61850数字化变电的技术分析.doc

61850数字化变电站的技术分析 摘 要 随着计算机信息处理与网络技术的大力发展，以其为应用基础的数字化变电站技术也在不断发展，随着电子式互感器、智能开关技术的应用，使得数字化变电站的系统结构又有了不同于常规变电站的革命性变化。针对目前数字技术的普遍应用，本文研究了其中若干关键技术，分析数字化控制技术的发展方向。 关键词：数字变电站，智能电网，电子式互感器，智能开关技术 第1章 数字化技术相关理论 1．1 数字化变电站的意义 数字化变电站是智能电网的物理基础，是高级调度中心的信息采集和命令执行单元，IEC61850的推出和应用，推进了变电站的标准化，使得各类二次设备以边准的方式建模和通信，第一次在变电站内能够完成统一的信息交互，二次设备融合成为一种趋势。建设以光电式互感器、智能化集成开关、职能变压器等数字化一次设备智能电子设备为基础的新型变电站自动化系统，实现数字化变电站站内各层间的无缝通讯，最大限度地满足信息共享和系统集成的要求，则是数字化变电站技术的发展方向。数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站是应用IEC61850进行建模和通信的变电站，数字化变电站体现在过程层设备的数字化，整个站内信息的网络化，以及开关设备实现智能化。 智能化的一次设备 一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。 网络化的二次设备 变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I／O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。 自动化的运行管理系统 变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能及时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。 数字化变电站系统结构图 （1）基础数据层 数字化变电站的过程层是一次设备与二次设备的结合点。其主要功能有： 系统实时运行电气量检测：即利用非常规互感器检测系统电流，电压，相位和谐波分量等电气量；运行设备状态检测：在线检测变压器，断路器，母线等设备的温度，压力，密度，绝缘，机械特性以及工作状态等数据；操作控制命令执行：过程层在执行控制命令时具有智能性，能判断命令的真伪及其合理性。 （2）间隔层 间隔层的主要功能：汇总本间隔过程层的实时数据信息；对一次设备实施保护控制功能；对本间隔执行操作闭锁功能；实施操作同期及其它控制功能；对数据采集发出具有优先级别控制等等。 （3）网络层 网络层的主要任务是：通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息；将有关数据信息送往电网调度或控制中心；接受电网调度或控制中心有关控制命令，并转向间隔层和过程层执行；具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；具有对间隔层和过程层设备的在线维护等功能。 （4）站控层 站控层的主要任务是：运行中的前端数据，最后汇总于站控层，作为数字化变电站的重要信息汇集处，通过站控层，所有站内外的数据可以在此进行整理。内部的数据通过此向外传送，外部的数据也从此入口进入到站内进行处理与控制。 1．5 数字化变电站的应用技术 数字化变电站的电子互感器将高电压、大电流信号直接变换为数字信号；设备之间信息交互全部采用高速以太网的网络通信，二次设备之间不再出现常规功能装置重复的 I/O 接口；通过以太网技术真正实现数据共享、资源共享。 1.5.1 电子式互感器 电子式互感器的诞生是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然结果。电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。具有优良的绝缘性能，不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题互感器将高压侧信号通过绝缘性能很好的光纤传输到二次设备，这使得其绝缘结构大大简化，电压等级越高其性价比优势越明显。互感器利用光缆而不是电缆作为信号传输工具，实现了高低压的彻底隔离，不存在电压互感器二次回路短路或电流互感器二次回路开路给设备和人身造成的危害，安全性和可靠性大大提高。在生产管理工作中，变电站