二节 验收组织管理 506

一、验收组织 506

二、验收职责分工 506

三、验收流程 506

第三节 通用验收项目 507

一、系统和设备完整性检查 507

二、资料检查 507

三、外观和接线检查 507

四、工作电源检查 507

五、抗干扰措施检查 507

第四节 分系统专用验收项目 507

一、计算机监控系统 507

二、同步相量测量装置（PMU） 508

三、调度数据网络及二次安全防护 508

四、时钟同步系统 509

五、电量采集系统 509

第五节 现场验收实施细则 509

一、计算机监控系统现场验收实施细则 509

二、相量测量装置（PMU）现场验收实施细则 509

三、调度数据网络及二次安全防护现场验收实施细则 514

四、时钟同步装置现场验收实施细则 514

五、电量采集系统现场验收实施细则 515

第十一章 变电站智能化改造 516

第一节 变电站智能化改造基本原则和选择条件 516

一、变电站智能化改造的基本原则 516

二、变电站智能化改造的选择条件 516

第二节 智能化改造变电站的技术要求 517

一、总体要求 517

二、一次设备智能化改造 521

三、智能组件 521

四、监控一体化系统功能 522

五、辅助系统智能化 523

第三节 变电站智能化改造标准化设计 525

一、基本要求 525

二、变电站自动化系统改造 525

三、变电站继电保护改造 528

四、变电站一次设备改造 530

五、变电站二次设备组屏 534

六、变电站辅助系统改造 536

七、变电站电源系统改造 538

第四节 变电站智能化改造设计典型方案 538

一、220kV变电站智能化改造工程典型设计方案 538

二、330～750kV变电站智能化改造工程典型设计方案 539

第十二章 变电站智能化改造工程验收 548

第一节 验收基本要求 548

第二节 资料验收要求 548

第三节 网络设备和变电一次设备验收 548

一、网络及网络设备验收要求 548

二、变电一次设备验收要求 549

第四节 智能组件、高级应用和辅助设施验收 552

一、智能组件验收 552

二、高级应用验收 553

三、辅助设施验收 555

第十三章 智能变电站顺序控制和智能设备运维检修 557

第一节 智能变电站顺序控制应用功能 557

一、智能变电站的顺序控制技术 557

二、智能变电站顺序控制范围 557

三、智能变电站顺序控制实现方式 558

四、智能变电站顺序控制功能要求 558

五、智能变电站顺序控制流程 560

六、智能变电站顺序控制性能要求 560

七、智能变电站顺序控制协议扩展 560

第二节 智能设备巡视 569

一、原则要求 569

二、运行巡视 570

三、专业巡视 572

第三节 设备操作和设备维护 573

一、设备操作 573

二、设备维护 574

三、维护界面 575

四、试验仪器配备要求 576

第四节 设备验收和台账管理 576

一、设备验收 576

二、台账管理 577

第五节 缺陷管理和异常及事故处理 579

一、智能设备缺陷管理 579

二、智能设备缺陷分级 579

三、异常及事故处理原则 580

第六节 安全管理 581

一、顺序控制管理 581

二、压板及定值操作管理 582

三、特殊状态管理 582

四、防误闭锁管理 582

五、辅助系统管理 582

第七节 智能变电站设备运行管理 583

一、巡回检查制度 583

二、现场运行规程编制 583

三、设备管理制度 584

四、资料管理 585

五、培训工作 585

第八节 智能变电站设备检修管理 586

一、检修原则 586

二、综合检修 586

三、工厂化检修 586

四、设备分界 586

五、一般要求 587

第九节 智能变电站继电保护装置运行与检修 588

一、智能变电站继电保护系统主要设备 588

二、装置压板 588

三、装置运行状态划分及要求 590

四、运行操作原则及注意事项 591

五、装置告警信息及处理原则 595

六、智能变电站继电保护系统检修机制 595

七、智能变电站继电保护现场检修策略 596

八、检修作业指导书 607

附录一 智能变电站相关术语 636

附录二 智能变电站相关缩略语 645

附录三 智能变电站相关技术标准 647

参考文献 653