智能变电站电能计量装置检测.ppt

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在数字接口的情况下，一组电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。

电子式互感器的工作原理框图电子式互感器的分类电子式互感器的分类电子式互感器根据传感头部分是否需要电源：

一、有源型：

有源型电子式互感器通过一次侧的采样传感器对电压、电流信号取样,利用有源器件调制技术，以光纤作为信号通道,把一次侧转换的光信号传送到地面（二次侧）进行信号处理,二次转换装置的作用是根据需要把传输到二次侧的模拟信号通过A/D元件变换为数字信号。

这种互感器的特点是:

利用光纤系统提供的高绝缘性、抗电磁干扰强的优点,显著地降低了互感器的制造成本,减少了体积和重量。

有源电子式互感器的特点决定了它在实用化道路上的优势。

电子式互感器的分类电子式互感器的分类1、小CT取能利用特制CT从母线上感应电压，通过整流、滤波、稳压等后续电路处理后，提供给高压侧电子电路所需的稳定直流电源电子式互感器的分类电子式互感器的分类2、光供电模块电子式互感器的分类电子式互感器的分类二、无源型：

无源型电子式互感器采用了光学晶体，互感器的稳定性和可靠性都受到这一传感晶体的制约，目前尚未解决的难题是光学传感器晶体的温度稳定性和可靠性问题，另外这种互感器系统的成本相对较高，其成本优势在特高压场合才能显现出来。

电子式互感器的分类电子式互感器的分类电子式互感器根据输出模式：

1、数字量输出：

电子式互感器的数字信号通过光纤接口与合并单元连接。

每周期按指定取样数取样，例如80。

测量通道取样值额定输出为2D41H（等于十进制数11585），保护通道取样值额定输出为01CFH（等于十进制数463）。

相位差定义为信号取样数值发送时刻与一次波形中该信号对应点的时刻之差。

相位差中取数字帧的一到二个发送间隔为固有偏移量。

电子式互感器的分类电子式互感器的分类2、模拟量输出（弱信号输出）：

电子式电流互感器输出电压量，标准值为：

22.5mV、40mV、100mV、150mV、225mV、1V、4V。

电子式电压互感器输出电压量，中性点绝缘系统标准值为：

1.625V、2V、3.25V、4V、6.5V。

中性点接地系统标准值为：

1.625V/3、2V/3、3.25V/3、4V/3、6.5V/3。

电子式互感器的分类电子式互感器的分类电子式互感器根据原理：

光学电流互感器（依据依据FaradayFaraday磁光磁光效应效应,线线偏振偏振光光在在电流电流磁场磁场的的作用作用下下,其其偏振偏振面面会会发生发生旋转旋转）空芯线圈（Rogowski线圈）电流互感器（法拉第电磁感应原理）铁心线圈式低功率电流互感器光学电压互感器（基于Pockels效应:

电光晶体在外电场的作用下,其折射率会线性地发生变化,从而使偏振光的两个分量之间产生位相差.）阻容分压型电压互感器电子式互感器的优点电子式互感器的优点用光缆取代信号电缆，用光缆取代信号电缆，绝缘简单安全，降低成本，电压等级越高优势越明显。

体体积积小小，重量重量轻，轻，占占地少。

地少。

PT不怕二次短路，CT不怕二次开路。

没有铁芯，无磁饱和，动态范围宽。

提高了保护提高了保护故障测量的准确性故障测量的准确性PT无铁磁谐振现象，提高了电网安全性。

无污染，无噪音，环保性能好。

输出输出数字信号，适应自动化的发展方向。

数字信号，适应自动化的发展方向。

电子式互感器的标准电子式互感器的标准国际标准IEC60044-7Electronicvoltagetransformers（1999）IEC60044-8Electroniccurrenttransformers（2002）国家标准电子式电压互感器GB/T20840.7-2007电子式电流互感器GB/T20840.8-2007合并单元合并单元1、数字式合并单元（MU）其任务是将一个间隔的三台电压互感器和三台电流互感器的12路信号合并在一个数据帧中合并单元合并单元2、输入模拟量合并单元（MU）如果输入合并单元的是模拟信号，则至少有6对信号线从互感器连接到合并单元，而合并单元中必须至少有6路数字采用通道把模拟量转换为数字量。

合并单元合并单元3、合并单元与电子式互感器的通信电子式互感器的数字信号通过光纤接口与合并单元按IEEE802.3标准或IEC60870-5-1标准传输。

4、合并单元与数字式电能表的通信合并单元通过光纤接口与电能表按IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC61850-9-2LE标准，使用以太网（Ethernet）传输。

电能表电能表一、数字式电能表1、外形电能表电能表2、接口及端子电能表电能表2、接口及端子电能表电能表3、表计现场应用示意图电能表电能表4、内部电路框图电能表电能表5、数据帧丢失处理电能表电能表二、弱输入电能表1、外形电能表电能表2、接口及端子电能表电能表3、内部电路框图电能表电能表4、安装示意图智能变电站基本结构图智能变电站基本结构图与传统变电站的比较与传统变电站的比较110kV兴国数字化变电站110kV兴国数字化变电站110kV兴国数字化变电站110kV兴国数字化变电站110kV兴国数字化变电站110kV兴国数字化变电站110kV兴国数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站220kV澄江数字化变电站智能变电站智能变电站电能计量装置检测方法电能计量装置检测方法电子式互感器及合并单元测试依据电力互感器（JJG1021-2007）互感器第7部分;电子式电压互感器（GB/T20840.7-2007）互感器第8部分;电子式电流互感器（GB/T20840.8-2007）智能变电站合并单元测试规范（Q/GDW.691-2011）智能变电站电能计量装置智能变电站电能计量装置组成组成类型类型数字信号输出互感器+数字信号输入合并单元+数字电能表弱信号输出互感器+弱信号输入电能表弱信号输出互感器+弱信号输入合并单元+数字电能表传统互感器+模拟信号输入合并单元+数字电能表电子式互感器校验仪电子式互感器校验仪传统的互感器校验仪采用的是测差方法，对校验仪的等级要求不高，一般在3级以上。

电子式互感器校验仪采用的是直测方法，测试原理是对标准互感器输出的模拟量进行同步采样，转变为数字量与电子式互感器输出的数字量进行比较，故对电子式互感器校验仪的等级要求比较高。

校验0.2级的互感器，对电子式互感器校验仪的等级要求在0.05级之上。

电能计量装置比较电能计量装置比较传统数字式互感器有误差,二次有负荷有误差,二次无负荷电压二次有压降误差,有负荷无电流二次无误差,有负荷无电能表有误差有算法误差校验仪测差法,等级低直测法,等级高数字式互感器检测数字式互感器检测数字式互感器一般连带合并单元一起检测，因为其误差标定修正、数据打包发送等许多工作都是在合并单元中完成的。

合并单元输出的是互感器一次侧数据，故电子式互感器校验仪要根据设置的变比，将标准互感器二次的采样值折算到一次，而后进行比较计算。

数字式电压互感器检测数字式电压互感器检测传统电压互感器检测接线图数字式电压互感器检测数字式电压互感器检测数字式电压互感器检测接线图数字式电压互感器检测数字式电压互感器检测升压方式：

升压方式：

1、升压器升压：

简单方便，要求互感器电容很小。

2、串联谐振升压：

互感器电容大时，用升压器升压需很大电流。

利用串联电抗器谐振升压，要求感抗值与容抗值大致相等。

3、外并电容谐振升压：

当互感器电容不够，达不到谐振条件时，可在串联谐振升压电路基础上，另并一组电容器升压。

数字式电压互感器检测数字式电压互感器检测升压器升压数字式电压互感器检测数字式电压互感器检测外并电容谐振升压数字式电流互感器检测数字式电流互感器检测传统电流互感器检测接线图数字式电流互感器检测数字式电流互感器检测数字式电流互感器检测接线图数字式电流互感器检测数字式电流互感器检测数字式电流互感器检测数字式电流互感器检测澄江变电站的合并单元全部集中在保护小室，合并单元与升压（升流）区域的距离太远，电子式互感器校验仪位置难于放置。

借用变电站现有的其他回路光缆，拉近测试距离（新建变电站适用），如果在已运行的变电站测试，只能带根长光缆来拉近测试距离。

数字式电流互感器检测数字式电流互感器检测电子式电流互感器在电流幅值很小时（1%、5%），在测试过程中，其误差的变差较大。

现行电子式互感器的A/D采样电路位数为16位，测量通道取样值额定输出为2D41H（等于十进制数11585），规程要求S级电流互感器在1%In时误差0.75%，此时通道取样值输出等于十进制数116，按数字电路允许1字的变化量，其量化误差达到0.86%，该原理已造成S级电流互感器在1%In时误差超差。

弱输出电子互感器检测弱输出电子互感器检测弱输出电压互感器检测接线图弱输出电子互感器检测弱输出电子互感器检测弱输出电流互感器检测接线图弱输出电子互感器检测弱输出电子互感器检测弱输出电子互感器一般用在35kV及以下电压等级的配电柜中。

弱输出电子互感器与合并单元或电能表的连接，一般使用屏蔽电缆，防止电磁场对小模拟信号的干扰。

合并单元或电能表须与弱输出电子互感器就近安装，否则会产生压降带来附加误差。

弱输出电子互感器检测弱输出电子互感器检测弱输出电子互感器的负载弱输出电子互感器的负载无源弱输出电子互感器：

大部分为电阻分压直接输出。

其优点：

系统简洁、无源，可靠性高；缺点：

抗干扰差，负载导纳对误差影响很大。

有源弱输出电子互感器：

在电阻分压输出端增加一级电压跟随器。

其优点：

负载能力满足要求；缺点：

系统复杂，有源电路降低了可靠性，成本高，回路中有电子式电压跟随器不符合DL/T448-2000电能计量装置技术管理规程的要求。

智能数字化变电站是发展方向，在全国开始得到广泛的应用。

电子式互感器由于应用时间、生产工艺的原因，其故障率远高于传统互感器。

折中过渡方案：

传统互感器+模拟信号输入合并单元+数字电能表。

传统互感器传统互感器+合并单元合并单元计量系统构成计量系统构成传统互感器传统互感器+合并单元合并单元荷舍变110kV一次线路简图传统互感器传统互感器+合并单元合并单元荷舍变110kV计量二次回路简图传统互感器传统互感器+合并单元合并单元检测方案选择检测方案选择1、整体检测：

传统互感器及二次回路+模拟输入式合并单元构成的整体可理解为一种特殊的电子式互感器。

2、分别检测：

分别检测传统互感器、电压互感器二次压降和合并单元的误差，最后合成整体误差。

传统互感器传统互感器+合并单元合并单元电压互感器与合并单元整体检测接线图传统互感器传统互感器+合并单元合并单元电流互感器与合并单元整体检测接线图传统互感器传统互感器+合并单元合并单元整体检测的问题整体检测的问题一个传统电压互感器带有多个合并单元，整体检测需要检测每个合并单元与传统电压互感器的整体误差，工作量巨大，检测成本高。

由于传统互感器+模拟输入合并单元构成的特殊性，目前没有规程对这种构成的误差及其误差分配做出规定。

传统电压互感器：

0.2%；传统电流互感器：

0.2%；PT二次压降引起的误差：

0.2%。

电子式电压互感器：

0.2%；电子式电流互感器：

0.2%。

传统互感器传统互感器+合并单元合并单元整体检测的问题整体检测的问题传统TV+合并单元：

0.2%，误差构成：

TV误差+压降误差+合并单元误差