智能变电站电子式互感器用于行波测距存在的问题及解决办法

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hbshwydd
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  摘要:智能电网的建设是根据各地区负荷用量分布和自然能源分布特点,适应我国长远经济社会健康发展而提出的电网发展方式。它的突出特点是:对各类能源,尤其是大规模风力发电和光伏发电的接入和送出适应性强;大大提升系统的安全性和运行控制的灵活性,可以有效抵御各种严重故障,减少事故风险;网络和市场功能强大,可以实现大规模、高效率地配置能源资源;互动水平比较高,各类用户对智能用电的需求可以更好地得到满足,全面提高电网服务质量和标准。
  关键词:智能变电站;互感器;行波测距;问题办法
  1 行波测距原理与技术
  1.1 行波测距原理
  行波测距的原理主要分为单段和双端两种方式。从单段测距的方法来看,它主要设置故障的两个重要节点,我们将两个节点分别命名为A和B,A为行波的故障起始点,B为行波的故障结束位置。工作者一般采用故障拦截的方式进行实体测量。首先,在线路的一段会产生故障发射弧,我们将发射弧度进行提取,在系统化管理的基础上进行计算。在标准化的电力测量上,将起始端到故障终端的相对长度和位置称为规范性模式。另外,工作人员还可以利用波浪涌与故障点的投射进行计算,电流在两端母线运行的过程中会出现时间差异,在实际测试过程中这种差异是不容易被发现的。所以,工作人员通常用一次性故障节点测量方式来取代分段测量,进行合理的模型建立与问题分析。单段测距方式的优点在于故障点的选取较为简单,过程也不是非常繁琐。而缺点则是行波的变化比较快,信息传播要求较高,要求互感器的适用性也要很全面。
  1.2 输电线路中的行波过程
  在输电线路的运行过程中,行波一般是以均匀的传播速 度进行发展的一种方式。传输线分别以电阻、电容、电导为分 布节点,在电流表面进行均匀传播。在不加入介质的状态下 形成平行双向或者是同轴线。由于电磁场中的速度和效能能 够互相转化,所以我们通常也将二者称作是变电厂的时效集 合中心。电磁波的传递方式分为两种,一种是限定空间与发 展区域的速度辐射天线部分。另一种是特定线路规划的波导 结构。导体是电磁波必不可少的介质之一,它决定了磁场的 分量规则与实际方向。导线沿着传输线路均匀的进行传递, 物理量是其可测量到的相关内容。
  2 电子式互感器以及改进
  2.1 电子式互感器结构的改进
  当今社会中电子式互感器的应用已经非常成熟,在行波测距的故障处理上也相对健全。如图1所示,该图是电子式互感器结构示意图。我们可以从中看出它主要是对电流和电压两个部分进行整合的相关手段。在电流和电压互感器下分为有源、无源两种。电流无源式主要是对全光纤式进行处理,对磁光玻璃式进行分析。有源式主要是对低功率线圈进行整合,以形成故障的全面处理体系。另外,电压互感器的类型非常多,主要分为电阻分压、电流分压以及阻容分压几种。它主要是针对两侧不同的压力数值进行模块组建的相关方法。互感器在信号输出时进行采集,经过数字化切换的方式将光信号导出,在对整体行波进行二次化处理,将光纤的数值报送到计量中心,将设备进行二次处理。电路工作一般是通过激光的协调方式实现的,它截取高压中的一段,对其性能进行探测[3]。
  2.2 互感器高压侧结构处理单元
  高压侧结构处理单元是互感器中非常重要的一个部分。由于电子互感器的高压系统只能在一次性输送的前提下达到状态的整合,所以安装时设计人员都会将设备固定在变电站的一侧,以提高信号与性能的检验过程。为了使高压单元的处理手段得到优化,高压线路的设计一定要相对简化,不能够过于复杂。例如:行波测距故障处理技术主要是对信号进行过滤,根据滤波来分析电阻的大小。高压侧电线的设置主要是根据信号的浮动数值进行增加或是减少,以增加限号电路的输入阻抗,将信号的干扰情况尽可能的减少,对初始信号进行关键性调整。由于一般的行波测距故障处理要在持续性监测的基础上才能够将准确性做到最佳。所以,信号性能的变化在于积分的多少上,积分数量的增多说明信号的普及区域提升,互感器测试的状态良好。
  3 行波信号采集装置与改进
  3.1 智能变电站中行波测距装置的改进
  在智能化变电站中,信号通常需要互感器的处理才能够继续进行。所以,互感器也被称为信号的输送核心。以电子互感器应用方式,对行波测距方式进行改进。改进后的行波测距主要表现在对信号的处理速度与质量上。智能变电站基础上的电子互感器首先能够在系统平台上对数据进行采集,接着建立科学化的数据库,将数据进行归类,按照优先性进行筛选,将有效数据放大,为信号来源提供重要的保障。另外,经互感器进行筛选过后的数据集中性较强,它能够自动建立故障处理系统与加强信号的保密工作。最后,通过信号的滤波进行抗干扰模型模拟,形成行波采集的单元处理模块。如图2所示,该图是电子互感器在行波测距的通用结构图。从图中我们可以看出,互感器基础上的行波改进方式主要是在系统传输中心处进行单元合并。系统会通过转换器对过程进行模拟,以突出其中的优势与缺陷。另外,改進后的行波测距优势在于能够实现先进化的数据解码,对信号语言进行有效性编程,在计时的基础上提取相关电路故障内容。
  图 2 电子互感器通用结构
  3.2 基于IEC61850的行波数据访问
  由于行波之间的数据访问都是要通过信息化服务中心进行处理,建立通信的站内协议,引入数据包转换设备,在系统支持下进行全面控制。所以,改进后的行波数据访问平台能够实现干扰性信号的屏蔽功能。行波测距系统会根据服务器提出的不同要求对功能进行划分,将整合好的数据库在信息中心处理的基础上进行层层分布。这样的方式能够使系统的操作速度提高,实现各层次在同一机器上的交换。另外,系统会在各层次之间设计不同的语言编程结构,操作员按照相关逻辑进行动态实现,他在得到合法身份后对信息的服务对象以及服务内容进行整合。
  4 结论
  输电线路的行波测距不同于基于故障稳态量的阻抗法和故障分析法测距,而是利用输电线路在故障情况下产生的暂态行波高频分量。因此本文在用行波法测距时必须要建立输电线路暂态模型,分析输电线路暂态过程,了解输电线路故障时行波传输旳特点和行波的测距原理等。
  参考文献:
  [1]朱火峰. 智能变电站中基于电子式互感器的输电线路行波故障测距技术[D]. 山东大学, 2010.
  [2]何川. 智能变电站中基于电子式互感器的输电线路行波故障测距技术[J]. 信息通信, 2016(11):26-27.
  [3]韩伟, 石光, 刘磊,等. 智能变电站行波定位系统研发[J]. 电测与仪表, 2015, 52(18):96-100.
  [4]束洪春, 刘鑫, 张青瑞. 基于电子式电压互感器的行波测距技术[J]. 沈阳工业大学学报, 2016, 38(4):367-372.
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