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智能变电站相关技术介绍-PPT课件_图文

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智能变电站相关技术介绍 2019年5月 武汉 主要内容 1 2 智能变电站的优势 电子式互感器/合并单元 智能终端 IEC 61850标准 时钟同步 3 4 5 1 智能变电站的优势 智能变电站是智能电网的重要内容 发电 输电 变电领域的发展重点 是智能变电站 变电 调度 智能 电网 用电 配电 智能变电站对智能电 网的建设将起到先驱 作用 1 智能变电站的优势 变电站层 计算机监控系统 计算机监控系统 103规约 网络 网络 IEC 61850-8 间隔层 微机保护/微机测控 微机保护/微机测控 电缆 网络 IEC 61850-9 过程层 电磁式互感器 一次设备 新型电子式互感器 数字化一次设备 变电站综合自动化 智能变电站 1 智能变电站的优势 ? 光纤代替电缆,设计安装调试都变得简单 ? ? ? 模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通 信网络所取代,二次设备硬件系统大为简化 统一的信息模型,避免了规约转换,信息可以 充分共享 可观测性和可控性增强,产生新型应用:如状 态监测、站域保护控制 1 智能变电站的优势 电缆 交 流 输 入 模 件 A / D 变 换 微 计 算 机 开 入 开 出 模 件 电缆 人机对话模件 端子箱 继电保护 1 智能变电站的优势 高速以太网通信 微 计 算 机 交 流 输 入 模 件 A / D 变 换 人机对话模件 合并单元 智 能 终 端 继电保护 一次设备的数字化改变了继电保护设备的结构 1 智能变电站的优势 1)新装置、新设备 电子式互感器、合并单元 智能终端、交换机等 监控主机 MMS 2)新标准 IEC 61850标准、IEEE 1588 SV 合并 单元 GOOSE 智能 终端 3)新体系结构 继电保护系统、通信网络结构 4)新功能与新应用 1 智能变电站的优势 智能变电站的本质特征 电子式互感器/合并单元 ? 过程设备的数字化 智能终端 IEC 61850标准 ? 信息传输的网络化 网络通信技术 主要内容 1 2 智能变电站的优势 电子式互感器/合并单元 智能终端 IEC 61850标准 时钟同步 3 4 5 2.1 电子式互感器/合并单元 传统电磁式互感器的缺点 ? 绝缘问题:绝缘困难,含油有爆炸危险,造价高 ? 测量准确问题:含铁芯,具有非线性特性,存在饱和问题, 不能反映系统故障时非周期性分量;频带响应特性较差, 频带窄 ? 信号输出问题:模拟电信号(1A/5A,100V/57.7V) ? 运行安全问题:电压互感器不能短路,电流互感器不能开 路,电压互感器存在铁磁谐振问题 2 电子式互感器/合并单元 ? 电子式电流互感器(各种名称) 铁心线圈低功率电流互感器(有源) 罗可夫斯基空心线圈电流互感器(有源) 光学电流互感器(无源) 名称 铁心线圈低功率 电流互感器 电磁感应原理 (互感) 强电/弱电 罗可夫斯基空心 线圈电流互感器 电磁感应原理 (自感) 强电/弱电 光学电流互感器 传感原理 信号变换 磁旋光效应原理 强电/光信号 2 电子式互感器/合并单元 铁心线圈低功率电流互感器 B 电流-电压转换器 高阻 R VS Rb 铁芯线圈 电流I ? VS 与被测电流 I 成正比 V s ? R sh Np Ns I 2 电子式互感器/合并单元 I sr ? 传统电磁式电流互感器 Np Ns I pr I/I变换 具备低功率输 入接口的设备 Vsr ? Rsh Np Ns I pr I/V变换 铁心线圈低功率电流互感器 对电磁式电流互感器的改进 2 电子式互感器/合并单元 罗可夫斯基空心线圈电流互感器 B 线圈感应电压 空心线圈 被测电流 d ? d I et ()?? ?? k ( ) d t d t 电流 I e (t) ? 空心线圈的感应电压与被测电流的导 数成正比( Rogowski,1912年) 2 电子式互感器/合并单元 光学电流互感器 普通光 起偏器 偏振光 Faraday旋光角? 电流 磁光材料 出射光 检偏器 磁场 B 入射光 ? ? V Hd ? l? V N I L ? l 旋转角?与电流I成正比关系 法拉第磁旋光效应 (1846年) 2 电子式互感器/合并单元 I 空心线圈 (或铁心线圈) 磁光玻璃 I 高压侧 高压侧 低电压信号需 要就地数字化 A/D、积分器 等需要供电! 光纤 光纤 低压侧 低压侧 有源型电流互感器 无源型电流互感器 2 电子式互感器/合并单元 有源电子式互感器的供电方式 功电方式 CT供电 电容分压供电 激光供电 组合供电 供电原理 利用特殊CT从母线上感应电压,经 整流、滤波、稳压后供电 利用电容分压,经整流、滤波、稳 压后供电 主要缺点 散热(大电流) 死区(小电流) 电气隔离 低压侧通过光纤传输光能,由光电 能量有限/ 池将光能专为电能(最大功率1W) 成本/寿命 CT供能(或电容分压供电) +激光供电 供能系统复杂 切换问题 2 电子式互感器/合并单元 光学电流互感器存在的问题 温度对精度的影响 LED发光二极管老化 ? ? V Hd ? l? V N I L ? l VV = ( T , ? ) 该比例系数(维尔德常数)是温度和光源工作波长的函数 光源工作波长是温度和驱动电流的函数 对策: 信号处理技术(自适应补偿) 保证驱动电流恒定 2 电子式互感器/合并单元 ? 电子式电压互感器 分压型电压互感器(有源) R1 R2 Usr 电阻分压 电容分压 阻容分压 与常规电容式电压互感器原理相同,输出电压不超过±5V 2 电子式互感器/合并单元 光学电压互感器(无源) Pockels效应(1893年) 线偏振光通过有电场作用的Pockels晶体时



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