电力数据库工程运用技术研究

《电力数据库工程运用技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电力数据库工程运用技术研究第-章绪论1.1电力系统自动控制现状电力系统自动化是指电能发输配用各环节的自动控制、自动调度和自动化管理，具体包括线路继电保护、安全自动装置、自动发电量控制、自动电压控制和电能计量系统等。线路保护装置用于在输电线路发生故障时迅速、准确地切除故障或发出信号，例如在22OkV线路接地故障时直接跳闸或发出重合闸命令。安全自动装置是为防止事故扩大、系统失稳，电网崩溃而设置的自动控制装置，它根据事故的具体情况，按离线或在线策略实施有机联动，尽量减少故障影响，例如在500kV过江线路故障时，同步切除苏南用电负荷、压低苏北发电机组出力。自动发电量

2、控制系统按用电需求自动控制发电机组的实时发电出力，自动调节发电机组的发电功率，使系统处于经济的运行状态。自动电压控制系统通过自动调节发电机励磁、线路电容器、电抗器等措施，使电网电压水平相对稳定，减少线路电能损耗。电量计量系统负责电能量的计量结算。这些自动控制系统通过分析电网实时状态进行自动控制，电网状态的同步数字采样是电力系统自动化控制的前提和基础。同步数字采样包括数字化采样和数据同步两个要件。1.2传统同步采样方式及其存在的问题传统采样方式通过两个步骤实现:首先，通过传统电压互感器或传统电流互感器将高压输电系统的高电压、强电流按-定变比降压、降流为低电压、

3、小电流，并通过信号电缆送至继电保护装置、电能计量装置等自动控制设备。其次，自动控制设备内置的A/D变换模块将信号电缆中的模拟信号抽样量化为数字信号并按照变比恢复。传统的互感器本质上是-种特种变压器，受变压器原理限制，无法同时保证测量精度和动态范围。例如，线路保护装置负责在电网故障时，将故障段从主网中断开，需要互感器具有较大的动态范围，但对测量精度要求不高。计量装置需要较高的测量精度，但它只需要对稳态电网计量，对动态范围要求不高。所以通常需要为各个自动控制装置配置多个独立的互感器，以满足各个自动控制装置对于测量精度和动态范围的不同需求，这不仅增加建设成本，而且

4、多个测量值无法统-，无法共享。实际工程中，互感器通常安装在变电站高压进线侧，而自动控制装置通常安装于变电站中心机房内，其互联的信号电缆距离较长且数量较多，较易受到电磁干扰的影响。目前，电网各厂站均配置了GPS装置，依靠GPS实现数据同步。GPS装置提供IPPs秒脉冲、IRIG-B、串口报文等时间同步接口，直接对自动控制设备授时。正常情况下，GPS可以满足生产需要，但由于缺乏时钟同步监视和时间精度检测的手段，GPS的监测主要依靠定期人工巡检，故障很难被发现，影响电网安全稳定，也使事故后的故障分析更加困难。同时，电网作为最重要的基础设施，完全依赖GPS实现时间同

5、步，政策风险极大。第二章电子式互感器技术物理电网是模拟的，电网状态的数字采样是通过电子式互感器实现的。电子式互感器是电力测量装置，它对输电线路、厂站母线、发电机和变压器等设施进行周期性采样、量化、编码，并按协议将数据通过网络上传。电子式互感器按用途可分为电压互感器和电流互感器，按高压侧是否需要工作电源又可分为有源式和无源式。2.1电子式电压互感器基本原理有源电子式电压互感器-般采用分压原理，将高电压通过电容、电阻或电感元件分压后测量，再根据测量值和分压比推算出-次电压。无源电子式电压互感器通常采用基于普克尔效应的载波测量原理。在-定条件下，晶体的折射率与外加

6、电场强度成正比。恒稳光源发射的光波，在通过高电压作用下的晶体时被调制，而且调制效果与电压值直接相关，通过特定的解调方式可还原推算出-次电压。2.2电子式电压互感器选型分析电阻分压方式的测量精度最优，它采用精密电阻分压器作为传感元件，技术成熟，结构简单，具有测量准确度高、体积小、重量轻等优点，但受电阻功率和绝缘水平的限制主要应用于10kV-35kV等级的中低压配电网。电容分压方式在高压输电网中优势明显。电容式电压互感器没有电磁单元，暂态响应方面较常规电压互感器有明显改善。电容式电压互感器具有电场强度裕度大、绝缘可靠性高、不会形成铁磁谐振、能抑制雷电波先导、价格

7、便宜等优点。电感分压沿袭了串级式电磁电压互感器原理，仍存在铁磁谐振问题。基于普克尔效应的电子式电压互感器测量精度高，但工艺要求高，易受温度影响。恒稳光源的发光波长随温度变化，需采取必要的补偿措施;波导晶体的加工精度要求很高，而且晶体热光效应明显，温度稳定性差;光学器件组装应力也会造成折射率特性的改变，即应力双折射现象，这些都将影响测量精度。电容式电压互感器成本与传统电压互感器相差不大，且已大规模应用，性价比较高。无源型电压互感器技术门槛高，国内产品多处于研发、试运行阶段，尚不成熟，例如山西晋中范村变电站试用的西安同维集团公司产品。国外产品中，美国NxtPha

8、se公司能够提供有运行经验的成熟产品，但元器件成本很