數(shù)字化變電站發(fā)展和展望-全文預(yù)覽
【正文】 管理和維護(hù)局面變得互為滲透，聯(lián)系日益緊密。 建設(shè)以光電式互感器、智能化集成開關(guān)、智能變壓器等數(shù)字化一次設(shè)備和其他智能電子設(shè)備為基礎(chǔ)的新型變電站自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字化變電站站內(nèi)各層間的無縫通信，最大限度地滿足信息共享和系統(tǒng)集成的要求，則是數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展方向。由于電力系統(tǒng)斷路器發(fā)生故障后造成的破壞和影響巨大，所以對斷路器的動作速度和可靠性要求都極高，在實際的應(yīng)用過程非常慎重，因而該領(lǐng)域的進(jìn)展相對緩慢。但是OTA是一門融纖維光學(xué)、微電子學(xué)、電氣工程、精密機(jī)械和計算機(jī)等學(xué)科于一體的高新技術(shù)，這就注定它是一項技術(shù)難度大、協(xié)作配套廣的知識密集型產(chǎn)業(yè)，故對其理論的深層次研究和新原理光學(xué)電流互感器的開發(fā)并解決產(chǎn)品實用化問題應(yīng)當(dāng)是第一要務(wù)。另一方面，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件下，故障切除時間越短，則高壓線路傳輸?shù)娜萘恳苍酱蟆Ｔ诜€(wěn)態(tài)條件下電流瞬時采樣值是不斷隨時間的變化而變化的，而常規(guī)的相量電流差動保護(hù)中的電流相量在穩(wěn)態(tài)時是不變的，因此電流瞬時采樣值差動保護(hù)和常規(guī)的相量電流差動保護(hù)在原理和特性等方面有許多的不同。這幾個優(yōu)點決定它在很多方面能夠發(fā)揮作用，大有用武之地。⑩適應(yīng)了電力計量與保護(hù)數(shù)字化、微機(jī)化和自動化發(fā)展的潮流。⑧體積小、重量輕，安裝運輸方便。在光學(xué)電流互感器中，高壓側(cè)信息通過由絕緣材料做成的光纖傳輸?shù)降蛪簜?cè)，絕緣結(jié)構(gòu)簡單。⑤頻率響應(yīng)范圍寬。光學(xué)電流互感器的高壓與低壓之間只存在光纖聯(lián)系，而光纖具有良好的絕緣性能，因此可保證高壓回路與二次回路在電氣上完全隔離，低壓側(cè)沒有因開路而產(chǎn)生高壓的危險，同時因沒有磁耦合，消除了電磁干擾對互感器性能的影響。光學(xué)電流互感器絕緣結(jié)構(gòu)簡單，可以不采用油絕緣，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上就可避免這方面的危險。⑥當(dāng)內(nèi)部充以礦物油作為絕緣和散熱介質(zhì)時，存在著突然失效(如絕緣擊穿)而可能導(dǎo)致的燃燒、爆炸的危險，對周圍設(shè)備及工作人員構(gòu)成潛在威脅。這不但危及人身設(shè)備安全，還有可能使二次繞組和二次設(shè)備的絕緣遭到損害，甚至使鐵芯因過熱燒毀。為了減小誤差，須采用導(dǎo)磁系數(shù)高的優(yōu)質(zhì)鐵磁材料，增大磁路面積，減小磁路長度，使鐵芯工作在線性狀態(tài)下。在電力系統(tǒng)特別是大容量超高壓電力系統(tǒng)中，一次回路短路電流不僅數(shù)值很大，而且含有大量非周期分量，致使鐵芯過度飽和，激磁電流幾十倍甚至幾百倍的增大，造成電流互感器二次電流數(shù)值和波形的嚴(yán)重失真，從而導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動作?？梢灶A(yù)見IEC 61850未來會擴(kuò)展到更廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，真正實現(xiàn)“一個世界，一個標(biāo)準(zhǔn)，一個技術(shù)”的偉大構(gòu)想。由于制定該系列標(biāo)準(zhǔn)時采用了先進(jìn)的面向?qū)ο蠼＠砟詈头謱?、映射的策略，使該系列?biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)的其他規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)相比具有突出的優(yōu)勢。站控層的主要任務(wù)是：(1)通過兩級高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶崟r數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實時數(shù)據(jù)庫，按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫；(2)按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心；(3)接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行；(4)具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；(5)具有(或備有)站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控，人機(jī)聯(lián)系功能，如顯示、操作、打印、報警，甚至圖像，聲音等多媒體功能；(6)具有對間隔層、過程層諸設(shè)備的在線維護(hù)、在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功能；(7)具有(或備有)變電站故障自動分析和操作培訓(xùn)功能。在執(zhí)行控制命令時具有智能性，能判別命令的真?zhèn)渭捌浜侠硇?，還能對即將進(jìn)行的動作精度進(jìn)行控制，能使斷路器定相合閘，選相分閘，在選定的相角下實現(xiàn)斷路器的關(guān)合和開斷，要求操作時間限制在規(guī)定的參數(shù)內(nèi)。(2)運行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)在線檢測與統(tǒng)計變電站需要進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)檢測的設(shè)備主要有變壓器、斷路器、刀閘、母線、電容器、電抗器以及直流電源系統(tǒng)。過程層是一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合面，或者說過程層是指智能化電氣設(shè)備的智能化部分。在高壓和超高壓變電站中，保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波及其他自動裝置的I/O單元，如A/D變換、光隔離器件、控制操作回路等將割列出來作為智能化一次設(shè)備的一部分。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。智能化一次設(shè)備的數(shù)字化傳感器、數(shù)字化控制回路逐漸取代傳統(tǒng)的一次回路,使變電站層、間隔層、過程層最終用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，并實現(xiàn)統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)。將間隔的控制、保護(hù)、故障錄波、事件記錄和運行支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等功能，通過模塊化設(shè)計集成在一個統(tǒng)一的多功能數(shù)字裝置內(nèi)是可行的，間隔內(nèi)部和間隔間以及間隔同站級間
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