基于IEC61850标准的数字化变电站研究.pdf

基于IEC61850标准的数字化变电站研究.pdf浙江大学电气工程学院
硕士学位论文
基于IEC61850标准的数字化变电站研究
姓名:李慧
申请学位级别:硕士
专业:电力系统及其自动化
指导教师:何奔腾
20080501
摘要诔浞肿芙崾只涞缯鞠喙乩砺酆图际醯幕∩希醪叫纬墒只关键词:数字化,变电站,应用技术,论文对基于标准的数字化变电站的建设方案进行分析和研究。在已有数字化变电站相关理论基础上,结合本人对数字化变电站的研究和工作经验,提出先进可靠的数字化变电站建设方案。变电站的整体模型,提出了数字化变电站的特征和需要实现的功能。员涞缯救阃缃屑际醴治觯攵砸桓龀9娴变电站,提出了过程总线和变电站总线的组网原则,并按照提出的组网原则构建数字化变电站的通信网络结构。怨菇ㄊ只涞缯镜闹饕2泛凸丶际踅械餮谢∩希岢隽数字化变电站的主要设备配置原则和选择方案,形成了先进、可靠的数字化变电站建设方案。怨谀承┙惺缘阊芯康氖只涞缯窘ㄉ璺桨附凶芙岷凸槟桑运用前面的研究成果,探讨在现有技术条件下建设数字化变电站需要采取的一些过渡方案和技术措施,并进一步讨论在目前大量常规一次设备和现有综合自动化系统存在的情况下,如何实现与这些设备的兼容,使本文提出的数字化变电站建设方案更具有实用性和可操作性。
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第论绪研究主旨电力系统是由电能的生产、输送、分配和消费各个环节构成的一个整体。变种浜虸与一次设备之间通过光缆用统一的标准进行信息的数字化交电站作为电力系统中一个重要环节,担负着电压转换和电能二次分配的任务。变电站中一般由一次设备和二次设备组成。一次设备由主变压器,断路器,隔离开关,电流、电压互感器等组成。变电站中传统的电磁式电压、电流互感器存在着磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、暂态特性差等缺点,绝缘结构复杂,体积庞大。一次设备需要依靠大量电缆来实现与保护、测控装置的信息传送,妨碍了自动化系统对现场一次设备控制功能的扩展,电子式互感器和智能断路器技术的发展为解决高低压设备之间信息的数字化传输提供了条件。二次设备主要由保护、测控装置及一些安全自动装置等组成杂谟晌⒋器构成的具有数据处理和通信功能的二次设备以下统称为智能电子设备,。变电站自动化系统是指集保护、测量、控制、远传等功能为一体,通过通信网络来实现信息共享的一套微机化的二次设备及系统。通过变电站自动化系统可以实现对一次电气设备的保护以及远方/就地操作、控制和监视等功能。由于变电站数量大,分布广,变电站自动化水平对提高整个电力系统的可靠性和经济性、保障电网安全起着重大的作用。随着现代电网规模不断扩大,无人值班变电站的应用推广,各级调度和站内保护、控制装置对正常运行和异常事故时的各种信息需求量也成几何级数增加,变电站的自动化采集和处理系统也要求有足够的能力来储存、处理和传送这些信息。在各种新技术的推动下,数字化变电站乃至数字化电网的概念被逐渐提出来。即在目前综合自动化技术的基础上,变电站内的一次设备实现了数字化,各互,取消了各种控制电缆。数字化变电站将成为未来变电站建设的标准模式。近年来,变电站综合自动化技术的发展和微机保护的广泛应用极大地提高了电网的自动化水平和管理水平,但是由于变电站自动化系统和保护设备的通信协议不统一,造成系统无缝集成困难,生命周期缩短;设备之间互操作性差,维护
量的财力,而且高、低压设备之间不能实现电气隔离。在现有技术条件下,由于不能完全按照数字化变电站建设方案来实施,可以工作量大,改造升级困难。同时变电站的高压电气设备和保护、监控等二次设备的控制、信号发送、模拟量采集还需要靠大量的电缆连接来实现,不仅浪费了大国际电工委员会技术委员会制定的标准使变电站站内通信采用统一的标准,解决了设备之间的互操作性和无缝集成等问题,使通信可靠性得到提高。智能化电气设备的发展,特别是智能化开关设备、电子式电压和电流互感器、智能电子装置等在变电站系统中的逐渐推广应用,电气设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机网络技术的高速发展,使得建设数字化变电站具备了必要的技术条件。因此本文对数字化变电站的建设方案以及与常规系统的兼容模式进行深入的研究,为数字化变电站的迸一步推广打下基础。数字化变电站与常规的综合自动化变电站在网络结构,特别是一、二次设备之间的结合面垂滩的通信方式,取消电缆后的信息传输要求,一次智能设备及电子式互感器等方面均有很大差异,需要在原有变电站的模式上提出新的建设方案才能满足建设要求。变电站中大量常规综合自动化系统和常规一次电气设备在今后较长一段时间内还要与新建的数字化变电站的一、二次系统同时存在,需要探讨过渡方案以及与常规自动