變電站基本原理精選(九篇)

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第1篇：變電站基本原理范文

【關(guān)鍵詞】光纖差動 智能變電站 數(shù)據(jù)同步

1 引言

電子式互感器和智能斷路器是一次設(shè)備智能化的重要特點(diǎn)。應(yīng)用電子互感器解決了因互感器飽和而引起的差動保護(hù)誤動作的問題。光纖差動保護(hù)本身就具有一些其他保護(hù)不可替代的優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)階段光纖差動保護(hù)是輸電線路中應(yīng)用最廣泛的主保護(hù)，具有不可替代的地位。

2 基本原理

光纖差動保護(hù)是在電流差動保護(hù)的基礎(chǔ)上演化而來，利用專用光纖通道實(shí)時地向?qū)?cè)傳遞采樣數(shù)據(jù)，同時接收對側(cè)的采樣數(shù)據(jù)，通過計算線路兩端的電流，能簡單、可靠地判斷出區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障。光纖差動保護(hù)的原理如 圖1所示。

3 同步算法

線路兩側(cè)保護(hù)裝置采樣數(shù)據(jù)的同步問題是線路光纖差動保護(hù)裝置的一個關(guān)鍵性技術(shù)。

在智能變電站中我們常使用電子式互感器，電子互感器的輸出形式一般是離散型的數(shù)字量，該信號是通過光數(shù)字信號的形式經(jīng)過合并單元最后傳送給中間隔層的保護(hù)設(shè)備，但是這種采集數(shù)據(jù)的方式在信號數(shù)據(jù)處理和傳送過程中容易存在延時現(xiàn)象，一般延時時間為50μs～500μs，在一些特殊情況下甚至達(dá)到1000μs，這些延時數(shù)據(jù)的采集對智能變電站的差動保護(hù)來說是致命的，并且線路兩側(cè)的變電站中傳送給中間隔層的保護(hù)設(shè)備在樣信號的合并單元中同樣有各種的延時時間，這就給智能變電站中的線路差動保護(hù)的兩側(cè)數(shù)據(jù)同步提出了新的挑戰(zhàn)。

4 基于9-2協(xié)議的插值同步法

在9-2協(xié)議的差值同步法中是將數(shù)據(jù)通過過程層網(wǎng)絡(luò)最后送到變電站的保護(hù)裝置中，但是這種傳送形式中的時間具有不固定的特性。在智能變電站中的線路差動保護(hù)裝置以及合并單元都可以應(yīng)用相同的時鐘信號，這樣智能變電站的輸電線路兩側(cè)的時鐘信號就可以不相同業(yè)可以不同步。

9-2協(xié)議的差值同步法中規(guī)定的合并單元輸出采集信號應(yīng)該具有下面三個特質(zhì)：

（1）樣數(shù)據(jù)；

（2）電子式電流互感器的額定延時；

（3）樣標(biāo)號SmpCnt。

我們可以使用電子式電流互感器中的額定延時以及采樣標(biāo)號SmpCnt，得出適合于9-2協(xié)議的差值同步法的智能變電站線路中差動保護(hù)裝置算法。

我們采用拉格朗日插值算法是基于9-2協(xié)議的數(shù)據(jù)同步法得出的，我們知道，因?yàn)槔窭嗜詹逯邓惴ㄔ谟嬎愕倪^程中存在一些計算誤差，這些誤差會導(dǎo)致在幅值以及角度上和實(shí)際波形存在誤差。這些誤差主要是拉格朗日插值算法的次數(shù)的影響，所以在拉格朗日插值算法中采用二次差值比一次差值誤差要小很多。

5 總結(jié)

本論文首先介紹了智能化變電站的光纖差動保護(hù)的基本原理，并對同步算法進(jìn)行了詳細(xì)的分析和介紹，再同步算法中詳細(xì)介紹了9-2協(xié)議的差值同步法，在9-2協(xié)議的差值同步法對誤差的產(chǎn)生進(jìn)行詳細(xì)的探討，通過一次插值法和二次差值法中分析出9-2協(xié)議的差值同步法中拉格朗日二次插值法更能滿足智能變電站的現(xiàn)場要求。

參考文獻(xiàn)

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第2篇：變電站基本原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；電子式互感器；IEC61850

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 14-0000-02

一、引言

在我國，變電站綜合自動化技術(shù)經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)走向成熟，變電站自動化技術(shù)的廣泛采用提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度能力，降低了變電站建設(shè)的總造價，這些都已經(jīng)成為不爭的事實(shí)。電子式互感器、智能化一次設(shè)備及其在線狀態(tài)檢測、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日臻成熟，以及計算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用，為全數(shù)字化的變電站技術(shù)提供了新的契機(jī)。

數(shù)字化變電站是利用數(shù)字化技術(shù)使變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過程全部數(shù)字化，其基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運(yùn)行管理自動化等。

數(shù)字化變電站建設(shè)的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)能滿足上述特征的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，并開發(fā)出相應(yīng)的智能設(shè)備。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)包括變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的總體要求、功能建模、數(shù)據(jù)建模、通信協(xié)議、項(xiàng)目管理和一致性檢測等一系列標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化變電站可按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的變電站。

二、數(shù)字化變電站的設(shè)備特點(diǎn)

數(shù)字化變電站的主要一次設(shè)備和二次設(shè)備都應(yīng)為智能設(shè)備，這是變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的基礎(chǔ)。智能設(shè)備具備可與其他設(shè)備交互參數(shù)、狀態(tài)和控制命令等信息的通信接口。如果確需使用傳統(tǒng)非智能設(shè)備，應(yīng)通過配置智能終端將其改造為智能設(shè)備。設(shè)備間信息傳輸?shù)姆绞綖榫W(wǎng)絡(luò)通信或串行通信，取代傳統(tǒng)的控制電纜、CT電纜和 PT電纜等硬接線。

電子式互感器的應(yīng)用是數(shù)字化變電站發(fā)展的核心與基礎(chǔ)，任何形式的數(shù)字化變電站都離不開互感器的數(shù)字化。江西南昌董家窯220kV變電站作為華中電網(wǎng)首個數(shù)字化變電站，率先在110KV系統(tǒng)采用電子式互感器及相關(guān)二次設(shè)備。

（一）IEC61850協(xié)議

IEC61850是關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)的完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，提出了信息分層，系統(tǒng)的配置、管理、面向?qū)ο蠼Ｍ唤?、采用映射的方法?shí)現(xiàn)通信，符合采用網(wǎng)絡(luò)通信傳輸實(shí)現(xiàn)無縫通信系統(tǒng)的要求。為不同系統(tǒng)、不同設(shè)備之間的無縫聯(lián)接提供了統(tǒng)一平臺。IEC61850是智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850是至今為止最為完善的變電站自動化標(biāo)準(zhǔn)，它適應(yīng)了變電站應(yīng)用功能的分布式實(shí)現(xiàn)和組合式實(shí)現(xiàn)，為變電站一體化提供了統(tǒng)一平臺。變電站內(nèi)采用IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)符合當(dāng)今變電站自動化發(fā)展的方向，對整體提高變電站技術(shù)水平具有重大意義。

（二）智能開關(guān)的應(yīng)用

理想的智能開關(guān)是指在斷路器內(nèi)嵌電壓、電流變換器及其光電測量系統(tǒng) ，由微機(jī)控制的二次系統(tǒng)、IED設(shè)備和相應(yīng)智能軟件實(shí)現(xiàn)集成開關(guān)系統(tǒng)智能性的開關(guān)設(shè)備。但由于智能開關(guān)等一次智能化設(shè)備的開發(fā)周期以及造價等原因，目前最佳的解決方案依舊是采用智能終端+傳統(tǒng)一次設(shè)備的方式。從嚴(yán)格意義上來說應(yīng)該智能終端稱之為智能操作箱即將原有的操作回路下放至端子箱再配以智能化系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)開關(guān)設(shè)備的數(shù)字化。實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)開關(guān)的“自我描述”“自我檢測”機(jī)制。

（三）電子式互感器的應(yīng)用

電子式互感器分為光學(xué)電子式互感器和混合電子式互感器（或電學(xué)電子式互感器）。

光學(xué)電子式互感器（即無源式電子互感器）的電流測量原理包括Faraday效應(yīng)、磁致伸縮效應(yīng)、Kerr效應(yīng)和逆壓磁效應(yīng)等，電壓測量原理包括Pockels效應(yīng)、Kerr效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)等。其中利用Faraday效應(yīng)測量電流和Pockels效應(yīng)測量電壓的方法最直接，精度高。

混合電子式互感器（也稱為有源式電子互感器）的電流測量原理包括羅氏線圈和LPCT，電壓測量原理包括容式分壓、感式分壓等。董家窯220kV變電站采用的是有源式GIS結(jié)構(gòu)的電子互感器。

以下為電子式互感器與常規(guī)互感器的差異：

（四）計量系統(tǒng)的應(yīng)用

數(shù)字化變電站由于采用了電子式互感器，從而使得傳統(tǒng)的計量系統(tǒng)（電度表）已無法使用，在現(xiàn)階段已開發(fā)出能夠接IEC61850協(xié)議過程層接口的電度表從而滿足了數(shù)字化變電站對于計量系統(tǒng)的需求。數(shù)字式電度表DTSD/DSSD1056已獲得了質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的計量許可證，DTSD/DSSD1056三相電子式多功能電能表在接收到光纖以太網(wǎng)傳送的數(shù)字化電流電壓信號后，實(shí)時運(yùn)算和處理CPU系統(tǒng)對該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理光電式電能表的電量輸入采用了數(shù)字輸入接口模式。數(shù)字輸入接口嚴(yán)格遵循了當(dāng)前國際流行的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字輸入接口在物理和鏈路層上采用了IEC61850推薦的高速光纖以太網(wǎng)。

數(shù)字化計量系統(tǒng)與傳統(tǒng)計量系統(tǒng)的對照如下圖所示。

三、結(jié)語

數(shù)字化變電站的研究已從實(shí)驗(yàn)室階段進(jìn)入實(shí)際工程應(yīng)用階段，實(shí)用的全數(shù)字化變電站已有一些先例。目前，數(shù)字化變電站所需的大部分設(shè)備，可基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。國家電網(wǎng)公司及各省市電力公司始終跟蹤數(shù)字化變電站的最新發(fā)展，并做了大量實(shí)際工作，繼2003年數(shù)字化間隔掛網(wǎng)試運(yùn)行后，陸續(xù)有220KV安徽銅陵周莊變、220KV青島午山變、220KV河北保定安新變、220KV哈爾濱延壽變等數(shù)字化變電站成功投運(yùn)。還有部分省市電力公司按 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的500kV試點(diǎn)變電站正在調(diào)研中，并準(zhǔn)備在近期內(nèi)建設(shè)。數(shù)字化變電站將是我國變電站技術(shù)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

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第3篇：變電站基本原理范文

此站實(shí)習(xí)自8月20日開始，將持續(xù)20天。當(dāng)天上午我們在變管所主要負(fù)責(zé)人的監(jiān)督下通過了安規(guī)開始，下午到天井山110kv變電站去熱身。次日我們前往正在籌建即將投入運(yùn)行的220kv洱源集控站，不過先是到了鄧川110kv變電站，在此十天期間，我們將會對整個變電運(yùn)行的種種做最初步、最感性的認(rèn)識和了解。之后的十天到下關(guān)220kv變和大理500kv變各五天，這期間就是鞏固和提高自己對變電運(yùn)行的認(rèn)識。這是我人生中彌足珍貴的經(jīng)歷。

盡管變電站電壓等級不一樣，但還是有很多相似的，如下大概介紹我的認(rèn)識情況。首先，認(rèn)識和學(xué)習(xí)一次設(shè)備（主變壓器、短路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、耦合電容器、避雷器、電力電纜、母線、所用變、電抗器、電容器）的基本原理、主要結(jié)構(gòu)和在電網(wǎng)中的作用，型號及技術(shù)參數(shù)。通過對以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我了解了電能生產(chǎn)的全過程及變電站電氣設(shè)備的構(gòu)成、型號、參數(shù)、結(jié)構(gòu)、布置方式，對變電站生產(chǎn)過程有了一個完整的概念。熟悉變電站主接線連接方式、運(yùn)行特點(diǎn)、初步了解電氣二次部分、繼電保護(hù)及自動裝置，鞏固和加強(qiáng)了所學(xué)的專業(yè)知識，為今后的工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

其次，學(xué)習(xí)變電站值班員崗位職責(zé)、安全職責(zé)、值班制度和交接班制度，培養(yǎng)正確的勞動觀、人生觀、價值觀，為以后確保所從事工作崗位的安全生產(chǎn)奠定思想和理論基礎(chǔ)。同時我更希望由一個不諳世事的學(xué)生在輪崗實(shí)習(xí)之后能夠回到變電站，并逐漸成長為一名變電運(yùn)行人員。

回顧過去短短二十天，我感觸頗深。畢竟，這是我邁出校門，步入社會的具有實(shí)際意義的第一課。通過和各變電站師傅們的接觸，我不但從他們身上學(xué)到了許多寶貴的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，更從他們身上學(xué)到了許多做人的道理。讓我深刻的體會到理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要性。更加讓我深刻的認(rèn)識到變電運(yùn)行這一工作是一項(xiàng)責(zé)任很強(qiáng)的工作，也是技術(shù)性很強(qiáng)的工作，想成為一名新時期合格的變電運(yùn)行人員我還需要走很長的一段路，在這條路上我將以更高的標(biāo)準(zhǔn)要求自己、更多的知識來武裝自己，將安全穩(wěn)定運(yùn)行落實(shí)到實(shí)處，真正做到設(shè)備的主人。

第4篇：變電站基本原理范文

1、變電站自動化系統(tǒng)的概念

1.1變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本概念

綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備（量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。

變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用多臺微型計算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，它替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，替代了常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠(yuǎn)動屏[1]。

1.2微機(jī)保護(hù)裝置的特點(diǎn)

微機(jī)保護(hù)是實(shí)現(xiàn)變電站自動化系統(tǒng)中繼電保護(hù)功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它的功能和可靠性如何，在很大程度上影響了整個系統(tǒng)的性能。同時，微機(jī)保護(hù)裝置是以微處理器為核心，根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集到的電力系統(tǒng)的實(shí)時狀態(tài)數(shù)據(jù)，按照給定算法來檢測電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障以及故障的性質(zhì)和范圍等，并由此做出是否需要跳閘或報警等判斷的一種安全裝置。因此，微機(jī)保護(hù)裝置中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理算法對整個保護(hù)性能顯的尤為重要。

2、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括電壓形成回路，采樣保持電路和濾波器電路，模擬量多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器等功能部分。結(jié)構(gòu)示意圖如圖（1）所示[2]。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成將模擬輸入量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為微型機(jī)能夠識別的數(shù)字量，然后輸入到微型機(jī)主系統(tǒng)中，進(jìn)行下一步的計算。

另一種實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換功能的器件是電壓頻率轉(zhuǎn)換器VFC，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示

由于VFC型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有利于光電隔離提高A/D轉(zhuǎn)換精度，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此VFC在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置中獲得了廣泛應(yīng)用。

2.2VFC型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件電路

采用VFC作為A/D轉(zhuǎn)換器件的模擬量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理框圖如上圖（2）所示，圖中只畫了一個通道，多個模擬量則需要多個這樣的通道（計數(shù)器可以多通道共用）[3]。

2.2.1電壓形成回路[2]

從電力系統(tǒng)中經(jīng)過TV，TA得來的電流i和電壓u需要經(jīng)過進(jìn)一步的變換才能適應(yīng)VFC的輸入范圍要求，同時，弱電系統(tǒng)還要與強(qiáng)電系統(tǒng)隔離。

微機(jī)保護(hù)要從被保護(hù)電力線路的電流互感器、電壓互感器取得電流、電壓信息，還必須把這些信息進(jìn)一步變換降低到±5V的范圍內(nèi).

（1）輸入電壓的電壓形成回路

把一次電壓互感器輸出的二次額定100V電壓變換成最大±5V模擬電壓信號，供模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片使用.該功能由電壓變換器實(shí)現(xiàn)。原理電路如下。

當(dāng)線路額定電壓為35KV時，經(jīng)過一次電壓互感器后，二次側(cè)的額定電壓為100V，為了輸出最大±5V模擬電壓信號，該變換器的變比應(yīng)設(shè)置為20/1。

（2）輸入電流的電壓形成回路

把一次電流互感器輸出的二次額定5A/1A電流變換成最大±5V模擬電壓信號，供模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片使用.微機(jī)保護(hù)中，一般采用電流變換器.其原理電路圖如下。

需要注意的是，在A/D轉(zhuǎn)換器型數(shù)據(jù)采集裝置中，電壓形成回路之后通常要加上一級LPF回路。此時，在加入LPF的采樣信號，必須滿足采樣定理，否則將引起信號的失真。LPF型式的選擇也要綜合考慮繼電保護(hù)的響應(yīng)速度和響應(yīng)時間等因素。

2.2.2 VFC的基本原理及與實(shí)際工作電路結(jié)構(gòu)

VFC器件的電壓頻率關(guān)系圖如圖5所示，工作電路圖如圖6所示。與此對比的圖7為四方公司的CSL-160B系列數(shù)字式線路保護(hù)裝置中基于VFC的模數(shù)變化插件示意圖。

由圖5可知。加入VFC的電壓可以轉(zhuǎn)換成脈沖量，該脈沖量的頻率與輸入電壓成正比。經(jīng)過快速光耦器件隔離后，用計數(shù)器對脈沖進(jìn)行計數(shù)，該計數(shù)值與輸入模擬量在采樣間隔T時間內(nèi)的積分成正比，達(dá)到了將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的目的，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的功能。

2.2.3單片機(jī)系統(tǒng)

單片機(jī)基本系統(tǒng)由CPU及擴(kuò)展的存儲器

上接第143頁

組成。CPU應(yīng)采用高性能的芯片，目的是進(jìn)一步提高計算速度。同時還應(yīng)給CPU配備一定的內(nèi)存單元，用于記錄采集的電壓電流等數(shù)據(jù)。

3、計算方法

由上文可知，輸入微機(jī)保護(hù)裝置的模擬量有電壓量和電流量。這些量需要經(jīng)過采樣和分析運(yùn)算后，才能作為微機(jī)保護(hù)的判斷依據(jù)。由于全周傅立葉算法在收集采樣數(shù)據(jù)時不用等待5ms的時間，且具有較好的濾波能力，所以在本裝置中，采用全周傅立葉算法作為對采樣數(shù)據(jù)的處理方法。

全周傅立葉算法的基本原理是基于傅立葉級數(shù)而來的。在此不再敘述，具體可參閱文獻(xiàn)[2].

4.2該系統(tǒng)的性能分析[2]

在實(shí)際應(yīng)用中，廣泛使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是逐次退近式和電壓一頻率變換式的兩種。由于后者在每一個采樣時刻讀出的計數(shù)器數(shù)值不能直接使用，必須采用相隔一定時間間隔的計數(shù)器漢值之差后才能使用，所以對于某些要求動作速度快的微機(jī)型裝置不應(yīng)采用電壓一頻率變換式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

但是，微機(jī)保護(hù)對VFC的轉(zhuǎn)換時間沒有要求，這是因?yàn)閂FC是利用輸入計數(shù)器的脈沖的計數(shù)值來獲取模擬輸入信號在某一時間內(nèi)的積分值對應(yīng)的數(shù)字量。只要在使用式應(yīng)注意到計數(shù)芯片的輸入脈沖頻率不能超出極限計數(shù)頻率即可[1]。

1）低通濾波。

VFC型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對輸入信號進(jìn)行連續(xù)積分，因此，具有低通濾波的效果，可以抑制噪聲。

2）抗干擾能力強(qiáng)

VFC與計數(shù)器之間的光耦器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與微型機(jī)的電氣隔離，又可以有效減少共模干擾進(jìn)入弱電系統(tǒng)。

3）輸出數(shù)字量調(diào)節(jié)位數(shù)方便。

在其他因素不變的情況下，只要調(diào)整積分間隔 即可實(shí)現(xiàn)調(diào)整位數(shù)的目的。

5、結(jié)論

VFC型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)，不必增加硬件開銷，只需改變軟件中的計算間隔，就可以提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度，它非常適合于各種微機(jī)型電力裝置的模擬量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)：

[1]丁書文. 變電站綜合自動化技術(shù). 北京.中國電力出版社，2005

[2]楊奇遜，黃少鋒. 微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ). 北京，中國電力出版社，2007

第5篇：變電站基本原理范文

【關(guān)鍵詞】主變保護(hù)；空開配置；壓板配置

1 概述

隨著電力系統(tǒng)一體化管理的全面展開，對變電站運(yùn)行人員的要求有了很大的變化，尤其是對個人業(yè)務(wù)技能水平的要求會更加苛刻，不學(xué)習(xí)就滿足不了現(xiàn)在的運(yùn)行要求，就不能保證安全的運(yùn)行，學(xué)習(xí)勢在必行。作為變電站的核心設(shè)備，主變壓器我們不但需要懂得一次部分的維護(hù)，也需要知道二次部分的基本保護(hù)配置及原理，為此下面就對主變保護(hù)基本配置進(jìn)行簡單的梳理。

主變保護(hù)根據(jù)反映參數(shù)不同，可分為電氣量保護(hù)和非電氣量保護(hù)；而根據(jù)保護(hù)的不同作用分為主保護(hù)和后備保護(hù)，具體是：重瓦斯保護(hù)和差動保護(hù)構(gòu)成了主變的主保護(hù)，而主變各側(cè)配置相應(yīng)的后備保護(hù)。

2 主變差動保護(hù)

差動保護(hù)即是主變的主保護(hù)之一，是歸屬于電氣量保護(hù)，以各側(cè)的電流為參數(shù)，用于保護(hù)變壓器內(nèi)部、套管及引出線上的各類故障，保護(hù)范圍為三測電流互感器之間，差動保護(hù)動作后跳開三側(cè)斷路器，一般配有專門的差動保護(hù)裝置。

差動保護(hù)裝置具體有差動速斷和比率差動，還會配置有各側(cè)的過流保護(hù)（一般不投），具體原理如圖1所示，其中：

Id為差動電流，Id =︱I1+ I2+ I3︱

I r 為制動電流， I r =0.5﹡（︱I1︱+ ︱I2︱+ ︱I3︱）

ICDSD為差動速斷電流定值，ICDQD為差動啟動電流定值（與比率差動有關(guān)）。

KB1、KB2為制動系數(shù)，與比率差動有關(guān)。

由于差動保護(hù)是完全以三測電流值為唯一的判斷依據(jù)，如發(fā)生任一側(cè)的CT斷線均將導(dǎo)致差動保護(hù)閉鎖，保護(hù)拒動，應(yīng)特別重視

CT斷線對其保護(hù)的影響。

差動保護(hù)裝置因只需取入各側(cè)的電流，無需電壓，裝置僅有一個二次空開，即差動保護(hù)裝置裝置電源空開。

差動保護(hù)裝置壓板有三個出口壓板：跳高壓側(cè)斷路器壓板、跳中壓側(cè)斷路器壓板、跳低壓側(cè)斷路器壓板；功能壓板有：投差動保護(hù)壓板、投過流保護(hù)壓板（一般不投）。另外還配置了一個方式壓板“投檢修狀態(tài)”硬壓板，其基本含義為：投入時，閉鎖裝置信號向后臺機(jī)發(fā)送，主要用于在調(diào)試信號太多時，閉鎖裝置信號，避免影響后臺機(jī)正常運(yùn)行的信號判斷。

3 主變后備保護(hù)

主變后備保護(hù)就是當(dāng)差動保護(hù)和重瓦斯保護(hù)不動作或者三側(cè)斷路器拒動時，用于切除故障的備用保護(hù)，對差動保護(hù)而言作為近后備保護(hù)，對相鄰元件保護(hù)（下級出線保護(hù)）作為遠(yuǎn)后備保護(hù)。主要分為高后備、中后備、低后備。它屬于電氣量保護(hù)，實(shí)現(xiàn)方式有：過電流保護(hù)、低電壓起動的過流保護(hù)、復(fù)合電壓起動的過流保護(hù)以及負(fù)序過電流保護(hù)等。

第6篇：變電站基本原理范文

關(guān)鍵詞：智能變電站；智能控制技術(shù)；構(gòu)件元素；分布式電源

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）28-0102-02

作為整個智能電網(wǎng)中最為重要的工作環(huán)節(jié)，智能變電站在整個的工作過程中承擔(dān)著重要的工作任務(wù)。一方面既要積極承擔(dān)起變電站的工作設(shè)備的共組狀態(tài)，另一方面還要支持起電網(wǎng)的信息實(shí)時采集和的相應(yīng)任務(wù)。整個智能變電站在工作的狀態(tài)之中，對整個電網(wǎng)起著實(shí)時的控制、智能任務(wù)的調(diào)節(jié)和其他各種的積極應(yīng)用。通過各個環(huán)節(jié)的相互配合，從而從整體上實(shí)現(xiàn)了變電站與調(diào)度站、與相鄰的其他變電站、工作的電源、以及用電用戶之間的相互協(xié)調(diào)互動、協(xié)同工作。智能變電技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及智能變電站的投入使用不僅為電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定的運(yùn)行提供了切實(shí)可行的數(shù)據(jù)支持，也為未來的電網(wǎng)工作提供了極為重要的技術(shù)支持。本文著眼于智能變電技術(shù)的基本理論基礎(chǔ)，對智能變電站的基本工作原理和工作技術(shù)進(jìn)行了著重分析，并重點(diǎn)研究了智能變電技術(shù)得以廣泛使用的技術(shù)手段。

1 智能變電技術(shù)的基本特征

根據(jù)最新的一項(xiàng)技術(shù)導(dǎo)則定義顯示，所謂的智能變電技術(shù)較之傳統(tǒng)的變電技術(shù)主要是在以下的幾個方面做出了改變：智能變電技術(shù)主要是在技術(shù)上進(jìn)行了改造處理，利用先進(jìn)、集成性比較高、低碳、環(huán)保的各種設(shè)備相互組成的。整個智能變電站都是依靠數(shù)字化和通信平臺的網(wǎng)絡(luò)化相互組成的。整個變電系統(tǒng)全程遵守標(biāo)準(zhǔn)化的基本工作原理，在此項(xiàng)技術(shù)的支撐下，該變電站可以自動完成信息的收集和整理，并在此項(xiàng)技術(shù)的支持下可以對整個電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)和控制、智能調(diào)控措施、在線進(jìn)行決策、協(xié)同合作等變電站。

整個智能變電站最為重要的技術(shù)特點(diǎn)是高度的可靠性。這項(xiàng)技術(shù)對于智能變電站來說是最為基本也是最為重要的。然而高度的可靠性并不是指智能變電站設(shè)備內(nèi)部和自身具有多么穩(wěn)定的可依靠性，除此之外，智能變電站技術(shù)還具備自我診斷的功能，自身可以對系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進(jìn)行自我診斷和治療的功能。對設(shè)備中出現(xiàn)的任何問題都可以第一時間進(jìn)行快速的反應(yīng)和應(yīng)對措施，從而將供電的故障和意外降到最低的程度。

除此之外，智能變電站還具有比較強(qiáng)的交互性的特征。智能變電技術(shù)與此同時還需要為整個網(wǎng)站提供一份更加可靠和充分以及安全的信息。從而整體上為了滿足智能電網(wǎng)的正常運(yùn)行以及對用電量的控制都能起到整體上的調(diào)控作用。

再次，智能變電站還具有極為強(qiáng)大的高度集成性的特點(diǎn)。在整個的工作網(wǎng)絡(luò)中，智能變電技術(shù)組合融入了信息通信技術(shù)、現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)的計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、控制和調(diào)控技術(shù)以及電力電子的相關(guān)技術(shù)等等各個方面。并且在這個過程中，還兼具了微網(wǎng)和一些虛擬的電廠應(yīng)用技術(shù)，這些技術(shù)的相互配合使用從整體上簡化了傳統(tǒng)的變電站的數(shù)據(jù)采集的模式，從而建立起并逐漸形成了一個完整統(tǒng)一的信息電網(wǎng)互動平臺。該平臺的建立對于形成一個完整的智能調(diào)控措施、在線解決問題措施等方面都起到了積極的調(diào)節(jié)和控制作用。

除了上述的特點(diǎn)之外，智能變電站還具有低碳和環(huán)保的特點(diǎn)。新型的智能變電技術(shù)在設(shè)備的使用過程中創(chuàng)新性地使用了光纖這種材料，代替了傳統(tǒng)的一些電纜和電線，這種集成性特別好的材料具備功能強(qiáng)大、性能好等特點(diǎn)。這些材料的使用不僅有效節(jié)省了材料，減小了原材料的損耗，還有效地降低了該材料的生產(chǎn)成本。與此同時，還起到了有效保護(hù)環(huán)境的作用。這種新型的原材料不僅減少了噪聲、輻射和電磁等方面的污染，還極為有效地凈化了電磁的生產(chǎn)環(huán)境，對整個智能變電站都起到了環(huán)保、低碳的作用。

2 智能變電技術(shù)使用的關(guān)鍵性技術(shù)支持

較之傳統(tǒng)的智能變電技術(shù)，新型的智能變電站不僅改變了設(shè)備的使用材質(zhì)，還在整個設(shè)備系統(tǒng)中有效地應(yīng)用了許多新型的現(xiàn)代化技術(shù)。這些新型的現(xiàn)代化技術(shù)有效地將設(shè)備工作狀態(tài)中的各種動態(tài)信息得以獲取和分享，從而可以高效地對整個系統(tǒng)進(jìn)行了及時有效的集成調(diào)動。從而更好地實(shí)現(xiàn)了對于智能變電站的分層控制，優(yōu)化了站內(nèi)資源，進(jìn)一步提高了智能變電站內(nèi)部的生產(chǎn)可靠性和安全的性能。

在現(xiàn)代應(yīng)用的許多智能變電技術(shù)中，現(xiàn)有的變電站的相關(guān)技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的需求。各種技術(shù)之間需要相互配合，協(xié)同合作。這就要求各項(xiàng)技術(shù)必須力求打破各項(xiàng)技術(shù)在專業(yè)設(shè)置上的限制，這樣才能更好更深入地了解智能變電技術(shù)的內(nèi)涵。從而實(shí)現(xiàn)智能變電技術(shù)設(shè)備的數(shù)字化、緊湊化和檢修的狀態(tài)化等方面的

特點(diǎn)。

2.1 智能變電技術(shù)的集成效益

在傳統(tǒng)的變電站工作中，進(jìn)行信息采集和處理的主要設(shè)備中心是中央處理器和的芯片一起來配合完成的。根據(jù)大量的數(shù)據(jù)信息處理和邏輯分析過程將這些高級應(yīng)用都集中應(yīng)用在了中央處理器上。因而中央處理器性能的好壞與優(yōu)劣決定了變電站設(shè)備各種功能實(shí)現(xiàn)的速度和質(zhì)量。隨著現(xiàn)代化的電子信息技術(shù)的發(fā)展，硬件描述語言的系統(tǒng)發(fā)展使得各種硬件系統(tǒng)的設(shè)計性能更加模型化和自動化。使用這樣的軟件不僅可以有效地解決信息在傳輸時遇到的相關(guān)瓶頸問題，還更為有效地降低了硬件各種資源在使用中的資金消耗。此外，模塊化的設(shè)計也更加有利于智能電子設(shè)備的更換和升級類的

問題。

電子設(shè)備的硬件集成技術(shù)在智能變電站的工作中，將會打破內(nèi)部的相關(guān)硬件設(shè)計理念。進(jìn)而在此基礎(chǔ)上可以有效地改變變電站的相關(guān)工作理念，從而會在整體上更新變電站的工作原理。

2.2 軟件的構(gòu)成技術(shù)

所謂的軟件構(gòu)成技術(shù)是指具備一定的功能性，并且在這個過程中可以獨(dú)立完成相關(guān)工作或者其他相關(guān)工作的程序體。軟件的構(gòu)成技術(shù)在實(shí)質(zhì)上與一般的代碼是極為不同的。在智能變電站的工作程序中，使用這些復(fù)件技術(shù)的相關(guān)組成可以有效解決系統(tǒng)面臨的故障類

難題。

3 結(jié)語

本文集中性地對智能變電站的相關(guān)理論進(jìn)行了簡要的闡釋。比較全面地闡釋了智能變電技術(shù)的相關(guān)構(gòu)建的方式。然而眼下，智能變電技術(shù)的相關(guān)理論技術(shù)才剛剛開始，在以后的發(fā)展過程中，這項(xiàng)技術(shù)還需要努力做好各個技術(shù)的相互配合，力求努力打破相關(guān)技術(shù)之間的專業(yè)壁壘，將先進(jìn)的電力電子、通信設(shè)備和相關(guān)的控制技術(shù)進(jìn)行相互的融合。從而實(shí)現(xiàn)各種資源的優(yōu)化配置，最終追求實(shí)現(xiàn)智能變電技術(shù)的易改造、易升級的相關(guān)工業(yè)需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹楠，李剛，王冬青.智能變電站關(guān)鍵技術(shù)及其構(gòu)建方式的探討[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，（5）.

[2] 吳國，王慶平，李剛.基于數(shù)字化變電站的集中式保護(hù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，（10）.

[3] 陳建民，周健，蔡霖.面向智能電網(wǎng)愿景的變電站二次技術(shù)需求分析[J].華東電力，2008，（11）.

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第7篇：變電站基本原理范文

Abstract: With the advancement of technology and management,the substation DC system is moving towards the direction of automation and free of maintenance. The continuous demand for the DC system requests a necessary reform of the DC system. The pape starts from the analysis of the problems in 35kV substation DC system and proposes the modification scheme basing on this,the paper makes a brief analysis on the modification scheme of DC system.

關(guān)鍵詞:35kV變電站;直流系統(tǒng);改造方案

Key words: 35kV substation;DC system;modification scheme

中圖分類號:TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)30-0236-01

1當(dāng)前35kV變電站直流系統(tǒng)存在的問題

1.1 采用的敞開式的堿性蓄電池組服役時間較長,運(yùn)行維護(hù)麻煩、安全可靠性低,已不能適應(yīng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置特別是微機(jī)保護(hù)裝置對直流電源的安全技術(shù)要求。

1.2 采用端電池調(diào)節(jié)器調(diào)壓得的直流系統(tǒng),端電池極易硫化、維護(hù)困難,接線復(fù)雜,在更換過程一旦發(fā)生斷線,短路或者接地,都將有可能導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動或者拒動,造成大面積停電事故,甚至可能造成電網(wǎng)事故。

1.3 陳舊的直流裝置自動化程度低,無法滿足遙測、送信等功能的要求。受基本原件的制約,電器化性能提高受到限制。

235kV變電站直流系統(tǒng)改造目標(biāo)

從直流電源的發(fā)展過程看,直流電源已經(jīng)走過了高頻開關(guān)代替相控電源的過程,閥控式密封鉛酸蓄電池的廣泛使用要求整流器具有高性能,電力自動化的發(fā)展要求具有高度智能化的監(jiān)控功能,從而使電力操作電源維護(hù)管理向無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)控自動化的方向發(fā)展。直流系統(tǒng)改造后應(yīng)該保證電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行,最大程度避免不安全因素的發(fā)生;實(shí)現(xiàn)提高蓄電池使用壽命的目標(biāo);全自動兼容手動功能,實(shí)現(xiàn)全程操作的自動化操作;帶有遙測、遙控接口,與調(diào)度中心聯(lián)網(wǎng),全面實(shí)現(xiàn)直流電源的無人值守。

335kV變電站直流系統(tǒng)改造措施

3.1 蓄電池組采用閥控式密封蓄電池。閥控式密封鉛酸蓄電池多采用緊裝配密集極板,超細(xì)玻璃纖維作隔膜,貧電液結(jié)構(gòu)。也有采用管式正極板,專用隔板膠體電解液的富電液結(jié)構(gòu)的,其基本原理都使氣體在極板問轉(zhuǎn)移,促進(jìn)了再化合反應(yīng),同時利用減壓閥保持電池內(nèi)部有一定壓力。這類蓄電池具有防酸式鉛酸蓄電池的優(yōu)點(diǎn)、而且基本上屬于免維護(hù),同時由于沒有酸霧和氣體排出,可以與成套直流電源柜一起安裝在主控室。現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于各類發(fā)電廠、變電站中,成為無人值班變電站首選蓄電池。但其運(yùn)行壽命與溫度有較大關(guān)系,所以要求環(huán)境溫度不宜過高。一般來說,環(huán)境溫度如果不超過26℃,就可以達(dá)到設(shè)計壽命。同時對充電裝置的穩(wěn)壓精度等技術(shù)參數(shù)也提出較高要求。

3.2 調(diào)壓采用高頻斬波方式。電站繼電保護(hù)裝置對直流電壓的穩(wěn)定度要求較高。傳統(tǒng)調(diào)壓方法為多只二極管串聯(lián)后與多只繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)進(jìn)行有級調(diào)節(jié)。既精度低,又難以實(shí)現(xiàn)自動控制。高頻斬波調(diào)壓就不存在這些問題。動力母線提供的直流電壓,經(jīng)高頻斬波波后送到控制母線,向繼電保護(hù)裝置供電。輸壓反饋到調(diào)節(jié)器,構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng),自動、精確管通斷及斬波寬度,在動力母線電壓大幅度波動時,也可保持控制母線電壓穩(wěn)定。

3.3 采用高頻開關(guān)電源。35kV變電站直流系統(tǒng)中的充電機(jī),一般由工頻變壓器和晶閘管相控整流及濾波裝置組成。缺點(diǎn)是充電機(jī)發(fā)生故障后,需較長時間停電維修,蓄電池得不到充電,全站直流電源處于無保證的危險狀態(tài)。若設(shè)置雙充電機(jī),則要增加投資和安裝場地。因此在直流系統(tǒng)改造時,對充電裝置可以采用近年來才出現(xiàn)的高頻開關(guān)電源,高頻開關(guān)電源采用高頻半導(dǎo)體器件取代晶閘管。它具有輸人阻抗高、開關(guān)速度快、線性好、輸出容量大等特點(diǎn),最新一代的無污染高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng),吸收了普通高頻開關(guān)直流電源的所有優(yōu)點(diǎn),同時很好地解決了功率因數(shù)、輸人諧波、電磁兼容,噪音干擾等方面的問題,是實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動化、變電站無人值守最可靠的供電裝置。同時為了保證系統(tǒng)使用的高可靠性,采用N+l余高頻開關(guān)電源模塊,即用多個高頻開關(guān)逆變器代替電機(jī),其中N個模塊承擔(dān)額定負(fù)載,另加一個備用模。這些模塊功能完善,相互獨(dú)立,可帶電撥插,更換故障模塊幾分鐘就可完成,大大提高充電電源的可靠性。

3.4 充分發(fā)揮計算機(jī)監(jiān)控作用。監(jiān)控任務(wù)主要是對直流系統(tǒng)的交流進(jìn)線柜、充電柜、直流柜及蓄電池組的運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時檢測、控制、警示及通信,依靠人工監(jiān)視定期測量和抄表記錄,工作繁瑣,且缺乏實(shí)時性,特別是個別蓄電池過早老化失效,很難及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn),埋下隱患。采用以單片控制為核心的計算機(jī)監(jiān)控和相關(guān)的變送器、傳感器可對直流電源的電壓、電流、溫度、以及開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、控制和通信,實(shí)現(xiàn)遙側(cè)、遙控、遙調(diào)和過電壓、欠電壓、過電流、過熱、接地等多種保護(hù)及報警。計算機(jī)監(jiān)控的最大好處是實(shí)現(xiàn)瞥電池充電過程的自適應(yīng)控制。方法是利用計算機(jī)實(shí)時監(jiān)測和記錄蓄電池組的充放電電流大小及時間的長短,通過分析蓄電池放電電壓、電流的變化,引人相關(guān)的修正系數(shù)即可算出蓄電池組的現(xiàn)存容量;再以存放在存儲器中廠家提供的最優(yōu)充電曲線為基準(zhǔn),結(jié)合實(shí)測溫度的高低控制充電模塊的充電電流,使蓄電池組獲得優(yōu)化的充電效果和得到最長的使用壽命。

4結(jié)束語

35kV直流電源是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備,作為變電站自動控制、繼電保護(hù)、動力、儀器儀表、信號、通信、事故、照明等的重要工具,其性能和質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到機(jī)組、電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備安全。在變電站實(shí)行無人值守、少人值守的情況下,對直流系統(tǒng)的可靠性及自動化、功能的要求更高。采用先進(jìn)的電源技術(shù)與監(jiān)控手段,注重對變電站蓄電池、電源、監(jiān)控手段的改進(jìn),在變電站直流系統(tǒng)改造過程中顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn):

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[3]辛耀宗.惠來電廠直流系統(tǒng)存在的問題及其解決辦法[J].廣東輸電與變電技術(shù),2009(6).

第8篇：變電站基本原理范文

關(guān)鍵詞：無人值守 輔助系統(tǒng) 智能視頻 聯(lián)動 預(yù)案 組態(tài)

1 背景

1.1 行業(yè)趨勢 隨著國家電網(wǎng)智能化堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)步伐的逐步推進(jìn)，變電站無人值守建設(shè)分級部署規(guī)則逐漸明確：330kV及以上變電站必須實(shí)現(xiàn)無人值守，220kV變電站盡快納入改造和建設(shè)范圍，110kV及以下變電站參照無人值守建設(shè)要求。

在以智能化建設(shè)為準(zhǔn)則的要求下，變電站的新站建設(shè)和老站改造，都需要涵蓋以安防、消防等內(nèi)容為主的變電站輔助系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)，是涵蓋原來變電站內(nèi)安防、消防、圖像、環(huán)境和控制以及SF6泄漏檢測等子系統(tǒng)的平臺化應(yīng)用。

輔助系統(tǒng)在新建站的建設(shè)中，一般按照國網(wǎng)統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行采購實(shí)施，預(yù)留接口。但是在老站的改造要求差異化比較大的情況下，需要針對每個地區(qū)甚至變電站的實(shí)際情況，進(jìn)行合理規(guī)劃，避免重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)，定制改造方案。

1.2 項(xiàng)目由來 近年來，晉中供電公司緊跟國網(wǎng)智能化建設(shè)步伐，積極尋求技術(shù)創(chuàng)新和突破，在現(xiàn)有國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，選取部分變電站進(jìn)行智能化升級改造，其中涵蓋輔助系統(tǒng)的建設(shè)和完善。

本項(xiàng)目以220kV北田變電站為建設(shè)主體，充分考慮已有輔助系統(tǒng)系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容，以智能視頻為升級改造核心，以最大化利舊和系統(tǒng)同平臺化為原則，以無人值守為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)輔助平臺的改造以及主站建設(shè)的探索。

2 系統(tǒng)概述

2.1 系統(tǒng)架構(gòu) 本項(xiàng)目改造后，北田站輔助平臺，以視頻異常識別和自動跟蹤為創(chuàng)新點(diǎn)，集成視頻、周界安防、消防、門禁、環(huán)境監(jiān)控、智能照明等控制子系統(tǒng)，預(yù)留SF6泄漏檢測和一次二次平臺整合接口，采用組態(tài)開發(fā)模式，具有統(tǒng)一界面，具備子系統(tǒng)內(nèi)和跨子系統(tǒng)的告警布撤防預(yù)案、告警聯(lián)動預(yù)案。

系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1所示。

分站主要監(jiān)控內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架部署，如圖2所示。

2.2 關(guān)鍵技術(shù) 220kV北田站改造過程中，廣泛征求相關(guān)單位建設(shè)意見，深入探討新型技術(shù)的應(yīng)用方案，在充分借鑒業(yè)界內(nèi)部的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確立以智能視頻為主要創(chuàng)新點(diǎn)。

2.2.1 智能視頻。無人值守的建設(shè)目標(biāo)，確定了監(jiān)控的高標(biāo)準(zhǔn)高要求。在遠(yuǎn)程監(jiān)管的需求下，視頻監(jiān)控?zé)o疑是最直觀最可靠的監(jiān)控方式之一。但是在人力資源日益緊張的大環(huán)境下，原有7*24小時值班堅(jiān)守的方式，顯然不能滿足我們的建設(shè)目標(biāo)。因此，積極嘗試新的智能視頻監(jiān)控方式，是我們的首選。

在原有視頻影像采集、云鏡控制和語音對講等基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對特定目標(biāo)或者情況的自動識別，并發(fā)出預(yù)警，是智能視頻的基本原理。

項(xiàng)目中，通過視頻移動偵測和周界告警技術(shù)為告警觸發(fā)源，以自動跟蹤為聯(lián)動手段，實(shí)現(xiàn)入侵人員或者活動物體的有效監(jiān)控。

2.2.2 聯(lián)動和預(yù)案。在自動視頻跟蹤的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有監(jiān)控內(nèi)容，打破子系統(tǒng)之間的信息孤島，建立有效聯(lián)動和管理預(yù)案。

以安防監(jiān)控為例，在我們設(shè)定的周界監(jiān)控邊界產(chǎn)生告警后，基礎(chǔ)聯(lián)動方案包括：對應(yīng)區(qū)域的智能照明自動啟動，實(shí)現(xiàn)燈光威懾和光線補(bǔ)充；自動跟蹤攝像機(jī)會首先調(diào)整監(jiān)控角度，關(guān)聯(lián)多臺攝像機(jī)從不同方位進(jìn)行移動可疑物體的自動跟蹤拍攝，形成錄像文件；喊話等警示裝置自動啟動，進(jìn)行現(xiàn)場警示；后臺服務(wù)及時發(fā)送告警短信和電話語音，通知相關(guān)管理人員。

在告警聯(lián)動的基礎(chǔ)上，多套預(yù)案的制定和設(shè)置，保證了系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性。比如，為了區(qū)別無人值守區(qū)域在檢修等特定情況的人員合法活動需求，可以采用布撤防的預(yù)案策略，包含按時間段自動布撤防、遠(yuǎn)程手動布撤防或者告警消警邏輯布撤防等。

2.2.3 軟件平臺。在集成了多個子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，平臺方面同樣積極尋求創(chuàng)新。結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用的跨業(yè)務(wù)和多層次要求，我們提出以運(yùn)算效率、權(quán)限管理和用戶界面友好為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)。

平臺采用工業(yè)自動化應(yīng)用范圍廣泛的組態(tài)技術(shù)作為軟件核心，生成形象、直觀而且生動的立體畫監(jiān)控管理，將所有監(jiān)控內(nèi)容集成到統(tǒng)一平臺。為了提升數(shù)據(jù)運(yùn)算效率，系統(tǒng)采用工業(yè)實(shí)時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的數(shù)據(jù)管理方式，保證系統(tǒng)在運(yùn)算速度得到極大提高的基礎(chǔ)上，兼顧復(fù)雜邏輯的實(shí)現(xiàn)同樣獲得保障。針對不同層級、不同部門和不同專業(yè)的平臺共用需求，系統(tǒng)采用了區(qū)域、層級和監(jiān)控內(nèi)容等三結(jié)合的權(quán)限分配策略，實(shí)現(xiàn)靈活的權(quán)限管理，并且通過角色模版定制，達(dá)到快速拷貝權(quán)限定制的目的。

3 應(yīng)用前景

220kV北田站改造之后的輔助系統(tǒng)平臺，將分散在多個部門的獨(dú)立報警監(jiān)控系統(tǒng)的報警信息，整合到一個以本地網(wǎng)為中心的系統(tǒng)上來，變單一化管理為集中化、自動化管理。中心值班人員只需按流程操作，即可處理所有納入本系統(tǒng)的報警信息，從而解決來自前端的多方位的安全報警得不到及時處理的問題，基本實(shí)現(xiàn)：能看（能切換到任何一個現(xiàn)場圖像）、能控（可以遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場的門鎖、視頻、防范狀態(tài)）、能查（對設(shè)備、人員、環(huán)境、進(jìn)行實(shí)時查詢），做到報警有人問，應(yīng)急處置迅速，處理過程明確，各環(huán)節(jié)明細(xì)可追究，最終形成安全預(yù)防、安全監(jiān)控、事后處理及決策支持的完成的安全防護(hù)體系。

經(jīng)過本期項(xiàng)目的建設(shè)，以智能視頻的核心技術(shù)的現(xiàn)有變電站輔助系統(tǒng)改造規(guī)范基本形成，我們將按照國網(wǎng)“做一個項(xiàng)目、進(jìn)行一次提升、形成一套規(guī)范”的指導(dǎo)原則，參照本區(qū)域內(nèi)變電站的改造需求，進(jìn)行項(xiàng)目拷貝和深入探索，為無人值守變電站的安全集中化監(jiān)控管理新模式打下基礎(chǔ)，以適應(yīng)電力系統(tǒng)的高速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛鵬.110kV無人值守變電站的抗干擾措施[J].電力建設(shè)，2005

（02）.

第9篇：變電站基本原理范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；智能變電站；電子式互感器

0 引 言

泰和220kV變電站位于吉安市泰和縣城東北方向約9km的泰和工業(yè)園創(chuàng)業(yè)區(qū)內(nèi)，采用戶外常規(guī)敞開式設(shè)備。變電站建設(shè)規(guī)模：主變壓器本期1×150MVA，220kV出線本期出線4回，110kV出線本期出線4回，10kV出線本期出線8回，無功補(bǔ)償本期裝設(shè)2×7.5Mvar并聯(lián)電容器。220kV、110kV采用雙母線接線。10kV采用單母線分段接線，本期單母線接線。

1 電子式互感器

電子式互感器遵循GBT20840.7/8(IEC60044-7/8)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)不完全統(tǒng)計，電子式互感器已在國內(nèi)數(shù)十個110kV、220kV電壓等級變電站成功投運(yùn)，最長的運(yùn)行時間達(dá)5年。電子式互感器在220kV變電站的應(yīng)用已從初期的間隔掛網(wǎng)運(yùn)行、整站試點(diǎn)逐漸進(jìn)入到實(shí)際工程推廣應(yīng)用階段。

1.1電子式互感器在泰和變的應(yīng)用

220kV及110kV互感器均采用數(shù)字輸出的電子式互感器，10kV互感器除主變進(jìn)線柜內(nèi)裝設(shè)電子式CT外，其它開關(guān)柜內(nèi)則裝設(shè)常規(guī)電磁式互感器。

采用的電子式電流互感器基本原理是采用羅氏線圈傳感器將一次電流轉(zhuǎn)換為弱電信號，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后通過光纜送出給接收端；電子式電壓互感器采用電感(或電容)分壓器將一次高電壓轉(zhuǎn)換為弱電信號。整個電流采集、分壓裝置的體積都很小，轉(zhuǎn)換裝置可以共用一個，故完全可以將電流、電壓互感器整合為一個設(shè)備。目前220kV電壓等級及以下，國內(nèi)大部分電子式互感器生產(chǎn)廠家也已經(jīng)將這種整合應(yīng)用于實(shí)際工程。

1.2 電流互感器

220kV各間隔、主變?nèi)齻?cè)間隔采用有源型電子式電流互感器并按保護(hù)雙重化要求配置，線圈配置原則為2個保護(hù)線圈，1個測量、計量線圈，準(zhǔn)確級分別為5P級、5P級、0.2S級。

110kV均按照保護(hù)單套原則配置有源型電子式電流互感器，線圈配置原則為1個保護(hù)線圈，1個測量、計量線圈，準(zhǔn)確級分別為5P級、0.2S級。

10kV各間隔（主變進(jìn)線除外）互感器仍選用常規(guī)電磁式電流互感器，1個保護(hù)線圈、1個測量線圈、1個計量線圈，準(zhǔn)確級分別為10P20級、0.5級、0.2級。

1.3 電壓互感器

220kV和110kV的母線PT由于采用數(shù)字式輸出，合并器替代了常規(guī)電壓切換回路，故設(shè)計采用每條母線配置具有2個二次電壓輸出端的有源型電子式電壓互感器，準(zhǔn)確級次為0.2/5P級、5P級。10kV電壓等級采用常規(guī)電磁式電壓互感器，配置2個三相二次線圈，1個開口三角線圈，準(zhǔn)確級為0.2級、0.5級、3P級。

本項(xiàng)目不配置單獨(dú)的電子式電壓互感器，而采用將其分壓線圈合并裝設(shè)在線路內(nèi)側(cè)電子式電流互感器中的組合方式，其準(zhǔn)確級為0.2級。此方案對于保護(hù)裝置重合閘檢同期、檢無壓功能和監(jiān)控的同期控制均無影響，而線路外側(cè)接地刀的防誤閉鎖問題可以通過線路外側(cè)加裝高壓帶電顯示器來解決。

1.4 電子式互感器與隔離開關(guān)組合

整合完畢的有源電子式互感器體積較小，重量也很輕，與外界接收裝置的聯(lián)系只是一根光纜。為壓縮間隔縱向尺寸、節(jié)省占地以及降低工程全壽命周期成本，將部分間隔的電子式互感器與雙柱水平斷口隔離開關(guān)進(jìn)行設(shè)備組合，將電子式互感器安裝在隔離開關(guān)靜觸頭側(cè)設(shè)備底座上，與隔離開關(guān)靜觸頭共用一個支架。

2 電纜設(shè)施

數(shù)字化變電站中過程層網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和應(yīng)用極大地優(yōu)化了二次電纜的數(shù)量。二次盤柜至配電裝置以及不同二次盤柜之間的控制電纜幾乎完全被取消，而改之以少量光纜代替。二次設(shè)備間內(nèi)多為光纖接線，屏內(nèi)端子排數(shù)量只有常規(guī)盤柜的10%左右，因而施工接線工作量極少。由于采用電子式互感器，光纖傳輸，使得全站的電纜大大減少，為簡化電纜設(shè)施提供了條件。

3 監(jiān)控系統(tǒng)

全站采用IEC 61850通訊體系結(jié)構(gòu)，分為站控層、間隔層和過程層。各層之間通過站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)相連，兩層網(wǎng)絡(luò)相對獨(dú)立。

全站以太網(wǎng)全部采用百兆以太網(wǎng)(100Mbps)，重要網(wǎng)絡(luò)雙重化配置。過程層網(wǎng)絡(luò)按間隔劃分沖突域，模擬量采樣數(shù)據(jù)通過點(diǎn)對點(diǎn)串行方式傳輸，GOOSE信息則單獨(dú)組網(wǎng)。

3.1 監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方案

站控層網(wǎng)絡(luò)方案：站控層網(wǎng)絡(luò)采用100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)，并按照IEC61850通信規(guī)約進(jìn)行系統(tǒng)建模及信息傳輸，通訊介質(zhì)采用光纖。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)冗余化配置雙以太網(wǎng)，保證單一網(wǎng)絡(luò)故障時不失去任何功能。經(jīng)功能優(yōu)化，保護(hù)信息網(wǎng)取消，保護(hù)設(shè)備與信息子站通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)交換信息。故障錄波網(wǎng)仍予以保留，故障錄波系統(tǒng)與信息子站通過該網(wǎng)絡(luò)傳遞錄波信息。10kV配電裝置采用間隔層設(shè)備下放的布置方式，因而構(gòu)成位于就地的站控層網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)采用雙重化100Mbps以太網(wǎng)，通過級聯(lián)方式與遠(yuǎn)方站控層網(wǎng)絡(luò)相連。

3.2 GOOSE網(wǎng)絡(luò)

站內(nèi)開關(guān)量信息通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備的互聯(lián)互操作，因此GOOSE網(wǎng)的安全可靠直接關(guān)系到變電站的能否穩(wěn)定運(yùn)行。影響GOOSE網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素是交換機(jī)的可靠性，故考慮提高GOOSE網(wǎng)的冗余度，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置，選用工業(yè)級光交換機(jī)，并采用少接口多臺配置原則。

220kV GOOSE網(wǎng)絡(luò)按雙網(wǎng)配置，滿足雙重化保護(hù)的要求，兩個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)相互獨(dú)立。網(wǎng)絡(luò)采用星型拓樸結(jié)構(gòu)，每個220kV線路及母聯(lián)間隔配置兩臺交換機(jī)；220kV系統(tǒng)配置兩臺220kV公用交換機(jī)，分別接母線保護(hù)、錄波等設(shè)備，并和主變GOOSE網(wǎng)相連。220kV各間隔交換機(jī)分別布置于各間隔保護(hù)屏上，公用交換機(jī)布置于220kV公用測控柜。

3.3 五防閉鎖系統(tǒng)

全站不設(shè)獨(dú)立的微機(jī)五防工作站，監(jiān)控系統(tǒng)具有五防閉鎖邏輯功能，可以實(shí)現(xiàn)站控層、間隔層和就地三層結(jié)構(gòu)的五防閉鎖。監(jiān)控主機(jī)實(shí)時采集全站斷路器及刀閘位置狀態(tài)，對遙控指令進(jìn)行閉鎖邏輯判斷，禁止誤操作指令執(zhí)行。間隔層具有完善的防誤閉鎖邏輯軟件，測控單元及智能終端按電氣一次間隔配置，能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)本間隔的操作閉鎖邏輯；通過從站控層以太網(wǎng)獲取公共信息，在間隔層還可以實(shí)現(xiàn)與本單元以外設(shè)備之間的綜合操作閉鎖功能。

為了實(shí)現(xiàn)各出線側(cè)地刀的安全閉鎖功能，在220kV、110kV線路側(cè)加裝了高壓帶電顯示裝置，將線路側(cè)的帶電狀態(tài)作為操作閉鎖條件之一，參與監(jiān)控系統(tǒng)閉鎖邏輯運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)出線地刀的防誤閉鎖。

5 結(jié) 語