智能變電站基礎(chǔ)知識(shí)介紹

2電子式互感器/合并單元4IEC61850標(biāo)準(zhǔn)變電領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)是智能變電站變電領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)是智能變電站智能變電站對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)將起到先驅(qū)?光纖代替電纜，設(shè)計(jì)安裝調(diào)試都變得簡(jiǎn)單?模擬量輸入回路和開(kāi)關(guān)量輸入輸出回路都被通信網(wǎng)絡(luò)所取代，二次設(shè)備硬件系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化?統(tǒng)一的信息模型，避免了規(guī)約轉(zhuǎn)換，信息可以?可觀測(cè)性和可控性增強(qiáng)，產(chǎn)生新型應(yīng)用：如狀態(tài)監(jiān)測(cè)、站域保護(hù)控制1）新裝置、新設(shè)備電子式互感器、合并單元智能終端、交換機(jī)等2）新標(biāo)準(zhǔn)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)、IEEE15883）新體系結(jié)構(gòu)繼電保護(hù)系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4）新功能與新應(yīng)用IEC61850變電站電子式互感器/電子式互感器/合并單元?過(guò)程設(shè)備的數(shù)字化IEC61850IEC61850標(biāo)準(zhǔn)?信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化2電子式互感器/合并單元4IEC61850標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)電磁式互感器的缺點(diǎn)?絕緣問(wèn)題：絕緣困難，含油有爆炸危險(xiǎn)，造價(jià)高?測(cè)量準(zhǔn)確問(wèn)題：含鐵芯，具有非線性特性，存在飽和問(wèn)題，不能反映系統(tǒng)故障時(shí)非周期性分量；頻帶響應(yīng)特性較差，頻帶窄?信號(hào)輸出問(wèn)題：模擬電信號(hào)（1A/5A，100V/57.7V）?運(yùn)行安全問(wèn)題：電壓互感器不能短路，電流互感器不能開(kāi)路，電壓互感器存在鐵磁諧振問(wèn)題鐵心線圈低功率電流互感器（有源）羅可夫斯基空心線圈電流互感器（有源）光學(xué)電流互感器（無(wú)源）鐵心線圈低功率電流互感器電流-電壓轉(zhuǎn)換器VSB電流-電壓轉(zhuǎn)換器VSB電流I鐵芯線圈電流I?VS與被測(cè)電流I成正比 鐵心線圈低功率電流互感器對(duì)電磁式電流互感器的改進(jìn)羅可夫斯基空心線圈電流互感器線圈感應(yīng)電壓被測(cè)電流!空心線圈B線圈感應(yīng)電壓被測(cè)電流!空心線圈B?空心線圈的感應(yīng)電壓與被測(cè)電流的導(dǎo)e(t)2光學(xué)電流互感器光學(xué)電流互感器普通光偏振光Faraday旋光角φ起偏器磁光材料入射光普通光偏振光Faraday旋光角φ起偏器磁光材料入射光磁場(chǎng)B檢偏器磁場(chǎng)B法拉第磁旋光效應(yīng)旋轉(zhuǎn)角φ與電流I成正比關(guān)系光學(xué)電流互感器存在的問(wèn)題溫度對(duì)精度的影響LED發(fā)光二極管老化該比例系數(shù)（維爾德常數(shù)）是溫度和光源工作波長(zhǎng)的函數(shù)光源工作波長(zhǎng)是溫度和驅(qū)動(dòng)電流的函數(shù)對(duì)策：信號(hào)處理技術(shù)（自適應(yīng)補(bǔ)償）保證驅(qū)動(dòng)電流恒定I等需要供電！I有源型電流互感器無(wú)源型電流互感器有源電子式互感器的供電方式分壓型電壓互感器（有源）與常規(guī)電容式電壓互感器原理相同，輸出電壓不超過(guò)±5V光學(xué)電壓互感器（無(wú)源）Pockels效應(yīng)（1893年）線偏振光通過(guò)有電場(chǎng)作用的Pockels晶體時(shí)，折射成兩束線偏振光，兩者相位差正比與被測(cè)電壓合并單元3Io其他MU母線電壓SV報(bào)文點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或交換式以太網(wǎng)主要功能：多路電流電壓信號(hào)的采集與處理電流電壓信號(hào)同步報(bào)文處理和發(fā)送模擬前端光信號(hào)包組裝9-2協(xié)議模擬前端模擬前端A/DA/DA/D模擬前端光信號(hào)包組裝9-2協(xié)議模擬前端模擬前端A/DA/DA/D模擬量輸入合并單元的原理框圖?傳感原理的變化：變壓器原理VS光學(xué)原理等?有源：強(qiáng)電/弱電變換，高壓側(cè)需要電源?無(wú)源：電/光變換，高壓側(cè)無(wú)需電源?電子式互感器的配置：線路EVT可按三相配置?合并單元的作用：采集、同步、共享2電子式互感器/合并單元4IEC61850標(biāo)準(zhǔn)智能終端的主要功能一次設(shè)備的數(shù)字接口：1）接收保護(hù)動(dòng)作信息/分合閘信號(hào)/控制信號(hào)接收各種對(duì)一次設(shè)備2）上傳開(kāi)關(guān)刀閘位置信號(hào)2電子式互感器/合并單元4IEC61850標(biāo)準(zhǔn)?智能變電站通信協(xié)議，由國(guó)際電工協(xié)會(huì)(IEC)TC57工作組討論制定–IEC60870-5-103，同樣是TC57制定的–應(yīng)用有很多限制，過(guò)時(shí)的通信技術(shù)，需求變革?2004年發(fā)布完成第一版的IEC61850規(guī)約–國(guó)標(biāo)版為DL-T860系列，幾乎是同步發(fā)布–最新版DL-T860.xxx2014（上一版是DL-T860.xxx2010）?2010年美國(guó)國(guó)家標(biāo)注技術(shù)研究所(NIST)制定智能電網(wǎng)實(shí)施指導(dǎo)書，選擇IEC61850作為美國(guó)智能電網(wǎng)啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)之一?2009年1月23日(57_990_INF)正式通知各個(gè)國(guó)家委員會(huì)取消IEC61850-9-1?IEC61850-9-2LE?IEC61850-90-4:2013提出使用IEEE1588網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)技術(shù)完成站內(nèi)設(shè)備同步?IEC61869-9:2016(E)儀用互感器數(shù)字接口定義–UCAinternationalusersgroupdocumentImplementationguidelinefordigitalinterfacetoinstrumenttransformersusingIEC61850-9-2,therelevantpartsofIEC60044-8thatarereplacedbythisstandard.–IEC61850-9-2取代FT3成為電子互感器輸出格式?IEC61869-13(未正式發(fā)布)StandaloneMergingUnit–模擬量輸入的獨(dú)立合并單元，輸出為IEC618509-2格式信息模型信息服務(wù)模型7-255 監(jiān)控主機(jī)三類服務(wù)模型：MMS、GOOSE和SV監(jiān)控主機(jī)1）保護(hù)與合并單元測(cè)量保護(hù)采樣值信息（SMV）模擬量測(cè)量保護(hù)2）保護(hù)與智能終端3保護(hù)動(dòng)作信息/異常告警信息定值信息/錄波信息等MMS報(bào)文目的地址報(bào)文目的地址SMV報(bào)文解析?典型做法：是將7個(gè)電流5個(gè)電壓互感器的二次變換器（共12路）組成一個(gè)合并單元，將采樣值串行輸出?擴(kuò)展FT3為22通道基本信息采樣數(shù)據(jù)采樣數(shù)據(jù)各種描述文件的作用和流轉(zhuǎn)過(guò)程IEC61850應(yīng)用范圍的擴(kuò)大IEC61850-90-1：變電站間的IEC61850規(guī)約（2010年）閉鎖式的距離保護(hù)線路差動(dòng)保護(hù)IEC61850-90-2：變電站與調(diào)度中心的IEC61850規(guī)約包括遠(yuǎn)動(dòng)信息、故障信息、PMU信息等需要解決IEC61850與IEC61970CIM之間的協(xié)調(diào)IEC61850-90-3：電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)IEC61850-7-410：水電廠監(jiān)控系統(tǒng)模型IEC61850-7-420：分布式能源監(jiān)控系統(tǒng)模型?IEC61850主要內(nèi)容：信息模型&服務(wù)模型?統(tǒng)一的、面向?qū)ο蟮膶哟位畔⒛Ｐ通CMMS：運(yùn)行維護(hù)報(bào)文–GOOSE：開(kāi)關(guān)量報(bào)文–SV：采樣值報(bào)文?配置描述文件的作用?IEC61850標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大2電子式互感器/合并單元4IEC61850標(biāo)準(zhǔn)–IEC60044-8點(diǎn)對(duì)點(diǎn)–IEC61850-9-1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（已廢除）–IEC61850-9-2點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、或交換式以太網(wǎng)?三種主要時(shí)鐘同步方式–PPS–IRIG-B–IEEE1588精確時(shí)鐘協(xié)議采樣值規(guī)范比較守時(shí)：獨(dú)立的時(shí)鐘保持時(shí)間精確的能力（晶振）時(shí)鐘同步：從時(shí)鐘與主時(shí)鐘保持一致的能力數(shù)據(jù)同步：電能計(jì)量所用的數(shù)據(jù)是同時(shí)刻采集的數(shù)據(jù)--需要時(shí)鐘同步的設(shè)備1）各相電流、電壓的同步對(duì)策：合并單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步2）各間隔電流、電壓的同步跨間隔保護(hù)需要同時(shí)刻采集的數(shù)據(jù)a）保護(hù)/測(cè)量裝置插值同步（間隔合并單元可以不同步）b）保證各間隔合并單元嚴(yán)格同步，同時(shí)刻采集數(shù)據(jù)各個(gè)合并單元保證同時(shí)刻采集數(shù)據(jù)合并單元