智能變電站基礎(chǔ)知識介紹

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智能電網(wǎng)的建設(shè)將起到先驅(qū)?光纖代替電纜，設(shè)計安裝調(diào)試都變得簡單?模擬量輸入回路和開關(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?可觀測性和可控性增強(qiáng)，產(chǎn)生新型應(yīng)用：如狀態(tài)監(jiān)測、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)?絕緣問題：絕緣困難，含油有爆炸危險，造價高?測量準(zhǔn)確問題：含鐵芯，具有非線性特性，存在飽和問題，不能反映系統(tǒng)故障時非周期性分量；頻帶響應(yīng)特性較差，頻帶窄?信號輸出問題：模擬電信號（1A/5A，100V/57.7V）?運(yùn)行安全問題：電壓互感器不能短路，電流互感器不能開路，電壓互感器存在鐵磁諧振問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與被測電流I成正比 鐵心線圈低功率電流互感器對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)電壓被測電流!空心線圈B線圈感應(yīng)電壓被測電流!空心線圈B?空心線圈的感應(yīng)電壓與被測電流的導(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B檢偏器磁場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題溫度對精度的影響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的函數(shù)光源工作波長是溫度和驅(qū)動電流的函數(shù)對策：信號處理技術(shù)（自適應(yīng)補(bǔ)償）保證驅(qū)動電流恒定I等需要供電！I有源型電流互感器無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±5V光學(xué)電壓互感器（無源）Pockels效應(yīng)（1893年）線偏振光通過有電場作用的Pockels晶體時，折射成兩束線偏振光，兩者相位差正比與被測電壓合并單元3Io其他MU母線電壓SV報文點(diǎn)對點(diǎn)或交換式以太網(wǎng)主要功能：多路電流電壓信號的采集與處理電流電壓信號同步報文處理和發(fā)送模擬前端光信號包組裝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?無源：電/光變換，高壓側(cè)無需電源?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)動作信息/分合閘信號/控制信號接收各種對一次設(shè)備2）上傳開關(guān)刀閘位置信號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，由國際電工協(xié)會(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，過時的通信技術(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年美國國家標(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作為美國智能電網(wǎng)啟動標(biāo)準(zhǔn)之一?2009年1月23日(57_990_INF)正式通知各個國家委員會取消IEC61850-9-1?IEC61850-9-2LE?IEC61850-90-4:2013提出使用IEEE1588網(wǎng)絡(luò)對時技術(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)與合并單元測量保護(hù)采樣值信息（SMV）模擬量測量保護(hù)2）保護(hù)與智能終端3保護(hù)動作信息/異常告警信息定值信息/錄波信息等MMS報文目的地址報文目的地址SMV報文解析?典型做法：是將7個電流5個電壓互感器的二次變換器（共12路）組成一個合并單元，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)報文–GOOSE：開關(guān)量報文–SV：采樣值報文?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)對點(diǎn)–IEC61850-9-1點(diǎn)對點(diǎn)（已廢除）–IEC61850-9-2點(diǎn)對點(diǎn)、或交換式以太網(wǎng)?三種主要時鐘同步方式–PPS–IRIG-B–IEEE1588精確時鐘協(xié)議采樣值規(guī)范比較守時：獨(dú)立的時鐘保持時間精確的能力（晶振）時鐘同步：從時鐘與主時鐘保持一致的能力數(shù)據(jù)同步：電能計量所用的數(shù)據(jù)是同時刻采集的數(shù)據(jù)--需要時鐘同步的設(shè)備1）各相電流、電壓的同步對策：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)需要同時刻采集的數(shù)據(jù)a）保護(hù)/測量裝置插值同步（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，同時刻采集數(shù)據(jù)各個合并單元保證同時刻采集數(shù)據(jù)合并單元