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数字化变电站技术讲座
数字化变电站技术 数字化变电站概念 数字化变电站发展历程 电子式互感器 GOOSE 合并器 四合一智能单元 交换机 IEC61850简介 IEC61850建模 数字化变电站实施 概念: 由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备分层构建,建立在IEC 61850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 从技术实现手段方面定义 强调数字方式交换信息 智能化 从设备功能方面定义 强调自检和在线监测 自动化 从用户体验方面定义 集成、施工、调试、检修、改扩建…… 强调经济性、可靠性,降低全生命周期成本 基本特征 一次设备智能化——电子式互感器+智能一次设备 二次设备网络化——基于以太网 信息模型标准化——IEC 61850标准 背景:摩尔定律推动3C技术不断超越 目前实现了电子式互感器和IEC 61850技术融合 期待智能一次设备的突破 可能发生一二次系统的整合和演变 电子式互感器通常由传感模块和合并单元两部分构成,传感模块又称远端模块,安装在高压一次侧,负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。合并单元安装在二次侧,负责对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。 有源式电子式互感器 利用GIS开关SF6气体实现绝缘的GIS结构的电子互感器 利用CT与激光混合供电的独立式电子互感器 10/35kV低功率小信号电子式互感器 常规互感器就地采样合并单元 无源式电子式互感器 全光纤电子式互感器 电子式互感器-传感模块 有源式电子互感器 利用电磁感应等原理感应被测信号 传感头部分具有需用电源的电子电路 利用光纤传输数字信号 独立式、GIS式 有源式电流互感器原理: 空芯线圈是一种密绕于非磁性骨架上的螺线管,如图所示。空芯线圈不含铁芯,具有很好的线性度。空芯线圈的输出信号e与被测电流i有如下关系: GIS电子式互感器 有源独立式电子式互感器 电流互感器基本原理: Faraday磁光效应 电压互感器基本原理: Pockels电光效应 全光纤电子式互感器 传感回路均为光纤,室外无电子器件 可靠性不受室外环境和电磁兼容影响 问题主要在于精度受温度影响,目前可达到0.2级 相对于基于光学玻璃原理的电子式互感器,精度更高,可靠性更高 光纤与玻璃之间的粘接存在可靠性问题 精度与光强、回路损耗相关 精度受温度影响更大 电流互感器 电压互感器 电流电压式互感器 有源互感器 电子式互感器 VS 传统互感器 GOOSE技术 GOOSE配置: MinTime:GOOSE报文发送的最小间隔时间范围为1到5000ms; MaxTime:GOOSE报文发送的最大间隔时间, 可人工修改,范围为1000到30000ms; MAC-Address:发送GOOSE报文的组播地址的最低的两个字节(共6字节,前四个字节固定为010ccd01), 范围为0000至0x01ff,建议一个装置发送使用一个组播地址 AppId:发送GOOSE报文的AppId,可人工修改 VlanId:发送GOOSE报文的VlanId,范围0到0xFFF Vlan-Priority:发送GOOSE报文的优先级,默认值为4,范围0到7 Dataset name:发送GOOSE数据集名称,字符串 GSEControl name:发送GOOSE控制块名称,字符串 ConvRef:发送GOOSE配置的版本号 GOOSE输入输出信号:虚端子 汇集多路互感器数据,集中在一路以太网/串口输出采样值(SV)报文。 与互感器的串口通信协议为私有协议,一般合并单元和互感器使用一个厂家产品。 需要同步信号输入。 PSMU 602 合并器 PSMU 602 合并器 四合一智能单元 合并器+开关智能设备+保护+测控 功能合一 10kV、35kV低压开关柜 接收电子式互感器模拟输出信号 接收站内采样同步信号 保护功能+测控功能(选配) 多种数据输出格式 四合一智能单元 四合一智能单元 交换机的功能介绍: 现场总线: CAN、RS-485; 共享式网络:HUB; 交换式网络:存储交换; 总线式网络 以现场总线为代表的总线式网络具有以下优点 接线简单; 成本低廉; 但是缺点似乎是致命的: 带宽受限,速度和通讯容量都被限制在2.5M以下; 通
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