智能化HGIS在數(shù)字化變電站的中的應用分析

數(shù)字化變電站的信號傳輸均用計算機通信技術實現(xiàn)。通信系統(tǒng)在傳輸有效信息的同時傳輸信息校驗碼和通道自檢信息，一方面杜絕誤傳信號，另一方面在通信系統(tǒng)故障時可技術告警。

數(shù)字信號可以用光纖傳輸，從根本上解決抗干擾問題。

傳統(tǒng)變電站一次設備和二次設備間直接通過電纜傳輸沒有校驗信息的信號，當信號出錯或電纜斷線、短路時都難以發(fā)現(xiàn)。而且傳輸模擬信號難以使用光纖技術，易受干擾。

6、應用電子式互感器解決傳統(tǒng)互感器固有問題

數(shù)字化變電站采用電子式互感器，沒有傳統(tǒng)互感器固有的TA斷線導致高壓危險、TA飽和影響差動飽和、CVT暫態(tài)過程影響距離保護、鐵磁諧振、絕緣油爆炸、六氟化硫泄漏等問題。

7、避免電纜帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題

數(shù)字化變電站二次設備和一次設備之間使用絕緣的光纖連接，電磁干擾和傳輸過電壓沒有影響到二次設備的途徑，而且也沒有二次回路兩點接地的可能性。

傳統(tǒng)變電站的二次設備與一次設備之間仍然采用電纜進行連接，電纜感應電磁干擾和一次設備傳輸過電壓可能引起的二次設備運行異常，在二次電纜比較長的情況下由電容耦合的干擾可能造成繼電保護誤動作。盡管電力行業(yè)的有關規(guī)定中要求繼電保護二次回路一點接地，但由于二次回路接地點的狀態(tài)無法實時檢測，二次回路兩點接地的情況近期仍時有發(fā)生并對繼電保護產(chǎn)生不良影響，甚至造成設備誤動作。

8、解決設備間的互操作問題

數(shù)字化變電站的所有智能設備均按統(tǒng)一的標準建立信息模型和通信接口，設備間可實現(xiàn)無縫連接。

數(shù)字化變電站唯一可用的通信標準為IEC61850。IEC61850的信息自解釋機制，在不同設備廠家使用了各自擴展的信息時也能保證互操作性。

傳統(tǒng)變電站的不同生產(chǎn)廠家二次設備之間的互操作性問題至今仍然沒有得到很好地解決，主要原因是二次設備缺乏統(tǒng)一的信息模型規(guī)范和通信標準。為實現(xiàn)不同廠家設備的互連，必須設置大量的規(guī)約轉換器，增加了系統(tǒng)復雜度和設計、調(diào)試和維護的難度，降低了通信系統(tǒng)的性能。

9、進一步提高自動化和管理水平

數(shù)字化變電站的采用智能一次設備，所有功能均可遙控實現(xiàn)。通信系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒏暾?，通信的可靠性和實時性都大幅度提高。變電站因此可實現(xiàn)更多、更復雜的自動化功能，提高自動化水平。一次設備、二次設備和通信網(wǎng)絡都可具備完善的自檢功能，可根據(jù)設備的健康狀況實現(xiàn)狀態(tài)檢修。

智能一次設備

1、智能柜

由于尚無國產(chǎn)智能一次設備，進口智能一次設備相當昂貴，可通過在傳統(tǒng)一次設備的接線端子箱中安裝智能控制單元來實現(xiàn)過程層設備智能化。

智能柜是與HGIS高壓組合電器配套使用，是一種集微機測控和HGIS開關運行狀態(tài)監(jiān)測的綜合控制柜。

智能柜主要包括操作單元和智能單元;就地、遠控操作及開關位置狀態(tài)、壽命等在線監(jiān)測兩大模塊。

a、操作單元包含操作箱，主要實現(xiàn)斷路器、隔離開關、接地開關的就地操作，滿足斷路器、隔離/接地開關之間的閉鎖關系，能夠實現(xiàn)完善的五防閉鎖功能;

b、智能單元

目前主要實現(xiàn)的功能：是對斷路器、隔離、接地開關的分合閘位置、氣體壓力報警閉鎖等等遙信量的采集以及對斷路器、隔離、接地開關的遠控操作;

HGIS高壓組合電器的基本的運行狀況進行在線監(jiān)測(此功能目前還在開發(fā)、調(diào)試階段)主要包括：

①斷路器的電壽命的統(tǒng)計與計算;

②斷路器彈簧儲能機構的運行狀況及磨損;

③斷路器分合閘線圈的監(jiān)測;

④SF6氣體壓力的監(jiān)視;

⑤隔離開關/接地開關電動操作機構的運行狀況的監(jiān)測;

智能一次設備的電子元件工作在現(xiàn)場，甚至工作高電壓部分，需承受惡劣的溫度、振動和電磁環(huán)境，這對電子元件的穩(wěn)定性和壽命提出極大的挑戰(zhàn)。因此我們柜體結構、通風、散熱、制造工藝等方面投入了很多精力，對其進行進一步的完善工作。

c、選用IEC61850變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)標準。

該標準包含通信要求、信息模型、通信協(xié)議、工程管理和一致性檢測等內(nèi)容，支持站控層、間隔層和過程層通信，完全滿足數(shù)字化變電站的要求。

2、光電互感器

數(shù)字化變電站采用輸出數(shù)字信號的電子式互感器，數(shù)字化的電流電壓信號在傳輸?shù)蕉卧O備和二次設備處理的過程中均不會產(chǎn)生附加誤差，提升了保護系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和計量系統(tǒng)的系統(tǒng)精度。

已開發(fā)數(shù)字輸出的電子式互感器――OET700系列10kV～500kV光電式互感器，通過國家級鑒定，已有數(shù)上百套110kV等級以上的OET700系列光電式電流電壓互感器投入運行，最長已運行近4年，能滿足數(shù)字化變電站建設的要求。

OET700系列光電式互感器具有以下優(yōu)點：

a、無CT飽和、CVT暫態(tài)和鐵磁諧振等問題

b、精度高，不受傳輸距離和負載影響

c、數(shù)據(jù)可靠性高，帶校驗碼，即時檢查CT斷線和PT斷線

d、配置靈活，接口規(guī)范，系統(tǒng)的升級和擴展方便

e、無CT二次開路(短路)危險

f、彈性固體絕緣材料填充設計，無爆炸、無滲漏

g、體積小，重量輕，加工、安裝方便

h、綜合使用成本低

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