数字化变电站的建设

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1、数字化变电站的建设谢国喜2数字化变电站概念数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，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。智能化一次设备:电子式互感器、智能化开关等过程层、间隔层、站控层3与传统变电站的比较4数字化变电站电子式互感器的实现智能化开关的实现网络化二次设备及IEC61850的应用数字化变电站建设中需要考虑问题5电子式互感器的定义IEC60044-7/8电子式互感器:一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流

2、或电压传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。在数字接口的情况下，一组电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。电子式电流互感器（ECT）一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次转换器的输出实质上正比于一次电流，且相位偏差在联结方向正确时为已知相位角电子式电压互感器(EVT)一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次电压实质上正比于一次电压，且相位差在联结方向正确时接近于零。6(1)高低压完全隔离，绝缘简单，安全性高；没有因漏油而潜在的易燃、易爆等危险。(2)不存在磁

3、饱和、铁磁谐振等问题。(3)频率响应宽，动态范围大，精度高，可同时满足测量和继电保护的需要。(4)体积小，重量轻，节约占地面积；无污染，无噪声，具有优越的环保性能。(5)CT二次输出可以开路。PT二次输出可以短路。(6)数字信号分享更为容易，带负载能力强。(7)成本与电压等级的关系不大。因此电压等级越高，经济性越明显。(8)方便地实现电压电流组合式。(9)适应电力系统数字化、智能化和网络化的需要。电子式互感器的主要优势7电子式互感器的构成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

4、,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。8合并单元的基本结构数字量输出合并单元时钟输入ECTa（测量）的SC电源需要时的合并单元电源ECTb（测量）的SCECTc（测量）的SCECTa（保护）的SCECTb（保护）的SCECTc（保护）的SC中性点ECT的SCEVTa的SCEVTb的SCEVTc的SC中性点EVT的SC母线EVT的SC9电子式互感器的分类按一次传感部分是否需要供电划分有源式电子互感器无源式电子互感器

5、(纯光学互感器)10电子式互感器的分类按结构及应用场合划分-GIS电子互感器11电子式互感器的分类按结构及应用场合划分-独立式电子互感器12电子式互感器的分类按结构及应用场合划分-低压用电子式互感器(Sensor)13电子式互感器应用情况合并单元线路保护14有源电子式互感器利用电磁感应等原理感应被测信号CT：空心线圈(RC)；低功率线圈(LPCT)PT：分压原理电容、电感、电阻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电子式互感器的原理15电流互感器利用空芯线圈及低功率线圈传感被测一次电流。低功

6、率线圈（LPCT）的工作原理与常规CT的原理相同，只是LPCT的输出功率要求很小，因此其铁芯截面就较小。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：电子式电流互感器原理16电压互感器利用电容分压器测量电压。为提高电压测量的精度，改善电压测量的暂态特性，在电容分压器的输出端并一精密小电阻。电容分压器的输出信号U0与被测电压Ui有如下关系：式中C1为高压电容，C2为低压电容。利用电子电路对电压传感器的输出信号进行积分变换便

7、可求得被测电压。电子式电压互感器原理17有别于常规互感器的主要参数181、远端传感模块的稳定性和可靠性（安置在室外时温度、电磁干扰等）2、绕制在陶瓷骨架上的空芯线圈结构的稳定性对测量精度的影响。3、对独立结构的有源式电子互感器的远端模块取电技术。4、与保护的通讯配合有源电子式互感器的关键技术19与有源式电子互感器相比，无源式电子互感器的传感模块利用光学原理，由纯光学器件构成，不含有电子电路，其有着有源式无法比拟的电磁兼容性能利用光纤传输传感信号传感头部分不需电子电路及其电源独立安装的互感器的理想解决方案F

8、araday磁光效应（电流互感器）Pockels电光效应（电压互感器）无源电子式互感器20无源电子式互感器的分类磁光玻璃式优点：技术难度较小，原理简单缺点：1、系统由分立元件组成，结构复杂，抗振动能力差2、光学元件间用光学胶粘接，长期运行稳定性差3、采用的分立光学元件加工困难，一致性难以保证FOCT优点：1、无分立元件，全光纤结构简单，抗振动能力强2、光纤熔接后连接可靠，长期稳定性好3、所有光学器件基于光纤制作，工艺成熟，一致