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浅谈直流高压发生器的发展策略

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浅谈直流高压发生器的发展策略
  我国从80年代初期引进设备开始着手变电站的自动化工作,到目前为止已有近二十年的时间。在实践过程中,积累了不少的经验和教训。目前,规划设计、运行管理、科研开发、生产厂家等各有关部门对实现自动化可以给运行、安全、基建、设计、施工、检修、维护、管理等诸方面带来直接效益、间接效益、社会效益已没有太多的争议。微电子技术、计算机技术、通信技术、现场总线技术等新技术在电力自动化方面的应用已取得了显著效果。
  本文所述的超高压变电站,指的是220kv及以上电压等级的变电站。随着电力网覆盖的区域越来越大,电压等级越来越高,这些变电站在电力网中起着极其重要的作用。作为超高压变电站安全可靠运行的重要监控手段,自动化系统的结构、功能、包含的内容及配置模式等显得尤为重要。
  本文所述的自动化,指的是超高压变电站运行和监控所需的主要功能,其内容如以下所述。
2 超高压变电站自动化包含的主要内容
  就目前的运行需求而言,超高压变电站自动化在采集与处理层上应包含下述内容:
(1)信号 主要是对各类开关量作出反应,浅谈直流高压发生器的发展策略,如断路器隔离开关接地刀闸的位置信号、保护动作的继电器接点信号、设备状态信号、预告信号、报警信号等,其分辨率一般为1ms5ms,一般都启动相应的事件顺序记录。
  (2)测量 包括对电气量和非电气量的测量。电气量有电流、电压、有功与无功功率、频率、功率因数等,非电气量主要是温度,有时也包括水位、流量、压力等,扫描周期一般在设备层是1s3s,系统层是2s5s
  (3)计量 对有功电度和无功电度进行满足计费要求的高精度计量,有脉冲量输入和数字接口输入两种数据输入方式。
  (4)控制 对断路器、隔离开关、接地刀闸、电容器组、保护及自动装置以及其它开关设备进行开/合、投/退等控制操作,并具有相应的闭锁功能。
  (5)调节 对调相机、有载调压变压器分接头等进行升/降、设定值等调节操作,也需具备闭锁功能。
  (6)保护 对进线、母线、出线、主变、电容器等电气设备的运行和操作进行相应的保护。根据国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》,要求220kv500kv输电线路配备原理不同的两套保护,这是必须遵循的,可以多装一套非微机化的保护,但其信息与控制要能纳入变电站当地监控系统中统一管理。
  (7)通信 向一个或多个调度中心传送有关数据、图像等信息,但同一时刻只接收一个调度中心的命令。
  (8)防误操作 传统的防误操作功能指防止误操作断路器、防止带负荷拉合刀闸、防止带电挂接地线、防止带地线合刀闸、防止误入带电间隔等。实际上防误操作的范围要广得多,误触、误碰、误整定、误接线、误投退压板等也应包括在内,因此仅靠所谓的五防装置是解决不了的,必须从系统级予以考虑解决。
  (9)集控 大部分超高压变电站带有多个低压站,浅谈直流高压发生器的发展策略,而低压站又绝大部分实行无人值班,所以超高压站应该是集控站,其自动化系统需具备集控功能。当然,对于不承担集控任务甚至是按无人值班设计的变电站,就无需考虑此功能配置,但应具备该功能。
  (10)直流系统 变电站的直流系统为保护、控制、信号、远动、计算机、通信、事故照明等直流负荷提供动力,其地位十分重要。因此,除要对各段母线的电流、电压数据进行采集和监视外,还要对直流系统的绝缘电池的状况进行监视。
  (11)同期 随着静止无功补偿装置的大量推广,新建的超高压变电站很少采用同步调相机进行无功补偿。并且,系统的多数同期点都设在发电厂内。由于实现国内电网互联是必然趋势,故负责系统联络线或联络变压器的枢纽变电站仍需配备自动同期装置,使待并列的两个系统在电压、频率、相位角都能满足条件的情况下才进行并列操作。这部分功能也应纳入自动化系统。
  (12)消防 由于值班人员的减少和自动化系统功能的完善,消防自动监视设备也应纳入超高压变电站自动化系统一并考虑,要求能及时将烟雾、温度等报警信息传送给值班人员或上级调度中心。对于按无人值班设计的超高压变电站,更应该重视这部分功能的实现。
  (13)故障录波 超高压变电站一般都需配置专门的故障录波设备,以ms级的精度连续记录事故前后一段时间内开关量、量测量的数值,供事故分析用。目前,较好的微机型故障录波装置已能以每周波采样32点甚至更高的密度记录长达数秒到数分钟的录波数据,完全能满足故障记录与分析的要求。
  (14)无功优化 按照系统的电压情况和电容器、电抗器、有载调压变压器分接头、静止无功补偿装置、调相机的配置情况。自动调整系统的电压水平和无功潮流的分布,达到稳定电压和把无功功率的潮流分布控制在预先规定的范围之内的目的。
  (15)图象传输 通过动态图像监视户外各设备的运行状态、安全状况及要害部位的情况等,对于按无人值班设计的变电站还要考虑将这些图像信息送往主站。
  (16)小电流接地系统单相接地故障选线 对于出线采用中性点不接地或经消弧线圈接地的变电站,应具有单相接地故障选线功能,通过对零序电流、五次谐波的监视而指示出发生单相接地的线路。
  当然,随着新技术的发展,电压等级的提高,电网间耦合程度的加深,电力系统经营管理方式的改变等,可能还会出现新的要求。

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