數(shù)字化變電站范文10篇

摘要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)深入至多種行業(yè)領(lǐng)域并發(fā)揮了重要的作用。在現(xiàn)代化的變電站系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展中，數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)成為重要的系統(tǒng)發(fā)展方向，而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用則是促進(jìn)數(shù)字化系統(tǒng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。本文簡(jiǎn)要地對(duì)數(shù)字化變電站中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，并就自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用功能進(jìn)行探討，以期為促進(jìn)變電站的數(shù)字化發(fā)展和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用效益提升提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；自動(dòng)化技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用；功能

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶領(lǐng)下，自動(dòng)化技術(shù)在變電站建設(shè)中的應(yīng)用水平逐漸提升，其不僅有力的促進(jìn)了電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展，用時(shí)還有利于電網(wǎng)調(diào)度可靠性的有效提高，同時(shí)為該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要的技術(shù)支持，最終實(shí)現(xiàn)了變電站的數(shù)字化發(fā)展。所以，當(dāng)前的設(shè)計(jì)研究人員應(yīng)當(dāng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行深入研究，不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化功能完善，使其服務(wù)于電力資源的合理配置并推動(dòng)我國(guó)的電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)不斷發(fā)展。

1數(shù)字化變電站中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

1.1光電量測(cè)技術(shù)

對(duì)于數(shù)字化變電站來(lái)說(shuō)，傳感器工程應(yīng)用所具備的穩(wěn)定性能是十分重要的。其主要分為光電式與電子式兩種類型的電流/電壓互感器。其中數(shù)字化變電站中所應(yīng)用的光電測(cè)量技術(shù)主要由互感器、交換器、信息處理設(shè)備以及連接光纜共同組成。其中根據(jù)原理進(jìn)行變換器分類主要分為半常規(guī)與電—光兩種類型。其中，前者的電壓變換原理主要是依靠電阻與電壓分壓實(shí)現(xiàn)，其中電阻的計(jì)算方式為I1=j•（L/N）•I2•（1/R+r+j•L）,R=U/I1.電流變換原理主要是依靠帶鐵芯微型CT來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而后者的電壓變換原理主要是依靠逆電壓效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電流變換主要依靠法拉第效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其主要的系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)有分別針對(duì)電流采樣與電壓采樣工作的電流變換器，以及電壓變換器與光電接口裝置幾部分，并且利用光纜裝置進(jìn)行連接。圖1即為光電測(cè)量技術(shù)的基本光路原理。

在變電站領(lǐng)域中，智能化電氣的發(fā)展，特別是智能化開(kāi)關(guān)、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站即將進(jìn)入數(shù)字化新階段。數(shù)字化變電站是一個(gè)不斷發(fā)展的概念，目前它是由電子式互感器、智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。筆者認(rèn)為，變電站的數(shù)字化首先體現(xiàn)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)放式數(shù)字化。2006年3月27日完成改造的中國(guó)南方電網(wǎng)首座數(shù)字化變電站——110千伏曲靖翠峰變電站，經(jīng)過(guò)6個(gè)月的投產(chǎn)運(yùn)行，各種數(shù)據(jù)采集、傳輸準(zhǔn)確無(wú)誤，運(yùn)行平穩(wěn)、安全、可靠。

一、電子式互感器的使用

電子式互感器的出現(xiàn)，克服了傳統(tǒng)互感器絕緣復(fù)雜；重量重、體積大；CT動(dòng)態(tài)范圍小、易飽和；電磁式PT易產(chǎn)生鐵磁諧振；CT二次輸出不能開(kāi)路等諸多缺點(diǎn)。電子式互感器絕緣簡(jiǎn)單；體積小、重量輕；CT動(dòng)態(tài)范圍寬、無(wú)磁飽和；PT無(wú)諧振現(xiàn)象；CT二次輸出可以開(kāi)路。

目前研究開(kāi)發(fā)中的電子式CT、PT可分成兩類：(1)基于ROGOWSKI線圈CT(電磁感應(yīng)原理，但無(wú)鐵芯)，電容（電阻、電感）分壓式PT，先將高電壓大電流變換成小電壓信號(hào)，就近經(jīng)A/D變換成數(shù)字信號(hào)后通過(guò)光纜送出給接收端，高壓端電子設(shè)備需要供電，稱為有源式互感器。（2）利用光學(xué)材料的電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)將電壓電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)，經(jīng)光纜送到低壓區(qū)，解調(diào)成電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，用光纖送給二次設(shè)備。因高壓區(qū)不需電源，稱為無(wú)源型互感器。

110千伏翠峰數(shù)字化變電站更換的光電式互感器對(duì)保護(hù)性能的影響、新型計(jì)量系統(tǒng)的精度評(píng)估以及新老設(shè)備的兼容對(duì)整個(gè)運(yùn)行體系都有著直接的影響，它標(biāo)志著變電站自動(dòng)化技術(shù)向數(shù)字化邁出了關(guān)鍵的一步，也為我國(guó)數(shù)字化變電站的推廣、運(yùn)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、開(kāi)放式數(shù)字化的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

數(shù)字化變電站就是將信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程完全數(shù)字化的變電站。全站采用統(tǒng)一的通訊規(guī)約構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、VQC等系統(tǒng)，均用同一網(wǎng)絡(luò)接收電流、電壓和狀態(tài)信息，各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享。常規(guī)綜自站的一次設(shè)備采集模擬量，通過(guò)電纜將模擬信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)控保護(hù)裝置，裝置進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后處理數(shù)據(jù)，然后通過(guò)網(wǎng)線上將數(shù)字量傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制通過(guò)電纜傳輸模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。數(shù)字化變電站一次設(shè)備采集信息后，就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過(guò)光纜上傳測(cè)控保護(hù)裝置，然后傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，而監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制也是通過(guò)光纜傳輸數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。

隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)電壓等級(jí)的不斷提高，對(duì)電壓、電流的測(cè)量要求也在不斷提高，而互感器作為連接高壓與低壓的一種電器設(shè)備也不斷地改進(jìn)和發(fā)展，其中對(duì)于衡量互感器先進(jìn)與否的一個(gè)重要指標(biāo)就是互感器的絕緣問(wèn)題。對(duì)于傳統(tǒng)的電磁式互感器來(lái)說(shuō)，由于絕緣成本隨著絕緣等級(jí)的升高成指數(shù)增長(zhǎng)，因此原有的空氣絕緣、油紙絕緣、氣體絕緣和串級(jí)絕緣已經(jīng)不能滿足超高壓設(shè)備的絕緣要求，同時(shí)傳統(tǒng)互感器存在磁飽和的問(wèn)題，造成繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)，而且鐵磁諧振、易燃易爆及動(dòng)態(tài)范圍小等缺點(diǎn)一直是傳統(tǒng)互感器難以克服的困難。于是，各種針對(duì)高電壓、大電流信號(hào)的測(cè)量方法便應(yīng)運(yùn)而生，其中，基于光學(xué)和電子學(xué)原理的測(cè)量方法，經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展，成為相對(duì)比較成熟、最有發(fā)展前途的一種超高壓條件下的測(cè)量方法。

光電互感器指輸出為小電壓模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的電流電壓互感器。由于模擬輸出的光電互感器仍存在傳統(tǒng)互感器的一些固有缺點(diǎn)，現(xiàn)在發(fā)展的高電壓等級(jí)用光電互感器一般都用光纖輸出數(shù)字信號(hào)。光電互感器與傳統(tǒng)互感器外形相似，但體積小，重量輕，主要由傳感頭、絕緣支柱和光纜三部分組成。①傳感頭部件有羅科夫斯基線圈、采集器、A/D轉(zhuǎn)換器和光發(fā)生器LED。工作原理是由羅科夫斯基線圈從一次傳變信號(hào)，采集器采樣后，AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由LED轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)光纜送回主控室。羅科夫斯基線圈一般有保護(hù)、計(jì)量和測(cè)量、能量線圈，羅科夫斯基線圈形狀是空心螺線管，無(wú)鐵芯，填充非晶體材料，主要起支撐作用。②絕緣支柱采用硅橡膠絕緣子，內(nèi)部填充固態(tài)硅膠，起到支撐、絕緣和固定光纜作用。③光纜分為數(shù)據(jù)光纜和能量光纜，從傳感頭通過(guò)絕緣支柱內(nèi)部引下，送回主控室。④能量問(wèn)題。傳感頭部件的電源是光電互感器的難點(diǎn)之一。傳感頭部件（采集器、A/D轉(zhuǎn)換器和光發(fā)生器LED）使用微功耗裝置，功率30毫瓦。

光電互感器可分為兩種型式。一種是用磁光效應(yīng)和電光效應(yīng)直接將電流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，一般稱無(wú)源式；另一種是用電磁感應(yīng)或分壓原理將電流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰妷盒盘?hào)，再將小電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)傳輸給二次設(shè)備，一般稱有源式。無(wú)源式由于存在穩(wěn)定性和可生產(chǎn)性較差、電子回路復(fù)雜等問(wèn)題，現(xiàn)在主要處在實(shí)驗(yàn)室階段，推廣運(yùn)用還有待時(shí)日。有源式的難點(diǎn)是提供高壓端需要的工作電源，但隨著激光供能和高壓取能技術(shù)的突破，已得到根本上的解決。光電互感器傳感頭部件的能量來(lái)源有兩種途徑。一是從一次取能，由能量線圈感應(yīng)出電流來(lái)提供能量；當(dāng)一次電流太小，不足以提供能量時(shí)，使用能量光纜，由戶內(nèi)激光發(fā)生器通過(guò)光纜上送能量。兩種方式可互為備用，自動(dòng)切換。

相對(duì)于傳統(tǒng)的電磁式互感器，光電互感器有明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）在高電壓、大電流的測(cè)量環(huán)境中，光纖或光介質(zhì)是良好的絕緣體，它可以滿足高壓工作環(huán)境下的絕緣要求；（2）沒(méi)有傳統(tǒng)電流互感器二次開(kāi)路產(chǎn)生高壓的危險(xiǎn)，以及傳統(tǒng)充油電壓、電流互感器漏油、爆炸等危險(xiǎn)；（3）不會(huì)產(chǎn)生磁飽和及鐵磁共振現(xiàn)象，它尤其適用于高電壓、大電流環(huán)境下的故障診斷；（4）頻帶寬，可以從直流到幾百千赫，適用于繼電保護(hù)和諧波檢測(cè)；（5）動(dòng)態(tài)范圍大，能在大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)產(chǎn)生高線性度的響應(yīng)；（6）適應(yīng)了現(xiàn)在電力系統(tǒng)的數(shù)字化信號(hào)處理要求，它還可用于以保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量為目的高速遙感、遙測(cè)系統(tǒng)；（7）整套測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小；（8）各個(gè)功能模塊相對(duì)獨(dú)立，便于安裝和維護(hù)，適于網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量。

由于光電互感器的諸多優(yōu)點(diǎn)，光電互感器取代傳統(tǒng)互感器將只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。國(guó)際上，光電互感器已逐步成熟，正已越來(lái)越快的速度推廣運(yùn)用。其中ABB、西門(mén)子等公司生產(chǎn)的光電互感器已有十幾年的成功運(yùn)行業(yè)績(jī)。采用光電互感器的數(shù)字化變電站在歐洲也已經(jīng)投入運(yùn)行。我國(guó)光電互感器的研制和運(yùn)用相對(duì)比較落后，僅有為數(shù)不多的變電站使用了一些進(jìn)口的光電互感器。國(guó)內(nèi)有二十余家企業(yè)和高校涉足了光電互感器的開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)多年的努力，已有若干套設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行。

1.

數(shù)字化變電站就是將信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程完全數(shù)字化的變電站。全站采用統(tǒng)一的通訊規(guī)約構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、VQC等系統(tǒng)，均用同一網(wǎng)絡(luò)接收電流、電壓和狀態(tài)信息，各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享。常規(guī)綜自站的一次設(shè)備采集模擬量，通過(guò)電纜將模擬信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)控保護(hù)裝置，裝置進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后處理數(shù)據(jù)，然后通過(guò)網(wǎng)線上將數(shù)字量傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制通過(guò)電纜傳輸模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。數(shù)字化變電站一次設(shè)備采集信息后，就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過(guò)光纜上傳測(cè)控保護(hù)裝置，然后傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，而監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制也是通過(guò)光纜傳輸數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。

隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)電壓等級(jí)的不斷提高，對(duì)電壓、電流的測(cè)量要求也在不斷提高，而互感器作為連接高壓與低壓的一種電器設(shè)備也不斷地改進(jìn)和發(fā)展，其中對(duì)于衡量互感器先進(jìn)與否的一個(gè)重要指標(biāo)就是互感器的絕緣問(wèn)題。對(duì)于傳統(tǒng)的電磁式互感器來(lái)說(shuō)，由于絕緣成本隨著絕緣等級(jí)的升高成指數(shù)增長(zhǎng)，因此原有的空氣絕緣、油紙絕緣、氣體絕緣和串級(jí)絕緣已經(jīng)不能滿足超高壓設(shè)備的絕緣要求，同時(shí)傳統(tǒng)互感器存在磁飽和的問(wèn)題，造成繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)，而且鐵磁諧振、易燃易爆及動(dòng)態(tài)范圍小等缺點(diǎn)一直是傳統(tǒng)互感器難以克服的困難。于是，各種針對(duì)高電壓、大電流信號(hào)的測(cè)量方法便應(yīng)運(yùn)而生，其中，基于光學(xué)和電子學(xué)原理的測(cè)量方法，經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展，成為相對(duì)比較成熟、最有發(fā)展前途的一種超高壓條件下的測(cè)量方法。

光電互感器指輸出為小電壓模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的電流電壓互感器。由于模擬輸出的光電互感器仍存在傳統(tǒng)互感器的一些固有缺點(diǎn)，現(xiàn)在發(fā)展的高電壓等級(jí)用光電互感器一般都用光纖輸出數(shù)字信號(hào)。光電互感器與傳統(tǒng)互感器外形相似，但體積小，重量輕，主要由傳感頭、絕緣支柱和光纜三部分組成。①傳感頭部件有羅科夫斯基線圈、采集器、A/D轉(zhuǎn)換器和光發(fā)生器LED。工作原理是由羅科夫斯基線圈從一次傳變信號(hào)，采集器采樣后，AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由LED轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)光纜送回主控室。羅科夫斯基線圈一般有保護(hù)、計(jì)量和測(cè)量、能量線圈，羅科夫斯基線圈形狀是空心螺線管，無(wú)鐵芯，填充非晶體材料，主要起支撐作用。②絕緣支柱采用硅橡膠絕緣子，內(nèi)部填充固態(tài)硅膠，起到支撐、絕緣和固定光纜作用。③光纜分為數(shù)據(jù)光纜和能量光纜，從傳感頭通過(guò)絕緣支柱內(nèi)部引下，送回主控室。④能量問(wèn)題。傳感頭部件的電源是光電互感器的難點(diǎn)之一。傳感頭部件（采集器、A/D轉(zhuǎn)換器和光發(fā)生器LED）使用微功耗裝置，功率30毫瓦。

光電互感器可分為兩種型式。一種是用磁光效應(yīng)和電光效應(yīng)直接將電流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，一般稱無(wú)源式；另一種是用電磁感應(yīng)或分壓原理將電流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰妷盒盘?hào)，再將小電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)傳輸給二次設(shè)備，一般稱有源式。無(wú)源式由于存在穩(wěn)定性和可生產(chǎn)性較差、電子回路復(fù)雜等問(wèn)題，現(xiàn)在主要處在實(shí)驗(yàn)室階段，推廣運(yùn)用還有待時(shí)日。有源式的難點(diǎn)是提供高壓端需要的工作電源，但隨著激光供能和高壓取能技術(shù)的突破，已得到根本上的解決。光電互感器傳感頭部件的能量來(lái)源有兩種途徑。一是從一次取能，由能量線圈感應(yīng)出電流來(lái)提供能量；當(dāng)一次電流太小，不足以提供能量時(shí)，使用能量光纜，由戶內(nèi)激光發(fā)生器通過(guò)光纜上送能量。兩種方式可互為備用，自動(dòng)切換。

相對(duì)于傳統(tǒng)的電磁式互感器，光電互感器有明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）在高電壓、大電流的測(cè)量環(huán)境中，光纖或光介質(zhì)是良好的絕緣體，它可以滿足高壓工作環(huán)境下的絕緣要求；（2）沒(méi)有傳統(tǒng)電流互感器二次開(kāi)路產(chǎn)生高壓的危險(xiǎn)，以及傳統(tǒng)充油電壓、電流互感器漏油、爆炸等危險(xiǎn)；（3）不會(huì)產(chǎn)生磁飽和及鐵磁共振現(xiàn)象，它尤其適用于高電壓、大電流環(huán)境下的故障診斷；（4）頻帶寬，可以從直流到幾百千赫，適用于繼電保護(hù)和諧波檢測(cè)；（5）動(dòng)態(tài)范圍大，能在大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)產(chǎn)生高線性度的響應(yīng)；（6）適應(yīng)了現(xiàn)在電力系統(tǒng)的數(shù)字化信號(hào)處理要求，它還可用于以保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量為目的高速遙感、遙測(cè)系統(tǒng)；（7）整套測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小；（8）各個(gè)功能模塊相對(duì)獨(dú)立，便于安裝和維護(hù)，適于網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量。

摘要：對(duì)數(shù)字化變電站中光電互感器的工作原理、結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，同時(shí)闡述光電互感器的應(yīng)用對(duì)電能計(jì)量方面的影響。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站光電互感器組成傳統(tǒng)互感器有源式無(wú)源式電能計(jì)量

數(shù)字化變電站就是將信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程完全數(shù)字化的變電站。全站采用統(tǒng)一的通訊規(guī)約構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、VQC等系統(tǒng)，均用同一網(wǎng)絡(luò)接收電流、電壓和狀態(tài)信息，各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享。常規(guī)綜自站的一次設(shè)備采集模擬量，通過(guò)電纜將模擬信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)控保護(hù)裝置，裝置進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后處理數(shù)據(jù)，然后通過(guò)網(wǎng)線上將數(shù)字量傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制通過(guò)電纜傳輸模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。數(shù)字化變電站一次設(shè)備采集信息后，就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過(guò)光纜上傳測(cè)控保護(hù)裝置，然后傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，而監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制也是通過(guò)光纜傳輸數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。

隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)電壓等級(jí)的不斷提高，對(duì)電壓、電流的測(cè)量要求也在不斷提高，而互感器作為連接高壓與低壓的一種電器設(shè)備也不斷地改進(jìn)和發(fā)展，其中對(duì)于衡量互感器先進(jìn)與否的一個(gè)重要指標(biāo)就是互感器的絕緣問(wèn)題。對(duì)于傳統(tǒng)的電磁式互感器來(lái)說(shuō)，由于絕緣成本隨著絕緣等級(jí)的升高成指數(shù)增長(zhǎng)，因此原有的空氣絕緣、油紙絕緣、氣體絕緣和串級(jí)絕緣已經(jīng)不能滿足超高壓設(shè)備的絕緣要求，同時(shí)傳統(tǒng)互感器存在磁飽和的問(wèn)題，造成繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)，而且鐵磁諧振、易燃易爆及動(dòng)態(tài)范圍小等缺點(diǎn)一直是傳統(tǒng)互感器難以克服的困難。于是，各種針對(duì)高電壓、大電流信號(hào)的測(cè)量方法便應(yīng)運(yùn)而生，其中，基于光學(xué)和電子學(xué)原理的測(cè)量方法，經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展，成為相對(duì)比較成熟、最有發(fā)展前途的一種超高壓條件下的測(cè)量方法。

光電互感器指輸出為小電壓模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的電流電壓互感器。由于模擬輸出的光電互感器仍存在傳統(tǒng)互感器的一些固有缺點(diǎn)，現(xiàn)在發(fā)展的高電壓等級(jí)用光電互感器一般都用光纖輸出數(shù)字信號(hào)。光電互感器與傳統(tǒng)互感器外形相似，但體積小，重量輕，主要由傳感頭、絕緣支柱和光纜三部分組成。①傳感頭部件有羅科夫斯基線圈、采集器、A/D轉(zhuǎn)換器和光發(fā)生器LED。工作原理是由羅科夫斯基線圈從一次傳變信號(hào)，采集器采樣后，AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由LED轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)光纜送回主控室。羅科夫斯基線圈一般有保護(hù)、計(jì)量和測(cè)量、能量線圈，羅科夫斯基線圈形狀是空心螺線管，無(wú)鐵芯，填充非晶體材料，主要起支撐作用。②絕緣支柱采用硅橡膠絕緣子，內(nèi)部填充固態(tài)硅膠，起到支撐、絕緣和固定光纜作用。③光纜分為數(shù)據(jù)光纜和能量光纜，從傳感頭通過(guò)絕緣支柱內(nèi)部引下，送回主控室。④能量問(wèn)題。傳感頭部件的電源是光電互感器的難點(diǎn)之一。傳感頭部件（采集器、A/D轉(zhuǎn)換器和光發(fā)生器LED）使用微功耗裝置，功率30毫瓦。

光電互感器可分為兩種型式。一種是用磁光效應(yīng)和電光效應(yīng)直接將電流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，一般稱無(wú)源式；另一種是用電磁感應(yīng)或分壓原理將電流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰妷盒盘?hào)，再將小電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)傳輸給二次設(shè)備，一般稱有源式。無(wú)源式由于存在穩(wěn)定性和可生產(chǎn)性較差、電子回路復(fù)雜等問(wèn)題，現(xiàn)在主要處在實(shí)驗(yàn)室階段，推廣運(yùn)用還有待時(shí)日。有源式的難點(diǎn)是提供高壓端需要的工作電源，但隨著激光供能和高壓取能技術(shù)的突破，已得到根本上的解決。光電互感器傳感頭部件的能量來(lái)源有兩種途徑。一是從一次取能，由能量線圈感應(yīng)出電流來(lái)提供能量；當(dāng)一次電流太小，不足以提供能量時(shí)，使用能量光纜，由戶內(nèi)激光發(fā)生器通過(guò)光纜上送能量。兩種方式可互為備用，自動(dòng)切換。

【摘要】：電力系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和根本所在，變電站自動(dòng)化的發(fā)展情況說(shuō)明了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的狀況。我國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)展一直非常重視，并且取得了巨大的成就：西部大開(kāi)發(fā)和東部經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的"西電東送"，三峽工程建設(shè)的初步完成。在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中，由于智能化開(kāi)關(guān)、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)，光電式電流，電壓互感器、變電站運(yùn)行等操作的不斷使用和日趨成熟，并且計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中不斷地開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展已經(jīng)成為今后發(fā)展的主流。

【關(guān)鍵詞】：數(shù)字化;智能化開(kāi)關(guān);光電式電流

在當(dāng)今的信息化時(shí)代中，數(shù)字化也越來(lái)越為人們所重視。數(shù)字化技術(shù)主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面的特性：首先，數(shù)字化是數(shù)字計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，并且數(shù)字化是軟件技術(shù)的基礎(chǔ)，是智能技術(shù)的基礎(chǔ)；其次，數(shù)字化是多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)，它為信息社會(huì)提供了基礎(chǔ)。數(shù)字化變電站就是使變電站的所有信息采集，傳輸，處理，輸出過(guò)程由過(guò)去的模擬信息全部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。它的基本特征體現(xiàn)在設(shè)備智能化，通信網(wǎng)絡(luò)化模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化，運(yùn)行管理自動(dòng)化等方面。我國(guó)首座數(shù)字化變電站-翠峰變電站位于1998年3月3日建成投產(chǎn)，并于2006年3月27日改造為全數(shù)字化變電站正式投入運(yùn)行。經(jīng)過(guò)7個(gè)月的投產(chǎn)運(yùn)行．各種數(shù)據(jù)采集、傳輸準(zhǔn)確無(wú)誤．運(yùn)行平穩(wěn)、安全、可靠．在全國(guó)處于領(lǐng)先地位．并達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平．

1.數(shù)字化變電站的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用

1.1一次設(shè)備的智能化

一次設(shè)備中被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路都采用微處理器和光電技術(shù)的設(shè)計(jì)，這使常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了，傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接被數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)所取代。可編程控制器代替了變電站二次回路中常規(guī)的繼電器和其邏輯回路，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。

【摘要】當(dāng)前，各種新型技術(shù)被廣泛融合應(yīng)用至變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)中，加速了變電站的數(shù)字化變革。當(dāng)前，綜合自動(dòng)化的變電站已經(jīng)全面進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，并成為智能化電網(wǎng)系統(tǒng)中最重要的組成內(nèi)容。較之于傳統(tǒng)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，數(shù)字化變電站的通信網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)、功能及重要性等多方面都呈現(xiàn)出明顯的不同。本研究就是在明確了數(shù)字化變電站的通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)變電站中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化變電站；網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；研究

隨著各種先進(jìn)技術(shù)如計(jì)算機(jī)、信息、自動(dòng)化等的不斷發(fā)展，將這些技術(shù)充分應(yīng)用于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中之后，就極大地推進(jìn)了變電站的數(shù)字化發(fā)展。當(dāng)前，數(shù)字化變電站已經(jīng)成為我國(guó)變電站的主流發(fā)展趨勢(shì)，并作為智能化電網(wǎng)中的重要組成，促進(jìn)了我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展，也為社會(huì)提供了源源不斷的發(fā)展動(dòng)力。在數(shù)字化變電站站中，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的重要性不言而喻，其性能的好壞將直接影響到變電站的自動(dòng)化運(yùn)行，進(jìn)而還會(huì)影響到數(shù)字化變電站的安全。

1數(shù)字化變電站的主要特性

1.1一次設(shè)備的智能化。較之傳統(tǒng)的變電站系統(tǒng)，數(shù)字化變電站有著諸多的不同之處。如數(shù)字化變電站內(nèi)部的互感器已經(jīng)發(fā)展成為電子式及光電式。不同于過(guò)去的電磁式互感器，這些新型的互感設(shè)備具備了更多的功能。如其對(duì)外能直接提供數(shù)字式的光纖以太網(wǎng)接口，而在其內(nèi)部則具有可以與外部進(jìn)行數(shù)字通信的智能斷路器及變壓器等設(shè)備，也有些變電站中支架在以此設(shè)備上加設(shè)相應(yīng)的智能終端，以便于將信號(hào)進(jìn)行數(shù)字式轉(zhuǎn)變，也能利于對(duì)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了一次設(shè)備的智能數(shù)字化。1.2二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化。在數(shù)字化變電站中，其二次設(shè)備除了具備相應(yīng)的數(shù)字化功能與特征外，還擁有對(duì)外的網(wǎng)絡(luò)接口，并且其信號(hào)的傳輸都是在以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)的。1.3標(biāo)準(zhǔn)化。自IEC61850這一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，傳統(tǒng)的變電站中的相關(guān)信息與網(wǎng)絡(luò)通信在標(biāo)準(zhǔn)化的差異致使其設(shè)備之間的信息交互出現(xiàn)了諸多的問(wèn)題，但是對(duì)于數(shù)字化變電站而言，由于其站內(nèi)的設(shè)備都符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從而使得站內(nèi)的設(shè)備之間都具備可互相操作的特性。1.4系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化。數(shù)字化是綜合自動(dòng)化的必然結(jié)果，在數(shù)字化的變電站系統(tǒng)中，不論是站內(nèi)的設(shè)備，還是信號(hào)的傳輸以及信息的共享都可以自動(dòng)化。

2數(shù)字化變電站中通信網(wǎng)絡(luò)的要求

論文關(guān)鍵詞：數(shù)字化自動(dòng)化智能化

論文摘要：當(dāng)今世界，在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化電氣的發(fā)展，特別是智能化開(kāi)關(guān)、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站自動(dòng)化技術(shù)即將進(jìn)入數(shù)字化新階段。本文論述了數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特征、結(jié)構(gòu)及功能劃分等。

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,變電站自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一定的水平，在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動(dòng)化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價(jià)，這已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。然而，技術(shù)的發(fā)展是沒(méi)有止境的，隨著智能化開(kāi)關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，勢(shì)必對(duì)已有

的變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，全數(shù)字化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。

一數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

(1）智能化的一次設(shè)備

「摘要」在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化電氣的發(fā)展，特別是智能化開(kāi)關(guān)、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站自動(dòng)化技術(shù)即將進(jìn)入數(shù)字化新階段。本文論述了數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特征、結(jié)構(gòu)及功能劃分等。

「關(guān)鍵詞」變電站自動(dòng)化數(shù)字化智能化

變電站自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定的水平，在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動(dòng)化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價(jià)，這已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。然而，技術(shù)的發(fā)展是沒(méi)有止境的，隨著智能化開(kāi)關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，勢(shì)必對(duì)已有的變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，全數(shù)字化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。

1、數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1智能化的一次設(shè)備

一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。

「摘要」在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化電氣的發(fā)展，特別是智能化開(kāi)關(guān)、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站自動(dòng)化技術(shù)即將進(jìn)入數(shù)字化新階段。本文論述了數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特征、結(jié)構(gòu)及功能劃分等。

「關(guān)鍵詞」變電站自動(dòng)化數(shù)字化智能化

變電站自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定的水平，在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動(dòng)化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價(jià)，這已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。然而，技術(shù)的發(fā)展是沒(méi)有止境的，隨著智能化開(kāi)關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，勢(shì)必對(duì)已有的變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，全數(shù)字化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。

1、數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1智能化的一次設(shè)備

一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。