基于iec61850电压监测系统设计

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1、基于IEC61850电压监测系统设计【摘要】智能化变电站采用大量的非传统互感器，输出电压数字信号代替了模拟信号，导致传统电压监测仪无法采集电压信号。通过技术创新，研制智能电压监测仪，使其支持对IEC61850—9—2等协议电压数字信号的采集、统计和分析。智能电压监测仪使用网络传输信号，经过安全隔离装置的隔离，将数据发送到电能质量管理系统，从而实现智能变电站的电压监测。【关键词】智能化；电压；监测;IEC61850【中图分类号】TM56；TP277【文献标识码】A【文章编号】1672—5158(2012)10-0257-020引言智能变电站采用先进、可靠、集成、低

2、碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能变电站作为智能电网的重要环节，也是今后变电站发展的主要趋势。据悉，国家电网将在“十二五”期间投资建设大量智能变电站，可以预见，在不远的将来，智能变电站将在全国电网系统遍地开花。基于EC61850标准体系的智能变电站在提升信息化、自动化、互动化水平的同时，也对传统一二次设备提出了新要求和带来新挑战。变电站电压合格率是衡量供电电压质量一个重要

3、指标，是国家电网优质服务的重要内容，也是电监会电力监管的关键指标。传统电压监测仪作为统计电压合格率主要仪表，已经越来越无法满足智能变电站的技术要求。传统电压监测仪的电压输入量均为传统模拟量输入，而智能变电站大量采用非常规互感器，不再提供模拟量输出接口，因此，设计能够适应智能变电站需求，无缝接入电压合格率管理系统，并实现智能化应用的新型电压监测系统是当前非常紧迫的课题。1智能电压监测系统功能需求根据电压监测仪相关标准规范，结合智能变电站技术特点，设计的智能电压监测系统需具备以下功能：支持对非传统互感器二次输出采样。智能变电站广泛采用了电子式、光纤式等非常规互感器，

4、其一二次转换和二次输出跟传统互感器相比，不论是原理上和形式上均有较大差异，突出表现在二次输出由模拟电信号变为光电数字信号。输出的光电数字信号通过合并单元MU的处理，以IEC61850-9-2等规范和格式上送采样数据。因此，智能电压监测仪必须支持对IEC61850-9-2等协议规范的电压数字信号的分析和解读，实现对智能站电压电信号的采集，从而解决传统的电压监测仪无法接入智能化变电站的问题。实现采样数据的就地统计分析。传统统计型电压监测仪接入模拟信号后通过模数转换，获得采样数据后进行处理，而智能统计型电压监测仪则从MU单元获得数字信号后无需模数转换，直接进行处理，并

5、实现电压数据监控、采集、统计、集抄、告警和数据远传等功能。实现智能化高级应用。长期以来，传统仪器仪表功能较为单，越来越无法满足智能变电站建设需求，随着新技术的发展和应用，对其进行技术升级成为可能，通过智能化改造,使其具备智能化特征，从而服务电力安全生产，提高安全效益。提高智能化方面，主要从信息化、自动化、互动化方面进行探索。具备电力安全防护隔离功能。智能电压监测仪从厂站采样值传输网采集电压数据，将数据处理后再通过信息网上送到电压合格率管理系统，因涉及两个安全控制区，根据相关管理规定，在生产控制大区与管理信息大区之间必须设置经国家指定部门检测认证的电力专用横向单向

6、安全隔离装置，因此电压监测网还需考虑电力二次安全防护问题。实现电压合格率统计报表功能。电压合格率的基础管理工作的载体是各种报表的制作，采集和存储的电压数据，需要进行统计分析，实现终端测点管理和配置，统计查询、报表自动生成、终端远程维护，工况信息监视和告警事件查询等功能。2项目总体架构2.1项目架构智能变电站电压监测系统由智能电压监测仪、II区电压前置子系统、正反向隔离设备、数据库与WEB服务器、以及通讯系统组成。智能变电站电压监测接入总体结构图1所示:2.2安全防护与安全隔离安全II区与III区间横向隔离根据二次安全防护规定需采用单比特硬件隔离装置。II区与II

7、I区间横向隔离部署在变电站侧，由于主站系统中统计处理子系统与前置子系统间需双向交互，所以应采用正向、反向隔离装置。2.3与合并单元交互智能型电压监测仪与合并单元间的物理接口为光纤以太网接口，通过遵循IEC61850规范的网络交换机进行数据交换。接入母线的电压信号，每段母线有独立的电压合并单元，通过多模光纤经交互机送至智能电压监测仪。3电压监测原理及功能设计3.1电压监测原理智能型电压监测仪通过间隔层网络从合并单元获取IEC61850-9-2母线电压的波形采样数据，经过计算、统计得到电压合格率数据，再进行存储、显示，最终通过网络上行通道与主站系统通讯。数据流向及原

8、理如下图所示：3.2电压