智能變電站過(guò)渡期內(nèi)計(jì)量模式的探析

陳衛(wèi)　艾丹

摘 要：文章進(jìn)行了智能變電站和傳統(tǒng)變電站過(guò)渡期內(nèi)計(jì)量模式的比較分析，并以某220kV、110kV智能變電站為例，探析了智能變電站過(guò)渡期內(nèi)的計(jì)量模式。

關(guān)鍵詞：智能變電站；過(guò)渡期；計(jì)量模式

中圖分類(lèi)號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、前言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在變電站建設(shè)中，我國(guó)的變電站正在朝著智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。但是，傳統(tǒng)變電站向智能變電站過(guò)渡的過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，文章通過(guò)比較分析和智能變電站計(jì)量模式的實(shí)踐應(yīng)用，希望能夠?yàn)橹悄茏冸娬镜南嚓P(guān)工作人員提供一定的參考。

二、智能變電站與傳統(tǒng)變電站計(jì)量模式的比較分析

（1）計(jì)量模式原理的比較分析。對(duì)于智能變電站過(guò)渡期內(nèi)的計(jì)量模式來(lái)說(shuō)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的廣泛推廣和應(yīng)用，采用了合并單元+電子式互感器的方式來(lái)完成電流、電壓等信息的采集工作，并輸出數(shù)字信號(hào)，根據(jù)IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議創(chuàng)建過(guò)程層，然后通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，并通過(guò)IEC61850-8-1標(biāo)準(zhǔn)的MMS網(wǎng)絡(luò)將處理過(guò)后的數(shù)據(jù)資料傳動(dòng)到智能化的ERYU終端中。而傳統(tǒng)變電站電能計(jì)量系統(tǒng)采用電磁式互感器、電容式互感器進(jìn)行電壓信號(hào)、電流信號(hào)的采集，并通過(guò)電能表對(duì)數(shù)據(jù)處理之后傳輸?shù)诫娔苓h(yuǎn)方采集終端中。

（2）智能變電站計(jì)量誤差的比較分析。智能變電站計(jì)量誤差受到以下因素的影響：其一，電子式TV的測(cè)量精度等級(jí)；其二，電子式TA的測(cè)量精度等級(jí)。傳統(tǒng)變電站計(jì)量誤差主要受到以下因素的影響：其一，多功能電能表的精度等級(jí)；其二，信號(hào)電纜的傳輸質(zhì)量；其三，測(cè)量TV繞組的精度等級(jí)；其四，測(cè)量TA繞組的精度等級(jí)。由此可見(jiàn)，智能變電站計(jì)量模式的誤差更小，影響因素更少。

（3）計(jì)量模式可靠性的比較分析。智能化變電站的電能計(jì)量原理和傳統(tǒng)變電站計(jì)量原理不相同，因此智能化變電站中電能計(jì)量模式的可靠性與傳統(tǒng)計(jì)量模式的側(cè)重點(diǎn)也存在一定的差異。對(duì)于傳統(tǒng)變電站計(jì)量系統(tǒng)淶水，二次傳輸回路以及電能表的故障率比互感器高，而互感器是智能化變電站的核心裝置，并且智能化變電站中的互感器多采用電子式互感器，比傳統(tǒng)變電站的互感器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用光纖傳輸方式取代了傳統(tǒng)的二次回路傳輸，也就是說(shuō)智能變電站可靠性的側(cè)重點(diǎn)在于電子式互感器。電子式互感器具有體積小、頻帶寬、無(wú)飽和等眾多優(yōu)點(diǎn)，按照電子式互感器的原理，可以將電子式互感器分為無(wú)電源式電子式互感器和有電源式電子互感器，由于有電源式電子互感器根據(jù)電磁感應(yīng)原理獲得測(cè)試信號(hào)，傳感器的頭部需要接入電源，如果采用激光功能的方式，能夠有效的解決電子式互感器容易受到電磁干擾，由于我國(guó)智能變電站尚處在初始階段，采用有電源式電子互感器能夠有效的提高電能計(jì)量的可靠性。

（4）計(jì)量模式穩(wěn)定性的比較分析。智能化變電站的計(jì)量模式的信息傳輸采用光纖通訊方式，將電壓、電流等裝變成數(shù)字信號(hào)，將符合標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸，電能表通過(guò)對(duì)合并單元、電子式互感器等傳輸?shù)碾妷盒盘?hào)、電流信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)，能夠有效的防止誤碼對(duì)智能變電站過(guò)渡期內(nèi)的電能計(jì)量造成影響。此外，智能變電站采用的光纖通訊，完全取消了二次電流的輸入，實(shí)現(xiàn)了完全電氣隔離。有效的消除了二次電流開(kāi)路或者過(guò)流對(duì)電能計(jì)量的影響，顯著的增強(qiáng)了電能計(jì)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

三、智能變電站過(guò)渡期內(nèi)計(jì)量模式的實(shí)例探析

（1）220kV智能變電站過(guò)渡期內(nèi)計(jì)量模式分析。某220kV智能變電站的電能計(jì)量系統(tǒng)包括非關(guān)口電能計(jì)量系統(tǒng)和關(guān)口電能計(jì)量系統(tǒng)，其中關(guān)口電能計(jì)量系統(tǒng)與傳統(tǒng)變電站的電能計(jì)量系統(tǒng)相似，而非關(guān)口電能計(jì)量系統(tǒng)采用了三相四線制電子式多功能電能表、帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓與電流合并單元、電磁式電流互感器、電磁式電壓互感器等多種多功能電能表組成的電能計(jì)量系統(tǒng)。該智能變電站過(guò)渡期內(nèi)的計(jì)量模式表現(xiàn)為：關(guān)口電能計(jì)量模式和傳統(tǒng)變電站的計(jì)量模式相似，通過(guò)電纜的連接將母線電壓互感器二次輸出接入到智能匯控柜中，然后再智能匯控柜中分為兩個(gè)單元，一個(gè)單元直接通過(guò)電纜接入到控制是的關(guān)口電能計(jì)量系統(tǒng)中，為失壓計(jì)時(shí)儀提供電壓信號(hào)，同時(shí)為MK6E智能電能表提供相應(yīng)的計(jì)量電壓信號(hào)；另一個(gè)單元接入帶模數(shù)轉(zhuǎn)換的合并單元，然后將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成支持IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)，然后為MK6E智能電能表提供電能計(jì)量電壓信號(hào)。非關(guān)口計(jì)量用電流互感器二次輸出信號(hào)則通過(guò)電纜將信號(hào)傳輸至控制室中的非關(guān)口電能計(jì)量系統(tǒng)中，為失壓計(jì)時(shí)儀和MK6E智能電能表提供相應(yīng)的計(jì)量電壓信號(hào)，然后通過(guò)電能采集終端通訊，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)椒翘?jì)量主站。

（2）110kV智能變電站過(guò)渡期內(nèi)計(jì)量模式分析。某110kv智能變電站的計(jì)量系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分，即三相四線制電子式多功能電能表、計(jì)量合并單元及其傳輸回路、光纖式電流互感器、電子式電壓互感器。該智能變電站過(guò)渡期內(nèi)計(jì)量模式主要表現(xiàn)為：該智能變電站電能計(jì)量系統(tǒng)為全智能化、數(shù)字化計(jì)量模式，從傳輸回路傳輸信號(hào)以及一次設(shè)備、二次設(shè)備等都為數(shù)字量，光纖式電流互感器、電子式電壓互感器等電氣單元的數(shù)字信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)诫娏骱喜卧碗妷汉喜卧?，合并單元通過(guò)光纖將所有的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中。智能變電站電能表和采集終端之間通過(guò)RS485進(jìn)行信息傳送，電能計(jì)量采集終端將接收到的數(shù)據(jù)信息傳送到采集主站中，這樣操作人員能夠更加方便、準(zhǔn)確的檢測(cè)到電能計(jì)量信息。由于變電站一次系統(tǒng)采用單母線分接方式，電能計(jì)量如果需要采用母線電壓互感器，必須按照一次運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，必要時(shí)采用電壓二次回路配置電壓并列裝置，通過(guò)小母線將專(zhuān)用電壓并列柜和二次電壓設(shè)備并列，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備操作和二次電壓設(shè)備操作的TV并列。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，智能化變電站過(guò)渡期內(nèi)計(jì)量模式和傳統(tǒng)變電站的計(jì)量模式相比，具有更加合理的計(jì)量系統(tǒng)、更高的可靠性以及穩(wěn)定性。因此，電能計(jì)量作為國(guó)家管理電力能源的重要技術(shù)手段，電能計(jì)量系統(tǒng)作為變電站的重要組成，也應(yīng)該向著通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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