數(shù)字化變電站的另類特征
變電站綜合自動化技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)成熟地運用了幾十年，人們?nèi)找嬉蕾囎詣踊o我們帶來的方便，傳統(tǒng)技術(shù)的弊端也越來越不能滿足現(xiàn)在電力系統(tǒng)的發(fā)展。有別于現(xiàn)在的綜合自動化站，數(shù)字化站有很多另類特點：
1、智能化的一次設(shè)備
智能設(shè)備首先應(yīng)具備數(shù)字化接口，一次設(shè)備被檢測的信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路，采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計，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控制器代替，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。通過過程總線接口給間隔層設(shè)備提供電氣信息，接受間隔層設(shè)備的跳合閘等控制命令；各斷路器的智能終端輸入開關(guān)位置、低氣壓、刀閘位置等狀態(tài)量，輸出跳合閘命令，含操作回路；本體智能終端輸入非電量、中性點刀閘位置、檔位等信號，輸出檔位控制、中性點刀閘控制和風(fēng)扇控制等接點，智能化設(shè)備是機(jī)電一體的進(jìn)一步結(jié)合。
2、光電化的電流電壓互感器
采用羅氏線圈原理實現(xiàn)的光電互感器主要特點有絕緣簡單，體積小、重量輕、CT動態(tài)范圍寬，無飽和現(xiàn)象，無諧振、二次輸出不怕開路，數(shù)字量輸出的特點。拓普電氣認(rèn)為一般可分為有源和無源兩種，有源光電互感器即傳感頭部分需要外加“取能”或“送能”電源，利用光纖傳輸數(shù)據(jù)，易于實現(xiàn)高精度、高可靠性的電子電路，難點是電源的遠(yuǎn)端取電技術(shù)和電源的管理，并且有源的物理距離受一定的限制，長時間大功率激光供能對光電設(shè)備壽命影響，易受電磁干擾等問題。無源光電互感器即不需要外加電源的自勵源式互感器，難點是如何減小“喚醒電流”的死角，晶體的雙折射現(xiàn)象，光纖的偏振效應(yīng)，維爾德常數(shù)的溫度效應(yīng)等。
3、合并器
因有可能常規(guī)互感器與光電互感器同時存在、或光電互感器三相交流量的同步，主變不同電壓側(cè)間隔獲得數(shù)據(jù)差動保護(hù)需求、母線不同間隔差動、線路兩側(cè)差動保護(hù)，安穩(wěn)裝置的同步要求，需要點對點的光纖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集和分發(fā)，使得合并器的出現(xiàn)就尤為重要。
4、自動化的運行管理和檢修
數(shù)字化變電站運行管理，運行規(guī)程和檢修方案都要獨立地制定，自動化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計無紙化、自動化；變電站運行發(fā)生故障時，能及時提供故障分析報告，指出故障原因及處理意見；系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設(shè)備檢修報告，即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改為“狀態(tài)檢修”。光電互感器二次也因可以開路、無諧振等特點，檢修安全要求和方法也有別于常規(guī)站。
5、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備
網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備具有數(shù)字化接口，能滿足電子式互感器和智能開關(guān)的要求，能滿足IEC-61850的要求，目前的問題是基于IEC-61850的間隔層和站控層的二次設(shè)備和一次設(shè)備之間相互配合的技術(shù)壁壘實際上比常規(guī)站更高，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口，二次電纜也由大量控制電纜改為少量光纜，通過網(wǎng)絡(luò)真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊。因為網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備的出現(xiàn)，也使得二次保護(hù)、監(jiān)控控制等設(shè)備與一次設(shè)備可以實現(xiàn)就地安裝。
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1、智能化的一次設(shè)備
智能設(shè)備首先應(yīng)具備數(shù)字化接口，一次設(shè)備被檢測的信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路，采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計，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控制器代替，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。通過過程總線接口給間隔層設(shè)備提供電氣信息，接受間隔層設(shè)備的跳合閘等控制命令；各斷路器的智能終端輸入開關(guān)位置、低氣壓、刀閘位置等狀態(tài)量，輸出跳合閘命令，含操作回路；本體智能終端輸入非電量、中性點刀閘位置、檔位等信號，輸出檔位控制、中性點刀閘控制和風(fēng)扇控制等接點，智能化設(shè)備是機(jī)電一體的進(jìn)一步結(jié)合。
2、光電化的電流電壓互感器
采用羅氏線圈原理實現(xiàn)的光電互感器主要特點有絕緣簡單，體積小、重量輕、CT動態(tài)范圍寬，無飽和現(xiàn)象，無諧振、二次輸出不怕開路，數(shù)字量輸出的特點。拓普電氣認(rèn)為一般可分為有源和無源兩種，有源光電互感器即傳感頭部分需要外加“取能”或“送能”電源，利用光纖傳輸數(shù)據(jù)，易于實現(xiàn)高精度、高可靠性的電子電路，難點是電源的遠(yuǎn)端取電技術(shù)和電源的管理，并且有源的物理距離受一定的限制，長時間大功率激光供能對光電設(shè)備壽命影響，易受電磁干擾等問題。無源光電互感器即不需要外加電源的自勵源式互感器，難點是如何減小“喚醒電流”的死角，晶體的雙折射現(xiàn)象，光纖的偏振效應(yīng)，維爾德常數(shù)的溫度效應(yīng)等。
3、合并器
因有可能常規(guī)互感器與光電互感器同時存在、或光電互感器三相交流量的同步，主變不同電壓側(cè)間隔獲得數(shù)據(jù)差動保護(hù)需求、母線不同間隔差動、線路兩側(cè)差動保護(hù)，安穩(wěn)裝置的同步要求，需要點對點的光纖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集和分發(fā)，使得合并器的出現(xiàn)就尤為重要。
4、自動化的運行管理和檢修
數(shù)字化變電站運行管理，運行規(guī)程和檢修方案都要獨立地制定，自動化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計無紙化、自動化；變電站運行發(fā)生故障時，能及時提供故障分析報告，指出故障原因及處理意見；系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設(shè)備檢修報告，即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改為“狀態(tài)檢修”。光電互感器二次也因可以開路、無諧振等特點，檢修安全要求和方法也有別于常規(guī)站。
5、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備
網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備具有數(shù)字化接口，能滿足電子式互感器和智能開關(guān)的要求，能滿足IEC-61850的要求，目前的問題是基于IEC-61850的間隔層和站控層的二次設(shè)備和一次設(shè)備之間相互配合的技術(shù)壁壘實際上比常規(guī)站更高，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口，二次電纜也由大量控制電纜改為少量光纜，通過網(wǎng)絡(luò)真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊。因為網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備的出現(xiàn)，也使得二次保護(hù)、監(jiān)控控制等設(shè)備與一次設(shè)備可以實現(xiàn)就地安裝。
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