電力系統(tǒng)繼電保護
1新型光學數(shù)字式電壓、電流互感器
電壓、電流互感器在電力系統(tǒng)中有著重要的作用,它是電力系統(tǒng)監(jiān)測中不可缺少的基本測試設備。隨著電力需求的越來越高,電力系統(tǒng)向著超高壓、大容量的趨勢發(fā)展,傳統(tǒng)的電磁感應式或電容分壓式電壓互感器在電力系統(tǒng)的安全運行,提高電能測量的精度,和提高電力系統(tǒng)自動化程度方面逐漸暴露出與之不相適應的弱點,如固有體積大、磁飽和、鐵磁諧振、絕緣結構復雜、動態(tài)范圍小、使用頻帶窄,以及爆炸的危險性,同時耗費大量的銅材,遠距離傳送造成的電位升高等,已難以滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的要求,因此,尋求更理想的電壓、電流互感器已是當務之急。
目前,已在電力系統(tǒng)中廣泛應用的以微處理器為基礎的數(shù)字保護裝置、計量測試儀表、運行監(jiān)控系統(tǒng)以及發(fā)電機勵磁控制裝置都要求采用低功率、緊湊型的電壓和電流互感器代替常規(guī)的電壓和電流互感器,這對電力系統(tǒng)特別是電力系統(tǒng)保護的可靠性具有重要意義。
在數(shù)字保護裝置中,很大一部分設備是進行模數(shù)轉換的設備以及小隔離變壓器、繼電器等。如果能采用數(shù)字式電壓互感器和電流互感器,實現(xiàn)電流、電壓就地變成數(shù)字量,用光信號送出去,不但節(jié)約了銅和二次設備的投資,而且不傳送功率。
由于光電技術和計算機的飛速發(fā)展。新型光學電壓、電流互感器日益顯現(xiàn)出富有魅力的前景和強大的生命力,它與傳統(tǒng)的電壓、電流互感器相比,優(yōu)勢十分明顯,良好的絕緣性能,較強的抗電磁干擾能力,測量頻帶寬,動態(tài)范圍大,與現(xiàn)代技術緊密結合,而且體積小、重量輕、維修方便、價格相對便宜。
新型光學電壓、電流互感器充分利用了電光晶體的各種優(yōu)異特性和現(xiàn)代光電技術的優(yōu)點,信號處理部分采用先進的DSP技術,充分發(fā)揮了其實時性、快速性和便于進行復雜算法處理等特點。同時方便與主機間的通信,以及電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通信。近幾年來各方面對這種新型互感器表示了極大的興趣,再加上數(shù)字信號處理器(DSP)技術,光電技術的催化、推動作用,發(fā)展勢頭很好,國外一些大公司投入大量人力和物力開發(fā)光學電壓、電流互感器,并且已有掛網(wǎng)運行產(chǎn)品,國內較國外起步晚,目前還處于樣機的研究設計階段。
目前,擔心的有兩個方面的問題:一是原來的TV,TA不需要電源,而數(shù)字式TV、TA需電源,能否經(jīng)受干擾是一個問題;第二是心理問題,20年前計算機保護用于電力系統(tǒng),有不少人對其可靠性持懷疑態(tài)度,新型的數(shù)字式光學電壓、電流互感器的應用同樣存在這個問題。
2GPS和光纖通訊的結合實現(xiàn)了向量測量(MPU)的快速和同步
相角(包括發(fā)電機的功角和母線電壓相角)是反映系統(tǒng)穩(wěn)定性最主要的狀態(tài)量,如果它能被直接測量,將大量節(jié)約電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計算時間,提高狀態(tài)估計可靠性,更有可能實現(xiàn)電力系統(tǒng)的實時自動控制,隨著全球定位系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的推廣應用,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)尤其是以光纖通信電路為主的我國電力通訊網(wǎng)(CEDnet)的逐步建成,國內多家省網(wǎng)目前都在積極建設利用GPS時鐘進行全網(wǎng)相角測量的穩(wěn)定控制系統(tǒng)。
電力系統(tǒng)實時決策系統(tǒng)的基本構想是:首先通過高速采集裝置,將電力系統(tǒng)的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)采集到前置機中,然后通過高速網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳送到服務器中,計算出在此電力系統(tǒng)中運行的各大電廠之間的功角,并對功角進行處理和分析。如果發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)將要失去穩(wěn)定,服務器便向緊急控制機下達實時控制策略,進行反事故控制,所有這些必須在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定破壞之前執(zhí)行完畢。電力系統(tǒng)實時決策控制,系統(tǒng)要求很強的實時性-電力系統(tǒng)實時信息的提取、傳輸與處理周期必須為30~50ms,以保證獲得系統(tǒng)完整的暫態(tài)信息,并在失穩(wěn)或崩潰前發(fā)出反事故緊急措施。
責任編輯:電力交易小郭
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