数字化变电站发展趋势及关键技术

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1、数字化变电站发展趋势及关键技术摘要：电网的正常运行直接关系着国家经济命脉的发展，因此，如何提高电网运行的效率是我们需要重点克服和解决的问题。电网自动化技术的提升能够给我们的变电站的快速运转带来积极的影响，它可以大大提高我们变电运行的工作效率、降低变电运行人员的工作强度，提升电网运行的力度。本文从数字化变电站的发展趋势和关键技术出发，给出了数字化变电站关键技术的一些参考。关键词：数字化变电站发展趋势关键技术中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1007-9416(2012)05-0255-02电网自动化技术是我国电网的六个重点技术之一，而数字化

2、变电站技术则是电网自动化技术领域的一个重要课题。因此，建立无人值守的数字化变电站成为提高我国电网运行效率的重要手段。目前，我们新建变电站基本采用分层、分布式变电站微机监控系统，并逐步对原有变电站实行改造。随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，使得在变电站自动化系统中的信息采集、传输、处理等工作可以实现数字化。所以，数字化变电站技术的应用必将对电力系统的科技进步带来巨大的变革。1、现状及发展趋势1.1变电站控制系统的应用现状及发展趋势近年来，随着电网规模的扩大及电网运行要求的提高，对变电站控制系统提出了越来越高的要求，为了及时掌握电网的运行情况，

3、保证电网安全、可靠地运行，要求变电站控制系统能够准确、及时地反映一次系统的状态，同时要求变电站具有较高的可控性，进而要求更多地采用远方集中控制，操作，反事故措施等，即采用无人值班的管理模式，以提高劳动生产率，减少人为误操作的可能，提高运行的可靠性。另一方面，计算机技术，网络技术等先进技术手段的应用，已改变了传统二次设备的模式，系统简化，信息共享，减少电缆，减少变电站占地面积，降低造价等方面已改变了变电站的面貌，变电站自动化已转向了实用化阶段并取得了显著的成效。1.2电流和电压互感器的应用现状及发展趋势电流和电压互感器是为电力系统进行电能计量和继电保

4、护及测控装置提供电流、电压信号的重要设备，其精度及可靠性与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关，是电力系统电流电压测量的基本设备。传统的电流和电压互感器是电磁感应式的，具有类似变压器的结构。随着电力工业的发展，电力系统传输的电力容量不断增加，电网运行电压等级也越来越高，目前，俄罗斯已有1150kV的骨干电网，我国也已将原来220kV的骨干电网提高到了500kV,国家电网公司已将lOOOkV的输电线路纳入近几年的发展规划。随着电压等级的提高，电磁式互感器露出一系列固有的缺点(1)绝缘结构越来越复杂，产品的造价也越来越高，产品重量大，支撑结构复杂。(

5、2)电磁式电流互感器固有的磁饱和现象，一次电流较大时会使二次输出发生畸变，严重时会影响继电保护设备的运行，造成拒动或误动。(3)电磁式互感器的输出为模拟量，不能与数字化二次设备直接接口，不利于电力系统的数字化进程。二十世纪后期，人们一直在寻求一种安全、可靠、理论完善、性能优越的新方法来实现高电压大电流的测量。基于光学传感技术的无源光学电流互感器(OpticalCurrentTransformer,简称OCT)和无源光学电压互感器(OpticalVoltageTransformer,简称OVT)以及基于空芯线圈的有源光电互感器能有效克服传统电磁式互感

6、器的缺点，近20年来一直受到美国、日本、法国和中国等国学者和工程技术人员的广泛关注和深入研究，先后研制出多种样机并挂网试运行，逐步成为互感器发展的主要方向。2、关键技术2.1电子互感器技术无源光互感器工作基于光学传感的原理，存在光路结构复杂、温度影响大等影响测量精度以及传感头工艺一致性不易保证等缺点，有源光互感器同样存在温度影响大、测量部件检修困难、加工精度不宜保证等问题。2.2同步采样技术在传统的保护测控装置中，各路模拟量的采样是由同一个模件负责的，在同一时刻锁定采样值，保证了采样的同步及测量误差。而在使用光互感器的情况下，各相电流、电压采样可能

7、由不同的采集单元完成，如何保证各相电流和电压信息的同步，成为合并单元能否正确工作的关键。2.3网络技术变电站的信息交换特点之一是，信息长度较短，信息量较大，在电网发生故障的情况时，有可能发生网络风暴，而间隔层装置普遍采用嵌入式系统，其处理能力不强，这一特点要求变电站控制系统的网络具有很强的抗风暴能力，在发生网络风暴时,各个装置能够正常工作。变电站信息交换的另一个特点是部分信息的实时性要求很高，比如保护装置之间的信息交换，合并单元与间隔层设备之间的信息交换，要求变电站控制系统的网络具有分级交换的能力，保证髙级数据的实时性。变电站控制系统的网络就像一个

8、人的神经，所有的命令、信息都必须通过它传送，网络的可靠性、安全性对变电站控制系统来讲及其重要的，变电站控制系统应该在日常运