智能变电站线路保护测控装置应用设计

韩鹏煜

摘要：随着科技的广泛应用，在变电站中智能技术起着重要的作用。智能变电站是基于一次设备的数字化，并结合了传感器技术、信息技术、通信技术和控制技术，使变电站设备处于安全可靠的运行状态。为了保证变电站智能线路在运行过程中具有较强的安全性和可靠性，有必要发挥线路保护测控装置的保护作用。因此，线路保护测控装置的设计应从实际需要出发，保证变电站设备的安全运行。

关键词：智能变电站;线路保护;测控装置;应用设计

引言

国内外变电站自动化系统的发展经历了传统集中式变电站、数字化变电站和智能化变电站三个阶段，随着我国网络通信技术和电力系统的发展，智能变电站开始普及。智能化变电站由过程层、间隔层、站控层三层结构构成，可节省二次电缆，实现信息共享，同时方便维护，调试更加方便。随着变电站智能化的发展，测控装置广泛应用于各个变电站中。

1智能变电站线路保护测控装置的特点

1.1可以实现数据信息共享

智能变电站安装线路保护装置，不仅能采集线路运行的各种信息，还可以对运行信息进行分析和处理，并将信息传输到通信平台实现共享。通过分析信息能够了解变电站的运行情况，便于对变电站运行过程中存在的问题采取有效措施进行解决，确保智能变电站处于安全平稳的运行状态。智能线路保护装置还可以发挥监控功能，使工作人员采用远程监控的方式对线路实施保护。

1.2具有良好的测护性能

智能变电站中有许多智能元件，各个智能元件要处于安全运行的状态，需要线路保护测控装置发挥一定的调节作用。测控装置的测护性能体现在测控装置是一个分层分布式系统，它按一个元件、一个间隔、一套装置分布式原则设计配置，可直接就地分散安装在高压开关柜上，各间隔功能独立，各装置之间仅通过网络连接，信息共享，因此，整个系统灵活性很强，且任一装置故障仅影响一个元件，使其可靠性也明显提高。保护测控装置中的保护功能独立，不依赖通信网络，因此，网络瘫痪时不影响正常运行保护装置。从软件设计上来看，保护模块与其他模块是分开的，是先采用保护措施，后测量。由于信息的传递由网络系统通过通信网互聯而实现，取消了常规的二次信号控制电缆，所以，二次电缆不再复杂化，不仅有效控制了成本，而且减轻了CT（电流互感器）和PT（电压互感器）的负荷，降低了施工难度，减少了技术维护工作量，节省了大量的人、财、物资源。

1.3有较高的自动化程度

智能变电站的测控装置有较高的自动化程度，测控装置在运行过程中，可以发挥自动化的优势，对测控信息进行采集、分析、处理等，而且能够做到远程操作。工作人员不需要到现场就可以及时发现线路运行中产生的问题，并及时采取措施解决，保证变电站的各项设备安全、可靠地运行，减少变电站的运行故障。

2测控装置应用设计要点

（1）硬件设备。智能变电站的线路保护测控装置由显示屏、状态指示灯、12个按键以及接线端子组成。在装置的内部分别设有一块主机板、输出板和人机界面。这三块版面之间的联结是31芯和26芯规格的扁平电缆。主机板上一般设有CPU、电源模块、A/D转换及接口，RS485及光纤通讯电路等。输入和输出板块主要由接线端子、RS485及光纤通讯电路、遥信、遥脉输入隔离及接口电路、CANBUS接口电路等设备。人机界面板的设备相对较少，主要有调试串行接口、键盘和液晶显示接口、状态指示灯电路。（2）软件设计。智能变电站线路保护测控装置的软件是16MHz高速80C196KB的CPU，由它完成一系列测量、控制和通讯功能。在主CPU中应用的是多任务操作系统，以加快各任务之间相互合作的效率。（3）交流采集技术。在交流采样法应用过程中，必须依照一定的规律采集被测的交流信号的瞬时值，之后将所获取的瞬时数据送到测量计算回路，经过一定的数学算法之后，求得要测量的结果。在测量过程当中，需要将硬件的计算功能代替为软件功能，其中一种表达方式是将原本的一条光滑被测正弦信号代替为一条阶梯曲线，而追究原理出现的误差主要有以下两个原因：第一是需要将时间内连续数据所产生的误差使用时间上离散数据所代替，而该误差的决定因素在于每一个正弦信号周期中的采样点数，除此之外，追究误差产生的原因也在于A/D转换器转换速度和CPU的处理实践;而想要更进一步的探究在连续电压以及电流量化过程中误差的产生原因，主要集中在A/D转换器的位数。之后直接的将互感器内的二次电压以及电流经过交流采样装置进行隔离变化，从而将原本的二次电流以及二次电压转化为弱电流以及电压信号。除此之外，通过使用采样保持器这一元件，从而保留电压以及电流信号，并且将所保留的电压及电流信号，经过模、数（A/D）的转变之后，使用数据线作为传输介质，直接的将信号传输给CPU，从而计算出电网当中的电压、电流、有功功率、无功功率等多项参数，并将各参数储存于记忆元件当中。通过使用交流采样测量装置，从而能够将当前所采集到的各项电网参数以及数据，以一定的方式直接的传输到调度室或者是当地的监控终端。一般情况之下，在各种电网数据传输过程中需要遵从的规约制度主要围绕着CDT规约、101规约、102、103、104规约等多项制度进行，然而在如今交流采样测量装置的生产商以及制造商在制造及生产过程中使用到的规约，并没有经过统一。也因此，在不同厂家之间可能会由于设备型号之间存在较大差异或者是使用的规约不同，而导致所生产出来的交流采样装置之间具备较大差异。（4）遥测技术。即远程测量技术，在该技术应用过程当中，直接将被测变化量的值使用远程通讯技术传输出去。遥测信息能够直接将系统运行状态中所产生的连续变化量实时完整地表示出来，又被称为模拟量，分为电量和非电量两种。（5）遥信技术。即远程指示技术及远程信号，在此基础应用过程中，主要是远程监控开关位置的告警情况以及阀门位置的状态种信息，而遥信信息作为一个二元状态量，其主要意义在于针对于每一个遥感对象而言。遥信信息能够表现为两种状态，0和1，两种遥信状态为“非”的关系。（6）遥控技术。即远程命令，在远程通信技术应用过程当中，发布有关命令，能够使得运行设备的状态进行改变，比如说控制断路器分合闸等。（7）遥调技术。即远程调节，应用远程通信技术，完成对具有两个以上状态运行设备进行控制的远程命令。如机组处理的调节、励磁电流的调节、有载调压分接头的位置调节。

结语

如今电力系统当中广泛应用的测控装置，在电力系统运行过程当中，能够用数字的方式将各种虚拟仪表建立出来，更加直观、方便。测控装置作为智能化设备当中的一项重要装置，大幅度提高变电站的自动化水平，大大减轻运维人员的劳动强度，获取得到的各种状态数据更加贴近实际，更便于做出决策。

参考文献

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