色環(huán)電阻快速識別法

1、色環(huán)電阻快速識別法1熟記第一、二環(huán)每種顏色所代表的數(shù).可這樣記憶：棕1,紅2,橙3,黃4,綠5,藍6,紫7,灰8,白9,黑0.這樣連起來讀,多復誦幾遍便可記住.記準記牢第三環(huán)顏色所代表的阻值范圍,這一點是快識的關鍵.具體是：金色：幾點幾Q黑色：幾十幾Q棕色：幾百幾十Q紅色：幾點幾kQ橙色：幾十幾kQ黃色：幾百幾十kQ綠色：幾點幾MQ藍色：幾十幾MQ從數(shù)量級來看,在體上可把它們劃分為三個大的等級,即：金、黑、棕色是歐姆級的；紅橙黃色是千歐級的；綠、藍色那么是兆歐級的.這樣劃分一下是為了便于記憶.3當?shù)诙h(huán)是黑色時,第三環(huán)顏色所代表的那么是整數(shù),即幾,幾十,幾百kQ等,這是讀數(shù)時的特殊情況,要注意

2、.例如第三環(huán)是紅色,那么其阻值即是整幾kQ的.4記住第四環(huán)顏色所代表的誤差,即：金色為5%;銀色為10%;無色為20%.下面舉例說明：例1當四個色環(huán)依次是黃、橙、紅、金色時,因第三環(huán)為紅色、阻值范圍是幾點幾kQ的,根據(jù)黃、橙兩色分別代表的數(shù)"4"和"3代入,那么其讀數(shù)為43kQo第環(huán)是金色表示誤差為5%.例2當四個色環(huán)依次是棕、黑、橙、金色時,因第三環(huán)為橙色,第二環(huán)又是黑色,阻值應是整幾十kQ的,按棕色代表的數(shù)"1"代入,讀數(shù)為10kQo第四環(huán)是金色,其誤差為5%在某些不好區(qū)分的情況下,也可以比照兩個起始端的色彩,由于計算的起始局部即第1色彩不

3、會是金、銀、黑3種顏色.如果靠近邊緣的是這3種色彩,那么需要倒過來計算.色環(huán)電阻的色彩標識有兩種方式,一種是采用4色環(huán)的標注方式,令一種采用5色環(huán)的標注方式.兩者的區(qū)別在于：4色環(huán)的用前兩位表示電阻的有效數(shù)字,而5色環(huán)電阻用前三位表示該電阻的有效數(shù)字,兩者的倒數(shù)第2位表示了電阻的有效數(shù)字的乘數(shù),最后一位表示了該電阻的誤差.對于4色環(huán)電阻,其阻值計算方法位：阻值=第1色環(huán)數(shù)值*10+第2色環(huán)數(shù)值*第3位色環(huán)代表之所乘數(shù)對于5色環(huán)電阻,其阻值計算方法位：阻值=第1色環(huán)數(shù)值*100+第2色環(huán)數(shù)值*10+第3位色環(huán)數(shù)值*第4位色環(huán)代表之所乘數(shù)例1:某4色環(huán)電阻色彩標識如下：該電阻標稱阻值=26*107

4、=260,000,000a=260MQ,誤差范圍土5%例2:某5色環(huán)電阻色彩標識如下：該電阻阻值=508*1,000=508,000Q=508KQ,誤差范圍土5%對于4環(huán)電阻,前2環(huán)直接換成數(shù)字,第3環(huán)表示乘以10的假設干次哥,如第一、二、三環(huán)的顏色分別為棕1、紫7、紅2,那么表示的電阻為17><10人2,即表示1.7K的電阻值.對于5環(huán)電阻,那么第4環(huán)表示乘以10的假設干次哥,用前3環(huán)表示的數(shù)字乘以10的n次哥n為第4環(huán)表本的數(shù)字.4色環(huán)電阻：第一色環(huán)是十位數(shù),第二色環(huán)是個位數(shù),第三色環(huán)是應乘倍數(shù),第四色環(huán)是誤差率5色環(huán)電阻：第一色環(huán)是百位數(shù),第二色環(huán)是十位數(shù),第三色環(huán)是個位數(shù),

5、第四色環(huán)是應乘倍數(shù),第五色環(huán)是誤差率.例如:5色環(huán)電阻的顏色排列為紅紅黑黑棕,那么其阻值是220X1=220Q,誤差±1%5色環(huán)電阻通常都是誤差±1%的金屬膜電阻.1緒論1.1數(shù)字變電站的開展過程隨著經(jīng)濟建設的進展,我國電力工業(yè)建設得到迅速的開展,電力系統(tǒng)輸電容量不斷擴大,電力網(wǎng)落結(jié)構(gòu)更為龐大、復雜,推動了作為電力系統(tǒng)中的一個重要組成局部的變電站的模式的飛速開展.常規(guī)變電站模式的二次設備主要由繼電保護、就地監(jiān)控測量、限制、信號卜遠動等裝置組成.這些設備分屬不同的專業(yè),加上治理體制上的一些原因,在變電站上述各專業(yè)的設備出現(xiàn)了功能重復、裝置重復配置、互連復雜等問題.隨著微機技術

6、的開展和在電力系統(tǒng)的普遍應用,這些裝置都采用微機型的,即微機保護、微機監(jiān)控、微機遠動等.這些微機裝置盡管功能不一,但其硬件配置卻大體相同,裝置所采集的量和要限制的對象許多是共同的.這就迫切需要打破各專業(yè)分界的框框,從全局出發(fā)來考慮全微機化的變電站二次設備的優(yōu)化設計,這便提出了變電站綜合自動化的問題.變電站綜合自動化利用微機技術將變電站的二次設備包括限制、信號、測量、保護、自動裝置、遠動裝置經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設計,構(gòu)成了對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、限制和協(xié)調(diào)的綜合性自動化系統(tǒng).它是計算機、自動限制、電子通訊技術在變電站領域的綜合應用,它具有功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機化、操作監(jiān)視屏幕化、運行治理智

7、能化等特點.國外從70年代末80年代初就開始進行保護和限制綜合自動化新技術的開發(fā)和試驗研究工作.各大電力設備制造公司都陸續(xù)推出了系列化產(chǎn)品.90年代以來,世界各國新建變電站大部分采用了變電站綜合自動化系統(tǒng).我國在70年代初期便先后研制成電氣集中限制裝置和"四合一"集控臺.隨著微機技術在電力系統(tǒng)應用的日益成熟,80年代中期,我國亦開始研究變電站綜合自動化技術,它就是利用大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng),代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表,代替常規(guī)限制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏,用微機保護代替常規(guī)的繼電保護屏,改變常規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷.其特征是功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機化、操作監(jiān)

8、視屏幕化、運行治理智能化等特征.雖然常規(guī)變電站綜合自動化技術開展至今,雖已局部實現(xiàn)了計算機化和網(wǎng)絡化,但是常規(guī)變電站存在以下缺點：1、由于設備之間缺乏互操作性,不能夠?qū)崿F(xiàn)一體化.各廠家設備功能和接口的差異,導致設備維護和升級本錢高；2、變電站自動化系統(tǒng)與互感器、開關等終端設備需要通過大量的電纜相連,傳輸環(huán)節(jié)較多,電纜損耗,電磁兼容,電磁干擾、施工工藝等等問題,導致傳輸?shù)哪M信號失真、誤差大；(3)、一次設備的在線檢測信息不能共享；(4)、變電站內(nèi)、變電站與限制中央之間不能提供完全信息共享平臺,造成物理設備的重復使用和浪費；(5)、龐大的綜合自動化、通信系統(tǒng)表達出附帶設備眾多等等缺點不斷顯數(shù)字現(xiàn)

9、出來.所以構(gòu)建新的變電站模式,數(shù)字通訊技術及新的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)在變電站中的應用己很必要,即建設數(shù)字化變電站.數(shù)字化變電站是指變電站信息采集、傳輸、處理、輸出過程全部數(shù)字化即將設備采集、交換、傳輸?shù)哪M交流量、開關量、限制命令等轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息,運用IEC61850協(xié)議構(gòu)建的分層、分布式數(shù)字化網(wǎng)絡系統(tǒng),使全站設備信息采集、傳輸、處理、輸出能共享一個信息平臺,到達設備之間具有互操作性的目的.其根本特征為設備智能化、通信網(wǎng)絡化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運行治理自動化.數(shù)字變電站自動化技術經(jīng)過10多年的開展已經(jīng)到達了一定的水平,在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設中不僅中低壓變電站采用了自動化技術,實現(xiàn)無人值班,而且在22

10、0kV及以上的超高壓變電站建設中也大量采用綜合自動化新技術,從而提升了電網(wǎng)建設的現(xiàn)代化水平,增強了輸配電的可能性,降低了變電站建設的總造價.隨著智能化開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態(tài)檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨成熟以及計算機高速網(wǎng)絡在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應用,勢必對已有的變電站自動化技術產(chǎn)生深刻的影響,全數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)即將出現(xiàn).1.2 數(shù)字變電站應具備以下特點1.2.1 光電化的電流電壓互感器采用羅氏線圈原理實現(xiàn)的光電互感器主要特點有絕緣簡單,體積小、重量輕、CT動態(tài)范圍寬,無飽和現(xiàn)象,無諧振、二次輸出不怕開路,數(shù)字量輸出的特點.一般可分為有源和無源兩種,有源光電

11、互感器即傳感頭局部需要外加"取能"或"送能電源,利用光纖傳輸數(shù)據(jù),易于實現(xiàn)高精度、高可靠性的電子電路,難點是電源的遠端取電技術和電源的治理,并且有源的物理距離受一定的限制,長時間大功率激光供能對光電設備壽命影響,易受電磁干擾等問題.無源光電互感器即不需要外加電源的自勵源式互感器,難點是如何減小"喚醒電流"的死角,晶體的雙折射現(xiàn)象,光纖的偏振效應,維爾德常數(shù)的溫度效應等.1.2.2 合并器因有可能常規(guī)互感器與光電互感器同時存在、或光電互感器三相交流量的同步,主變不同電壓側(cè)間隔獲得數(shù)據(jù)差動保護需求、母線不同間隔差動、線路兩側(cè)差動保護,安穩(wěn)裝置的同步

12、要求,需要點對點的光纖網(wǎng)絡數(shù)據(jù)收集和分發(fā),使得合并器的出現(xiàn)就尤為重要.1.2.3 智能化的一次設備智能設備首先應具備數(shù)字化接口,一次設備被檢測的信號回路和被限制的操作驅(qū)動回路,采用微處理器和光電技術設計,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限制器代替,常規(guī)的強電模擬信號和限制電纜被光電數(shù)字和光纖代替.通過過程總線接口給間隔層設備提供電氣信息,接受間隔層設備的跳合閘等限制命令；各斷路器的智能終端輸入開關位置、低氣壓、刀閘位置等狀態(tài)量,輸出跳合閘命令,含操作回路；本體智能終端輸入非電量、中性點刀閘位置、檔位等信號,輸出檔位限制、中性點刀閘限制和風扇限制等接點,智能化設備是機電一體的進一

13、步結(jié)合.1.2.4 網(wǎng)絡化二次設備網(wǎng)絡化的二次設備具有數(shù)字化接口,能滿足電子式互感器和智能開關的要求,能滿足IEC-61850的要求,目前的問題是基于IEC-61850的間隔層和站控層的二次設備和一次設備之間相互配合的技術壁壘實際上比常規(guī)站更高,設備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡通信,二次設備不再出現(xiàn)功能裝置重復的I/O現(xiàn)場接口,二次電纜也由大量限制電纜改為少量光纜,通過網(wǎng)絡真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享,常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊.由于網(wǎng)絡化二次設備的出現(xiàn),也使得二次保護、監(jiān)控限制等設備與一次設備可以實現(xiàn)就地安裝.1.2.5 自動化的運行治理和檢修數(shù)字化變電站運行治理,運行規(guī)程和檢修方案都

14、要獨立地制定,自動化系統(tǒng)應包括電力生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計無紙化、自動化；變電站運行發(fā)生故障時,能及時提供故障分析報告,指出故障原因及處理意見；系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設備檢修報告,即常規(guī)的變電站設備"定期檢修"改為"狀態(tài)檢修".光電互感器二次也因可以開路、無諧振等特點,檢修平安要求和方法也有別于常規(guī)站.1.3 本文主要工作本文將對數(shù)字化變電站的建設方案問題進行深入研究與分析.在已有數(shù)字化變電站的相關理論根底上,(1)在充分總結(jié)數(shù)字化變電站相關理論和技術的根底上,初步形成數(shù)字化變電站的整體模型,提出了數(shù)字化變電站的特征和需要實現(xiàn)的功能.(2)對變電站三層網(wǎng)

15、絡進行技術分析,針對一個常規(guī)的35kV變電站,提出了過程總線和變電站總線的組網(wǎng)原那么,根據(jù)提出的組網(wǎng)原那么構(gòu)建數(shù)字化變電站的通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).繪制數(shù)字變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖(4)對構(gòu)建35kV數(shù)字化變電站的主要產(chǎn)品和關鍵技術進行調(diào)研根底上,提出了數(shù)字化變電站的主要設備配置原那么和選擇方案,形成了先進、可靠的數(shù)字化變電站建設方案.(5)對國內(nèi)某些進行試點研究的數(shù)字化變電站建設方案進行總結(jié)和歸納,運用前面的研究成果,探討在現(xiàn)有技術條件下建設數(shù)字化變電站需要采取的一些過渡方案和技術舉措,并進一步討論在目前大量常規(guī)一次設備和現(xiàn)有綜合自動化系統(tǒng)存在的情況下,如何實現(xiàn)與這些設備的兼容,使本文提出的數(shù)字

16、化變電站建設方案更具有實用性和可操作性.1.4數(shù)字變電站綜合自動化系統(tǒng)應具備的功能(1)、具有高可靠性、互操作性、可擴展性的要求.(2)、高可靠性指系統(tǒng)應具有冗余結(jié)構(gòu),特別是作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道的通信系統(tǒng)和人機截而的監(jiān)控主站應具有互相獨立的冗余配置.(3)、在故障情況下,冗余的通信系統(tǒng)和監(jiān)控主站應該可以在系統(tǒng)不停止工作的情況下進行熱切換,以保證系統(tǒng)執(zhí)行相應的保護和自動限制任務.(4)、互操作性即同一廠家或不同廠家的多個IED要具有交換信息并使用這些信息進行協(xié)同操作的水平,設備的互操作性可以最大限度地保護用戶原來的軟硬件投資,實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品集成.(5)、可擴展性就是要求系統(tǒng)在設計時,軟件系統(tǒng)和硬件

17、系統(tǒng)盡可能采用模塊化設計方法,方便未來的系統(tǒng)擴展,同時要求通信接口標準化,系統(tǒng)具有開放性.2數(shù)字變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.1 數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)根據(jù)IEC61850通信協(xié)議定義,數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)分為三層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).這三個層次分別稱為"過程層"、"間隔層"、"站控層".各層次內(nèi)部及層次之間采用高速網(wǎng)絡通信,通信媒介為網(wǎng)絡線或光纖,見圖1.圖1數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)2.1.1 過程層過程層是一次設備與二次設備的結(jié)合面,或者說過程層是指智能化電氣設備的智能化局部.過程層的主要功能分三類：電力運行實時的電氣量檢測；運行設備

18、的狀態(tài)參數(shù)檢測；操作限制執(zhí)行與驅(qū)動.電力運行的實時電氣量檢測,主要包括電流和電壓幅值、相位以及諧波分量的檢測,與常規(guī)方式相比所不同的是傳統(tǒng)的電磁式互感器被光電/電子式互感器取代,傳統(tǒng)模擬量被直接采集數(shù)字量所取代.運行設備的狀態(tài)參數(shù)在線監(jiān)測與統(tǒng)計,變電站需要進行狀態(tài)參數(shù)檢測的設備主要有變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電容器、電抗器以及直流電源系統(tǒng).在線檢測的內(nèi)容主要有溫度、壓力、密度、絕緣、機械特性以及工作狀態(tài)等數(shù)據(jù).操作限制的執(zhí)行與驅(qū)動包括變壓器分接頭調(diào)節(jié)限制,電容、電抗器投切限制,斷路器、隔離開關合分限制,直流電源充放電限制.2.1.2 間隔層間隔層設備的主要功能是：匯總本間隔過程層實時數(shù)據(jù)

19、信息,實施對一次設備保護限制功能,和本間隔操作閉鎖、操作同期及其他限制功能；對數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計運算及限制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級別的限制；承上啟下的通信功能,即同時高速完成與過程層及站控層的網(wǎng)絡通信功能.必要時,上下網(wǎng)絡接口具備雙口全雙工作方式,以提升信息通道的冗余度,保證網(wǎng)絡通信的可靠性.2.1.3 站控層站控層設備的主要功能是：通過兩級高速網(wǎng)絡匯總?cè)镜膶崟r數(shù)據(jù)信息,不斷刷新實時數(shù)據(jù)庫,按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫；按既定規(guī)約將有關數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或限制中央；接收調(diào)度或控制中央有關限制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行；具有在線可編程的全站操作閉鎖限制功能；具有站內(nèi)當?shù)乇O(jiān)控,人機聯(lián)系功能,如顯示、操作、打印、報警

20、、圖像、聲音等多媒體功能；具有對間隔層、過程層諸設備的在線維護、在線組態(tài)、在線修改參數(shù)的功能.由于光電/電子式互感器本身的結(jié)構(gòu)特點和工作方式,導致互感器的角差、比差現(xiàn)場試驗難以進行,甚至極性試驗也無法開展,只能等到設備投運帶電后,才能檢驗接線的準確性.另外,光電/電子式互感器的局放試驗、伏安特性試驗的試驗方法和標準也與常規(guī)設備有很大的區(qū)別,這都需要設備廠家和運行主管單位專門制定.其中,一次設備由主變壓器,斷路器,隔離開關,電流、電壓互感器等組成.變電站中傳統(tǒng)的電磁式電壓、電流互感器存在著磁飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小、暫態(tài)特性差等缺點,絕緣結(jié)構(gòu)復雜,體積龐大.一次設備需要依靠大量電纜來實現(xiàn)與保護

21、、測控裝置的信息傳送,阻礙了自動化系統(tǒng)對現(xiàn)場一次設備限制功能的擴展,電子式互感器和智能斷路器技術的開展為解決上下壓設備之間信息的數(shù)字化傳輸提供了條件.二次設備主要由保護、測控裝置及一些平安自動裝置等組成對于由微處理器構(gòu)成的具有數(shù)據(jù)處理和通信功能的二次設備以下統(tǒng)稱為智能電子設備,IEDa變電站自動化系統(tǒng)是指集保護、測量、限制、遠傳等功能為一體,通過通信網(wǎng)絡來實現(xiàn)信息共享的一套微機化的二次設備及系統(tǒng).通過變電站自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)對一次電氣設備的保護以及遠方/就地操作、控制和監(jiān)視等功能.4.1.3數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)中的網(wǎng)絡選型網(wǎng)絡系統(tǒng)是數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的命脈,它的可靠性與信息傳輸?shù)目焖傩詻Q

22、定了系統(tǒng)的可用性.常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)中單套保護裝置的信息采集與保護算法的運行一般是在同一個CPU限制下進行的,使得同步采樣、A/D轉(zhuǎn)換,運算、輸出抓制命令整個流程快速,簡捷,而全數(shù)字化的系統(tǒng)中信息的采樣、保護算法與限制命令的形成是由網(wǎng)絡上多個CPU協(xié)同完成的,如何限制好采樣的同步和保護命令的快速輸出是一個復雜問題,其最根本的條件是網(wǎng)絡的適應性,關鍵技術是網(wǎng)絡通信速度的提升和適宜的通信協(xié)議的制定.如果采用通常的現(xiàn)場總線技術可能不能勝任數(shù)字化變電站自動化的技術要求.目前以太網(wǎng)(ethernet)異軍突起,已經(jīng)進入工業(yè)自動化過程限制領域,固化OS工七層協(xié)議,速率到達100MHz的嵌入式以太網(wǎng)限制與

23、接口芯片已大量出現(xiàn),數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的兩級網(wǎng)絡全部采用100MHz以太網(wǎng)技術是可行的.4.2光電流互感器的應用4.2.1傳統(tǒng)的電磁式電流互感器存在的問題在電力系統(tǒng)中,電磁感應式電流互感器被用十測量電流已有一百多年的歷史,它們具有結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定等優(yōu)點.但隨著電力系統(tǒng)向高電壓大電流方向的開展,傳統(tǒng)的電磁式電流互感器越來越呈現(xiàn)出由十其工作原理所決定的技術上難以解決的困難,弊端越來越突出：電壓等級提升,增大了絕緣結(jié)構(gòu)的復雜性,體積大,笨重,目本錢上升,造價高.存在磁飽和.在電力系統(tǒng)特別是大容量超高壓電力系統(tǒng)中,一次回路短路電流不僅數(shù)值很大,而含有大量非周期分量,致使鐵芯過度飽和,激磁電流幾十

24、倍甚至幾百倍的增大,造成電流互感器二次電流數(shù)值和波形的嚴重失真,從而導致繼電保護誤動作.即使選擇具有暫態(tài)特性的電流互感器也不可能完全排除此類情況的出現(xiàn).電流測量的線性范圍小.當電流過大或過小時,比差和相差等測量誤差會加大.為了減小誤差,須采用導磁系數(shù)高的優(yōu)質(zhì)鐵磁材料,增大磁路面積,減小磁路長度,使鐵芯工作在線性狀態(tài)下.但是增大鐵芯截面將使互感器尺寸和重量增大,而采用優(yōu)質(zhì)材料,又會大大增加互感器的本錢.互感器二次側(cè)輸出開路時,一次電流全部變?yōu)榧ご烹娏?鐵芯中磁通量劇增.而二次側(cè)的感應電勢與磁通變化率成正比,因此會產(chǎn)生高電壓,有可能到達數(shù)千伏.這不但危及人身設備平安,還有可能使二次繞組和二次設備的

25、絕緣遭到損害,甚至使鐵芯因過熱燒毀.電流互感器二次負載過大超過電流互感器所容許的二次阻抗時,激磁電流會大大增加,使得鐵芯進入飽和狀態(tài),從而影響電流互感器的測量精度.長時間運行還會使鐵芯損耗增大、發(fā)熱嚴重甚至燒壞絕緣.潛在著忽然性爆炸及絕緣擊穿引起的單相對地短路等系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素.當內(nèi)部充以礦物油作為絕緣和散熱介質(zhì)時,存在著忽然失效(如絕緣擊穿)而可能導致的燃燒、爆炸的危險,對周圍設備及工作人員構(gòu)成潛在威脅.它是按機電繼電器的要求而設計,故輸入功率大,功率損耗大,體積亦大.傳統(tǒng)的電磁式電流互感器無法保證暫態(tài)測量的精確度,給繼電保護的可靠性和靈敏性構(gòu)成威脅,也是目前變電站綜合自動化系統(tǒng)中測量和保護

26、不容易實現(xiàn)數(shù)據(jù)完全共享的主要根源.4.2.2光學電流互感器(0丁VicalCurrentTransducer,簡稱.丁A)的優(yōu)點與傳統(tǒng)的電流互感器相比,光學電流互感器的主要優(yōu)點表現(xiàn)在：(1)沒有因充油而產(chǎn)生的易燃、易爆炸等危險.光學電流互感器絕緣結(jié)構(gòu)簡單,可以不采用油絕緣,在結(jié)構(gòu)設計上就可防止這方面的危險.(2)不含鐵芯,消除了磁飽和、鐵磁諧振等問題.互感器運行暫態(tài)響應好、穩(wěn)定性好,保證了系統(tǒng)運行的高可靠性.(3)低壓側(cè)無開路高壓危險.光學電流互感器的高壓與低壓之間只存在光纖聯(lián)系,而光纖具有良好的絕緣性能,因此可保證高壓回路與二次回路在電氣上完全隔離,低壓側(cè)沒有因開路而產(chǎn)生高壓的危險,同時因沒

27、有磁禍合,消除了電磁干擾對互感器性能的影響.(4)暫態(tài)響應范圍大,測量精度高.光學電流互感器有很寬的動態(tài)范圍,一個測量通道額定電流可測到幾十安培至幾千安培,過電流范圍可達幾萬安培.因此既可同日寸滿足計量和繼電保護的需要,又可免除電磁感應式互感器多個測量通道的復雜結(jié)構(gòu).(5)頻率響應范圍寬.光學電流互感器傳感頭局部的頻率響應取決十光纖在傳感頭上的渡越時間,實際能測量的頻率范圍主要取決十電子線路局部,其極限頻帶在幾兆赫茲以上,能夠很好地滿足電力系統(tǒng)故障錄波的要求.現(xiàn)代光學電流互感器已經(jīng)可以測出高壓電力線路上的諧波,還可進行電流暫態(tài)、高頻大電流與直流的測量,對研究新原理繼電保護裝置很有好處.(6)優(yōu)

28、良的絕緣性能,造價低.在光學電流互感器中,高壓側(cè)信息通過由絕緣材料做成的光纖傳輸?shù)降蛪簜?cè),絕緣結(jié)構(gòu)簡單.實驗測得,0.15m的光纜耐110KV(7)抗電磁干擾水平強.光學電流互感器通過光信號傳遞信息,防止了電磁干擾對測量的影響.(8)體積小、重量輕,安裝運輸方便.光學電流互感器的傳感頭本身的重量一般小于1Kg,如美國西屋公司公布的345KVOTA的高度為2.7m,重量為109kg,而同等電壓等級的充油電磁感應式電流互感器高為6.lm,重達7718kg.(9)由十信息載體是光,用光纖傳輸信號,因此具有光學敏感和光纖傳輸?shù)膬?yōu)點.例如耐腐蝕、耐老化等.(10)適應了電力計量與保護數(shù)字化、微機化和自動

29、化開展的潮流.光學電流互感器一般以弱功率數(shù)字量輸出,非常適合微機繼電保護裝置的需要.這將最正確地適應口趨廣泛采用的微機保護、電力計量數(shù)字化及自動化開展的潮流.2.2系統(tǒng)架構(gòu)介紹TKDS3000系統(tǒng)采全光式電子互感器、100M自愈式光纖環(huán)式以太網(wǎng)、GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(時間同步卜數(shù)字式電度表、智能化的一次設備、IEC61850通訊規(guī)約,數(shù)據(jù)的采集和限制全部采用光纖傳輸,節(jié)約了二次電纜.這些設備及功能,完全區(qū)別與常規(guī)的變電站,實現(xiàn)了變電站的全數(shù)字化和設計簡約化,以及治理的智能化.圖TKDS系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)(1)協(xié)議實現(xiàn)特點將通訊協(xié)議表示層之上(包才presentation,acse,mms)的協(xié)議

30、數(shù)據(jù)單元(PDUs除部表示成c語言結(jié)構(gòu),并通過高效的ASN.1編解碼函數(shù)進行處理,協(xié)議擴充靈活方便.采用動態(tài)內(nèi)存分配方式,有效防止內(nèi)存泄露.系統(tǒng)自帶數(shù)據(jù)包采集工具,方便調(diào)試分析.(2)用戶關心信息的篩選及中文顯示實現(xiàn)了遙信、遙測、定值及SOE等信息的篩選及中文顯示,方便用戶查看操作.遙測支持整型和浮點型兩種類型,符合公式：(ixscaleFactor)+offset=fx10units.multiplier,定值處理支持定值組限制塊(FC為SESG和設點(FC為SP網(wǎng)種方式,適應性強.圖2通訊及限制操作界面(3)可配置圖形信息對應圖元與系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)屬性可以通過配置工具進行靈活對應,方便現(xiàn)場調(diào)

31、試維護.圖3一次圖形顯示界面4自定義數(shù)據(jù)庫.通過自定義的數(shù)據(jù)庫動態(tài)存儲數(shù)據(jù)屬性,字段包括路徑名、數(shù)據(jù)類型、取值、品質(zhì)、時標等,查詢時配有中文顯示,方便用戶查看及打印.2.3. 間隔層保護裝置常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)中保護裝置的信息采集與保護算法的運行一般是在同一個CPU限制下進行的是同步采樣,A/D轉(zhuǎn)換、運算、輸出限制命令整個流程快速、簡捷.而數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)中信息的采集、保護算法與限制命令的形成是由網(wǎng)絡上多個CPU協(xié)同完成的.2.3.1 硬件結(jié)構(gòu)圖4硬件結(jié)構(gòu)框圖保護裝置硬件是基于DSP的微機保護平臺,裝置采用后插拔結(jié)構(gòu),印制板布局合理,提升了裝置的電磁兼容性能.采用雙處理器結(jié)構(gòu),完成強大的

32、保護測控和人機界面功能.保護CPU采用高性能的數(shù)字信號處理器TMS320F2812芯片,提供了高速的數(shù)據(jù)處理水平,保證了實時高性能算法的實現(xiàn),保證裝置快速出口.同時模擬量及數(shù)字開關量采用光纖信號傳遞提升了傳輸?shù)目煽啃越档土穗姶鸥蓴_.除TMS320F2812豐富的片上資源外,外擴了512K*16位RAM、掉電保持時鐘芯片、串行EEPROMCAN、RS485光纖及以太網(wǎng)口.保護監(jiān)控單元采用模塊化結(jié)構(gòu),可根據(jù)要求靈活方便的配置.裝置保護功能相對獨立完整,本間隔層的保護功能決不依賴通訊網(wǎng)；單元設有8套保護定值,單元定值區(qū)存放于大容量串行EEPROM中,保證定值不被誤操作修改可掉電保持.掉電保持的NVR

33、AM,能夠保證帶時間信息的保護動作事件記錄、故障錄波數(shù)據(jù)掉電保持.此平臺涵蓋了110kV及以下電壓等級的變電站自動化系統(tǒng)中輸配電線路保護、主設備保護、發(fā)電機、電容器等綜合自動化保護.統(tǒng)一的硬件平臺方便了工程設計及施工；設備之間采用光纖通信,一條信道可傳輸多路信息,加上使用分層、分布網(wǎng)絡技術,大幅度減少了二次接線的數(shù)量和復雜程度,提供工程的擴展兼容性.2.3.2 軟件建模對于傳統(tǒng)的變電站系統(tǒng),信息描述都是采用面向點的方式,而對于IEC61850標準來說,信息描述那么是采用面向?qū)ο蟮姆绞?所以傳統(tǒng)的變電站信息與模型中數(shù)據(jù)屬性的正確對應非常重要.本裝置采用自底向上的建模方式,根據(jù)所需的信息點對應邏輯

34、節(jié)點中的數(shù)據(jù)屬性尋找標準中對應的節(jié)點,然后把傳統(tǒng)信息點中不包含的信息根據(jù)標準豐富起來,對于標準中未規(guī)定的,根據(jù)通用節(jié)點進行定義.2.4. 過程層電子式互感器2.4.1 電子式互感器包括一次傳感器、采集器、合并單元等.圖5是GIS用電子式互感器框圖.被測電流、電壓以模擬信號的形式傳給采集器,采集器將這些信號經(jīng)過低通濾波和A/D轉(zhuǎn)換后,提供給CPU系統(tǒng).在CPU中,對采樣后的數(shù)據(jù)進行打包處理,打包后的數(shù)據(jù)經(jīng)過調(diào)制之后,以光信號的形式由光纖傳輸給合并器.合并器主要接受來自采集器的數(shù)字信號,對這些信號進行合并和處理后以光信號的形式對外提供數(shù)據(jù).GIS用電子式互感器的根本原理方框圖如下：(2)采集器采集

35、器用來對模擬量的輸入進行采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換并通過光纖傳送數(shù)據(jù)到合并器它與合并器通過兩根光纖進行能量和數(shù)據(jù)的交換.采集器提供三路模擬量輸入,分別是電壓、保護電流和測量電流,經(jīng)低通濾波進入模數(shù)轉(zhuǎn)換回路.模數(shù)轉(zhuǎn)換回路采用高精度、高采樣率的16位AD轉(zhuǎn)換器.采集器采用低功耗的CPU,保證在較低的功耗下,取得良好的性能.在采樣中斷中,CPU開始數(shù)據(jù)采樣和轉(zhuǎn)換,并將采樣后的數(shù)據(jù)打包處理,打包后的數(shù)據(jù)經(jīng)過調(diào)制通過光纖發(fā)送給合并器.圖2為采集單元的電氣原理圖.(3)合并單元采集卡采集的數(shù)據(jù)通過光纖傳輸至合并單元,合并單元處理數(shù)據(jù)后傳輸至光纖以太網(wǎng)絡.合并單元接受同步信號以便多個合并單元同步.1接收采集卡的數(shù)據(jù)并進

36、行解析、校驗、處理；2與其他合并單元的數(shù)據(jù)交換；3接收站內(nèi)同步源的同步信號；4將處理后數(shù)據(jù)打包,輸出到光以太網(wǎng)絡；5根據(jù)采集卡的反應數(shù)據(jù),監(jiān)測采集卡狀態(tài)；6監(jiān)視裝置各電源的工作情況,并能給出告警信號；7顯示功能；8配置功能.6.2.2變電站各層網(wǎng)絡組網(wǎng)原那么(一)過程層網(wǎng)絡組網(wǎng)原那么過程層上最大的數(shù)據(jù)流出現(xiàn)在電子式互感器和保護、測控之間的采樣值傳輸過程中,采樣值傳輸有很高的實時性要求.此外,保護、測控裝置之間的互鎖、保護和智能開關之間的跳合閘命令也有很高的實時性要求.因此過程層通信的實時性是最為關鍵的問題,基于交換式以太網(wǎng)的串行通信網(wǎng)絡具有較大的優(yōu)勢.針對過程層數(shù)據(jù)交換的特點和要求,提出如下的

37、組網(wǎng)原那么：(1)根據(jù)電氣間隔在電網(wǎng)中的重要程度及可靠性、實時性的要求根據(jù)電氣間隔組網(wǎng).主變,35kV,6kV出線及母聯(lián),220kV,1lOkV母設等在變電站中比擬重要的設備均根據(jù)間隔來組網(wǎng).(2)根據(jù)保護等IED的配置要求,如要求配置雙套保護那么過程層網(wǎng)絡及以下設備也需要配置兩套獨立的網(wǎng)絡和設備.(3)對于母線保護等需要同時采集同一電壓等級各間隔交流量的裝置,采用面向功能的原那么組網(wǎng).(4)在滿足數(shù)據(jù)傳輸實時性和可靠性要求的前提下,盡量簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).35kV局部相對來說重要性不高,而且保護測控選用一體化裝置,因此35kV的IED數(shù)量相對來說不多,其出線局部采取較簡單的組網(wǎng)方案,即采用單一網(wǎng)絡或按母線分成兩段網(wǎng)絡.由于35kV各間隔位置根本固定,且35kV母設每段母線各設置一組,本方案按母線分成兩段網(wǎng)絡.這樣使分布在各段母線上的IE