基于IEC61850标准的变电站电子式互感器合并单元的实现

摘要

近年来，随着电网规模的扩大及电网电压等级的不断提高，传统变电站自动化技术已不能满足电网数字化和智能化发展的需要，IEC61850标准的数字化变电站是一种必然趋势，使得过程层的结构日趋复杂，因此一次设备与二次设备的通信成为研究的热点。因此，研究开发数字化变电站过程层电子式互感器及其数字接口(一)合并单元MU(MergingUnit)便具有十分重要的意义和工程价值。
　　合并单元是连接过程层电子式互感器与间隔层保护测控设备的数字接口装置，其主要功能是配合电子式互感器完成电压、电流的同步采样，并按照IEC61850-9-1/2标准进行组帧传输，简化了二次保护测控设备硬件结构，有利于实现站内保护、测量数据共享及与SCADA系统的集成。
　　本文首先介绍了电子式互感器的基本原理和系统结构，在分析比较IEC60044-7/8标准和IEC61850-9-1/2标准，提出采用IEC61850-9-1/2模式数据传输作为本文合并单元的实现依据。其次，本文在比较目前合并单元典型设计方案和功能模型的基础上，分析了基于秒脉冲、IRIG-B和IEEE1588时钟协议的合并单元采样同步方案，最后分析了各种智能变电站网络模型下，在不影响对时精度前提下，为减少网络交换机运行压力和投资成本，提出了采样值基于IEC61850-9-1/2点对点模式的通信方案，并对智能一次设备高级应用做了相应介绍。
　　本文遵循IEC61850标准的变电站过程层自动化和数字化的要求，研究的电子式互感器IED的通信及对时设计具有重要的理论意义和实际应用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究意义

1．2 国内外的研究现状

1．3 高压电子式互感器的研究趋势

1．4 本文的主要工作及各章节安排

第二章 智能变电站的互感器

2．1 电子式互感器原理

2．1．1 电子式电流互感器的基本原理

2．1．2 电子式电压互感器的传感原理

2．2 电子式互感器应用现状

2．3 智能变电站物理结构定义

第三章 变电站数据采集与传输

3．1 电压电流采集系统

3．1．1 积分电路分析

3．1．2 采集单元

3．2 合并单元模型

3．3 合并单元通信协议

3．3．1 智能变电站过程层总线

3．3．2 IEC 60044-7／IEC 60044-8标准

3．3．3 IEC 61850-9标准规范下的接口

3．4 常用合并单元同步方法

3．4．1 IRIG-B码同步

3．4．2 IEEE1588协议同步

第四章 智能变电站电子式互感器应用

4．1 智能变电站底层数据组成

4．2 云会变网络模型

4．3 合并单元的对时网络

第五章 组合式电子互感器的高级应用

5．1 在线监测功能

5．1．1 断路器状态监测

5．1．2 气体密度和微水在线监测

5．1．3 局部放电监测

5．2 传感器的安装

5．3 开关变位与视频监控联动

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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