TA的每日心情 | 难过
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发表于 2008-8-23 22:23:19
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（一）数字化变电站：1变电站自动化系统的新发展：随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，使得建立全数字化的变电站自动化系统成为可能。 9 [# }& u4 u3 V/ @6 p
2数字化变电站的特点：数字化变电站由于在信息采集、传输、处理和输出过程全部数字化，基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等。（1）智能化的一次设备；（2）网络化的二次设备；（3）全站统一的标准平台 8 H: r+ Q7 h' P4 ~
3数字化变电站的结构：（1）过程层: 电力运行实时的电气量检测,运行设备的状态参数检测, 操作控制执行与驱动;（2）间隔层: 汇总本间隔过程层实时数据信息 ,实施对一次设备保护控制功能 ,实施本间隔操作闭锁功能 ,实施操作同期及其他控制功能 ,对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制,承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能 ;(3)站控层:通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库,按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心,接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行,具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能,具有(或备有)站内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至图像，声音等多媒体功能,具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能,具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能;
+ T: `" c: w; k2 D- z ]# P7 ~) Z$ s0 Z4数字化变电站自动化系统中的网络选型：网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉，它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。 目前以太网(ethernet)异军突起，已经进入工业自动化过程控制领域，固化OSI七层协议，速率达到100MHz的嵌入式以太网控制与接口芯片已大量出现，数字化变电站自动化系统的两级网络全部采用100MHz以太网技术是可行的。
7 ]" p1 r7 ~6 b$ G& `5数字化变电站发展中的主要问题：研究开发过程中专业协作需要加强，比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关,材料器件方面的缺陷及改进,试验设备、测试方法、检验标准，特别是EMC(电磁干扰与兼容)控制与试验还是薄弱环节, \" l. a6 m" P/ B( Q5 M8 D) d
（1）数字化变电站中的互感器问题：变电站全数字化最大的障碍在于一次设备。电力互感器是电力系统中的一种测量传感器，是电力系统的眼睛，负责基本参数的测量，同时为系统的计量、保护监控单元提供依据信号。目前我国电力系统中采用的电流电压互感器基本为传统的电磁感应式或电容分压式，输出模拟电流信号和模拟电压信号。电磁式电流电压互感器（CT、PT） ：缺点：需要大的功率输入，功率损耗大，体积亦大; 造价昂贵，体积与成本会成倍增加; 因受铁芯磁饱和限制，通常在使用时，将测量用电流互感器与保护用电流互感器分开处理; 当短路电流过大，致使电流互感器铁芯饱和而使电流信号畸变 ;以内部充油的方式来提高绝缘电压，由于密封工艺的难度，经常会发生漏电;# t4 v) S4 E" O. ~: ~
（2）电子式电流电压互感器（ECT、EVT）：亦称“有源电子互感器” (通常采用Rogowski线圈),有源电子式PT;光互感器（OCT、OPT）,亦称“无源光电互感器”，无源电流和电压组合式互感器.
% q- o; O6 S# F- H电子式互感器的特点 ：简单的绝缘结构，优良的绝缘性能 ,消除了磁饱和与磁滞问题 ,二次侧无开路危险，抗电磁干扰性能好,动态范围大，测量精度高 ,频率响应范围宽 ,无易燃、易爆炸等危险,体积小、重量轻、节约空间 ,适应电力测量和保护数字化、微机化和自动化发展的潮流 ,状态自检功能 ,制造和使用成本低 # t: _5 V/ u5 c: {* R& A) V
（3）新型互感器的研究进展：世界范围内光电式电流互感器的应用研究始于二十世纪六十年代，七十年代形成高潮，但当时仍处于精度低、温度影响没有较好解决的阶段。进入八十年代以后，光电子技术、微机技术、单片机及微处理器技术的兴起与成熟，为研制出高性能的光电式电流互感器奠定了基础。# h+ e) ]7 D! h, D% I' }, L
实例一：ABB公司组合式光学测量单元(OMU) ,数字光学仪用互感器(DOIT) ,PASS及GIS中用的有源电子式电流电压组合互感器,开关柜中使用的电子式互感器' Z' e D7 O! u: C
实例二：ALSTOM公司ALSTOM公司主要研究无源电子式互感器 ，无源组合式光学电流电压互感器(CMO)，其电流传感器的工作基于Faraday磁光效应，电压传感器的工作基于横向调制Pockels电光效应。电流传感器和电压传感器均位于互感器的顶部，被测高压先经电容分压器分压，然后加至光学电压传感器上。
9 I7 h) h y* b0 G4 N, d1 s6国内研究进展：目前我国有清华大学、电力科学研究院、武汉高压研究所、华中科技大学、上海互感器厂、沈阳变压器制造有限公司、顺德特种变压器厂、西安高压开关厂、南瑞继保电气有限公司、南京新宁光电自动化有限公司、广州市伟钰光电科技有限公司等单位在从事电子式互感器的研制工作，且已有多种样机研制出来，但绝大多数仅限于实验室阶段，还没有实用化产品投入运行。 1 P" X. q+ ~3 u( U7 Z+ H, v9 D7 X
实例一：华工电气LYR-XXX型系列光纤电力互感
( ^. G3 G7 _1 Q1 B, E实例二：西安同维电力技术公司 西安同维电力技术公司开发的电子式互感器为无源磁光型电子式互感器。试运行情况良好。* V! O+ \4 P' ]& ~6 E
实例三 南自新宁 电流、电压互感器一体化设计（电流：Rogowski线圈；电压：串行感应分压器）,可扩展应用于直流系统,合并器可接收来自电磁式互感器的信号，有助于光电互感器与电磁式互感器混用,通过中电联组织的产品鉴定
" w7 }9 i) w# H9 N! @7数字化变电站的优点：提升测量精度 ,提高信号传输的可靠性
% X* ?1 e3 ^3 J: p& c$ n减少二次接线,解决设备间的互操作问题 ,变电站的各种功能可共享统一的信息平台，避免设备重复,自动化运行和管理水平的进一步提高 ,避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题。 " K; B" `, B& D; L: {; {" t0 |( B" `
（1）国外研究现状：国际上数字化变电站的研究已从实验室阶段进入实际工程应用阶段，实用的全数字化变电站已有一些先例 ，从1998年到2000年，ABB，ALSTOM和SIEMENS合作在德国进行了OCIS（Open Communication in Substations）计划，完成了间隔层设备和主控站之间的互操作试验。2001年，在加拿大，ABB和SIEMENS进行了间隔层设备的互操作试验。 ' @9 i; ]9 d2 [5 R
2002年到2004年之间，ABB、ALSTOM和SIEMENS在德国柏林进行了间隔层设备的互操作试验 - d8 e/ N+ n6 ~$ t+ v( P7 E' ^& J7 |
（2）国内研究现状
- a# U- O9 P# c5 K4 y我国已建成了互感器智能化的数字化变电站，而互感器和开关设备均智能化的高电压等级变电站还未开始实施。国网公司及各电力公司全面开展研究工作，数字化变电站将是我国变电站技术的发展方向。国内厂家已能提供数字化变电站所需的大部分设备，可基本实现设备国产化。
" i8 [6 Z) g5 {4 ?) A) ~- |3 C8数字化变电站研究的关键和难点 ：实现各系统的信息共享、提高自动化应用水平。接入传统的开关设备、二次设备和系统软件 ，变电站设备的一致性测试 ，保证系统可靠性及研究可靠性评价方法 ，适应数字化变电站的运行、维护和管理方法 ( x* n% x0 D2 L O' z8 ]
9数字化变电站应用中的关键技术 ：变电站全数字化最大的障碍在于一次设备，特别是一次测量设备。由于互感器对测量、计量以及保护系统有着重要的影响。用光电式互感器取代原有的电磁式互感器是数字变电站研究的突破口。数字式光电互感器运用于变电站则能实现变电站数字化，并从根本上解决了互感器在电流、电压信号在传输到二次设备和处理过程中所产生的附加误差，大大提高了保护系统、测量系统和计量系统的准确性，同时也充分体现出它在安全性能、维修成本方面的优势。网络问题，以及全站数据的统一建模问题4 Y5 M b0 ]) k2 w2 D; X3 m) {
10翠峰数字化变电站的基本特点：翠峰110kV变电站完成我国第一个完整意义上的数字化变电站，通过数字化变电站的应用研究和示范工程的实施，积累各种经验，开发变电站所需的各种设备和软件，研究并制定数字化变电站设计、建设、运行、维护和管理的各种规范，为推广数字化变电站奠定基础。
5 J0 x! T/ T8 i# Z11实现真正意义上的数字化变电站还有较长的一段路要走，如智能化一次设备、数字式继电保护设备等都是需要解决的问题；同时，严格按照数字化变电站的要求，前期投资较大，风险也较高。
) ^: F4 e* ~& `3 J, p- a7 Y①数字化变电站标准体系研究项目；②电子式互感器检测方法 ；③保护装置检测方法；④数字式电能表检测方法 |
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发表于 2008-9-24 08:02:39
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