智能變電站線路保護(hù)測(cè)控裝置應(yīng)用設(shè)計(jì)

韓鵬煜

摘要：隨著科技的廣泛應(yīng)用，在變電站中智能技術(shù)起著重要的作用。智能變電站是基于一次設(shè)備的數(shù)字化，并結(jié)合了傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，使變電站設(shè)備處于安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)。為了保證變電站智能線路在運(yùn)行過程中具有較強(qiáng)的安全性和可靠性，有必要發(fā)揮線路保護(hù)測(cè)控裝置的保護(hù)作用。因此，線路保護(hù)測(cè)控裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)際需要出發(fā)，保證變電站設(shè)備的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：智能變電站;線路保護(hù);測(cè)控裝置;應(yīng)用設(shè)計(jì)

引言

國內(nèi)外變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)集中式變電站、數(shù)字化變電站和智能化變電站三個(gè)階段，隨著我國網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和電力系統(tǒng)的發(fā)展，智能變電站開始普及。智能化變電站由過程層、間隔層、站控層三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，可節(jié)省二次電纜，實(shí)現(xiàn)信息共享，同時(shí)方便維護(hù)，調(diào)試更加方便。隨著變電站智能化的發(fā)展，測(cè)控裝置廣泛應(yīng)用于各個(gè)變電站中。

1智能變電站線路保護(hù)測(cè)控裝置的特點(diǎn)

1.1可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享

智能變電站安裝線路保護(hù)裝置，不僅能采集線路運(yùn)行的各種信息，還可以對(duì)運(yùn)行信息進(jìn)行分析和處理，并將信息傳輸?shù)酵ㄐ牌脚_(tái)實(shí)現(xiàn)共享。通過分析信息能夠了解變電站的運(yùn)行情況，便于對(duì)變電站運(yùn)行過程中存在的問題采取有效措施進(jìn)行解決，確保智能變電站處于安全平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。智能線路保護(hù)裝置還可以發(fā)揮監(jiān)控功能，使工作人員采用遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式對(duì)線路實(shí)施保護(hù)。

1.2具有良好的測(cè)護(hù)性能

智能變電站中有許多智能元件，各個(gè)智能元件要處于安全運(yùn)行的狀態(tài)，需要線路保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)揮一定的調(diào)節(jié)作用。測(cè)控裝置的測(cè)護(hù)性能體現(xiàn)在測(cè)控裝置是一個(gè)分層分布式系統(tǒng)，它按一個(gè)元件、一個(gè)間隔、一套裝置分布式原則設(shè)計(jì)配置，可直接就地分散安裝在高壓開關(guān)柜上，各間隔功能獨(dú)立，各裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接，信息共享，因此，整個(gè)系統(tǒng)靈活性很強(qiáng)，且任一裝置故障僅影響一個(gè)元件，使其可靠性也明顯提高。保護(hù)測(cè)控裝置中的保護(hù)功能獨(dú)立，不依賴通信網(wǎng)絡(luò)，因此，網(wǎng)絡(luò)癱瘓時(shí)不影響正常運(yùn)行保護(hù)裝置。從軟件設(shè)計(jì)上來看，保護(hù)模塊與其他模塊是分開的，是先采用保護(hù)措施，后測(cè)量。由于信息的傳遞由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過通信網(wǎng)互聯(lián)而實(shí)現(xiàn)，取消了常規(guī)的二次信號(hào)控制電纜，所以，二次電纜不再復(fù)雜化，不僅有效控制了成本，而且減輕了CT（電流互感器）和PT（電壓互感器）的負(fù)荷，降低了施工難度，減少了技術(shù)維護(hù)工作量，節(jié)省了大量的人、財(cái)、物資源。

1.3有較高的自動(dòng)化程度

智能變電站的測(cè)控裝置有較高的自動(dòng)化程度，測(cè)控裝置在運(yùn)行過程中，可以發(fā)揮自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，對(duì)測(cè)控信息進(jìn)行采集、分析、處理等，而且能夠做到遠(yuǎn)程操作。工作人員不需要到現(xiàn)場就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路運(yùn)行中產(chǎn)生的問題，并及時(shí)采取措施解決，保證變電站的各項(xiàng)設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行，減少變電站的運(yùn)行故障。

2測(cè)控裝置應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）硬件設(shè)備。智能變電站的線路保護(hù)測(cè)控裝置由顯示屏、狀態(tài)指示燈、12個(gè)按鍵以及接線端子組成。在裝置的內(nèi)部分別設(shè)有一塊主機(jī)板、輸出板和人機(jī)界面。這三塊版面之間的聯(lián)結(jié)是31芯和26芯規(guī)格的扁平電纜。主機(jī)板上一般設(shè)有CPU、電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換及接口，RS485及光纖通訊電路等。輸入和輸出板塊主要由接線端子、RS485及光纖通訊電路、遙信、遙脈輸入隔離及接口電路、CANBUS接口電路等設(shè)備。人機(jī)界面板的設(shè)備相對(duì)較少，主要有調(diào)試串行接口、鍵盤和液晶顯示接口、狀態(tài)指示燈電路。（2）軟件設(shè)計(jì)。智能變電站線路保護(hù)測(cè)控裝置的軟件是16MHz高速80C196KB的CPU，由它完成一系列測(cè)量、控制和通訊功能。在主CPU中應(yīng)用的是多任務(wù)操作系統(tǒng)，以加快各任務(wù)之間相互合作的效率。（3）交流采集技術(shù)。在交流采樣法應(yīng)用過程中，必須依照一定的規(guī)律采集被測(cè)的交流信號(hào)的瞬時(shí)值，之后將所獲取的瞬時(shí)數(shù)據(jù)送到測(cè)量計(jì)算回路，經(jīng)過一定的數(shù)學(xué)算法之后，求得要測(cè)量的結(jié)果。在測(cè)量過程當(dāng)中，需要將硬件的計(jì)算功能代替為軟件功能，其中一種表達(dá)方式是將原本的一條光滑被測(cè)正弦信號(hào)代替為一條階梯曲線，而追究原理出現(xiàn)的誤差主要有以下兩個(gè)原因：第一是需要將時(shí)間內(nèi)連續(xù)數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的誤差使用時(shí)間上離散數(shù)據(jù)所代替，而該誤差的決定因素在于每一個(gè)正弦信號(hào)周期中的采樣點(diǎn)數(shù)，除此之外，追究誤差產(chǎn)生的原因也在于A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度和CPU的處理實(shí)踐;而想要更進(jìn)一步的探究在連續(xù)電壓以及電流量化過程中誤差的產(chǎn)生原因，主要集中在A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。之后直接的將互感器內(nèi)的二次電壓以及電流經(jīng)過交流采樣裝置進(jìn)行隔離變化，從而將原本的二次電流以及二次電壓轉(zhuǎn)化為弱電流以及電壓信號(hào)。除此之外，通過使用采樣保持器這一元件，從而保留電壓以及電流信號(hào)，并且將所保留的電壓及電流信號(hào)，經(jīng)過模、數(shù)（A/D）的轉(zhuǎn)變之后，使用數(shù)據(jù)線作為傳輸介質(zhì)，直接的將信號(hào)傳輸給CPU，從而計(jì)算出電網(wǎng)當(dāng)中的電壓、電流、有功功率、無功功率等多項(xiàng)參數(shù)，并將各參數(shù)儲(chǔ)存于記憶元件當(dāng)中。通過使用交流采樣測(cè)量裝置，從而能夠?qū)?dāng)前所采集到的各項(xiàng)電網(wǎng)參數(shù)以及數(shù)據(jù)，以一定的方式直接的傳輸?shù)秸{(diào)度室或者是當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)控終端。一般情況之下，在各種電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸過程中需要遵從的規(guī)約制度主要圍繞著CDT規(guī)約、101規(guī)約、102、103、104規(guī)約等多項(xiàng)制度進(jìn)行，然而在如今交流采樣測(cè)量裝置的生產(chǎn)商以及制造商在制造及生產(chǎn)過程中使用到的規(guī)約，并沒有經(jīng)過統(tǒng)一。也因此，在不同廠家之間可能會(huì)由于設(shè)備型號(hào)之間存在較大差異或者是使用的規(guī)約不同，而導(dǎo)致所生產(chǎn)出來的交流采樣裝置之間具備較大差異。（4）遙測(cè)技術(shù)。即遠(yuǎn)程測(cè)量技術(shù)，在該技術(shù)應(yīng)用過程當(dāng)中，直接將被測(cè)變化量的值使用遠(yuǎn)程通訊技術(shù)傳輸出去。遙測(cè)信息能夠直接將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)中所產(chǎn)生的連續(xù)變化量實(shí)時(shí)完整地表示出來，又被稱為模擬量，分為電量和非電量兩種。（5）遙信技術(shù)。即遠(yuǎn)程指示技術(shù)及遠(yuǎn)程信號(hào)，在此基礎(chǔ)應(yīng)用過程中，主要是遠(yuǎn)程監(jiān)控開關(guān)位置的告警情況以及閥門位置的狀態(tài)種信息，而遙信信息作為一個(gè)二元狀態(tài)量，其主要意義在于針對(duì)于每一個(gè)遙感對(duì)象而言。遙信信息能夠表現(xiàn)為兩種狀態(tài)，0和1，兩種遙信狀態(tài)為“非”的關(guān)系。（6）遙控技術(shù)。即遠(yuǎn)程命令，在遠(yuǎn)程通信技術(shù)應(yīng)用過程當(dāng)中，發(fā)布有關(guān)命令，能夠使得運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行改變，比如說控制斷路器分合閘等。（7）遙調(diào)技術(shù)。即遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，應(yīng)用遠(yuǎn)程通信技術(shù)，完成對(duì)具有兩個(gè)以上狀態(tài)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行控制的遠(yuǎn)程命令。如機(jī)組處理的調(diào)節(jié)、勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)、有載調(diào)壓分接頭的位置調(diào)節(jié)。

結(jié)語

如今電力系統(tǒng)當(dāng)中廣泛應(yīng)用的測(cè)控裝置，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程當(dāng)中，能夠用數(shù)字的方式將各種虛擬儀表建立出來，更加直觀、方便。測(cè)控裝置作為智能化設(shè)備當(dāng)中的一項(xiàng)重要裝置，大幅度提高變電站的自動(dòng)化水平，大大減輕運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，獲取得到的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)更加貼近實(shí)際，更便于做出決策。

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