智能电网与电子式互感器及电力一次设备在线监测

　　(2)电子式互感器的国际标准和国家标准

　　国际电工委员会和国内标准化组织近年来也相应颁布了有关协议和标准以作为指导。IEC61850协议是变电站自动化系统建设的依据。完全符合IEC61850协议的一次和二次数字化设备的研制和产品化是建设智能电网的坚实基础。IEC 61850-5-13规定了变电站内智能电子设备(IED，Intelligent Electronic Device)的同步标准以及电力系统有关参数值的指标，是变电站自动化系统的设计，电子式互感器及IED的性能研制和生产以及电力部门招标必须依据的标准。IEC60044-7/8标准也是电子式互感器制造检测和招标应遵循的标准。我国于2007年1月正式颁布等同于IEC60044-7/8的国家标准 GT20840-7/8，并于2007年8月1日起实施。[3]

　⑴根据国际标准IEC61850-5-13的要求，电子式互感器需为各种智能IED提供高准确度的电流I和电压U，其数据采样率必须≥12000次/s，三相同步时间应为±1μs。[3]，[4]

　　⑵PMU与WAMS的连接应满足IEEE 37.118的准确性标准(1级)并对数据传输使用IEEE 37.118标准。 要求PMU的数据采样率≥12000次/s，测量频率的绝对准确度为± 1 mHz，绝对相角准确度为± 0.02度，时间准确度为± 1 μs。数据传输率为50/60 Hz。要达到此要求，提供给PMU和WAMS原始数据的电子式互感器对I、U的测量准确度应小于0.2%, 三相同步时间为± 1 μs，相位移应满足IEC60044-7/8的要求。[3]

　　⑶IEC61850-9-1对以太网物理层传输速率的要求

　　电子式互感器的综合单元对保护、测量等IED的输出传输速率应与IED的采样率匹配。根据IEC61850-5-13的规定：保护装置IED的采样率为480、960和1920次/s;测量仪表的IED采样率为1500、4000和12000次/s。

　　IEC61850-9-1规定：电子式电流/电压互感器的综合单元对保护、测量等IED的输出传输速率应与IED的采样率匹配。[3]，[5]

　　2.3 电力一次设备在线监测对坚强智能电网的作用

　　目前，大电网的安全防护已与涉及自然和社会因素的灾害防护紧密相连，因此大电网的安全防护受到了美国白宫科技政策办公室和美国国内安全部的重视。美国政府已于2007年通过了《能源独立和安全法规(Energy Independence and Security Act)》, 有专门一章就是智能电网。[2]

　　参考文献[2]在解释智能电网的具体内容时指出：“在输电的每个元件(如开关、变压器等)、每个变电站和发电厂中皆设置一个具有坚强的操作系统独立的处理器(processor)，也可用作独立的代理器(agent)，在这些处理器或代理器之间能进行双向快速通信，从而形成一个巨大的分布式平台。每个代理器必须与相应元部件的传感器连接，以评估其运行状况，并用高速宽带光纤通信系统将传感器的数据传送到其它处理器(代理器)，各处的代理器既是独立动作的，又是彼此通信互连的，可以进行协调控制。”

　　智能电网的自愈控制是在事故影响电网之前就从本地或局部地区对事故进行处理后，从而达到自愈的效果。由此可见，电力一次设备的在线安全监测装置就是智能电网实现自愈控制的智能代理器最基础部分。电力一次设备的在线安全监测装置最初是为了对一次设备进行常规诊断，后来实现状态检修，以代替传统的计划检修。当然，目前的在线安全监测，还不是实时的在线监测。在此基础上，若状态监测的可信度大大提高，并加快对设备状态的监测频率，就可逐步成为自愈智能电网的智能代理器。这样，当新型的传感器、在线监测装置和执行机构研制出来后就可形成智能代理器，从而加强电网的自适应和重组控制能力。

　　智能电网的智能代理器要求新型传感器对电网运行参数的测量速度和高准确度与对电子式互感器的要求应是一致的，甚至对某些数据的测量准确度的要求更高，如对电晕损失的测量,其采样率最好采用250k次/s，相当每周期(50Hz)采样5000次。

　　在线监测装置主要是监测电容型设备的介质损耗，电容及其变化量，泄漏电流及其变化量，不平衡电压，避雷器的全电流和阻性电流，变压器套管的介损和油中氢气含量，变压器的局部放电、油中色谱，少油开关的泄漏电流及其他设备(如发电机放电)等。对变电站关键电力设备的电气绝缘综合在线监测研究具有重要的意义，并要加强在线监测装置的防干扰措施。

　   3.结论

　　①随着特高压、大容量、超大规模电网的逐步形成，为保证电网的安全、稳定、可靠运行，研发智能电网和进行示范工程是急迫及至关重要的任务。

　　②为保证智能电网实现自愈性，要求研制和生产高速及高准确度的电子式互感器。

　　③研制新型的传感器、在线检测装置是实现智能电网所需的智能代理器的基础。

 　　参考文献

　　[1] 王明俊. 突出自愈功能的智能电网. 动力与电气工程师，2007，2(2)：12~16.

　　[2] 何大愚. 应用智能网络技术构建未来自愈型输电网. 动力与电气工程师，2008， 3(6):12~16.

　　[3] 徐立子，万启发. 现代化电网与国际标准对电子式互感器的要求. 电子式互感器 技术研讨会交流文集，中国电力企业联合会成果鉴定办公室，2007，10：54～66.

　　[4] IEC 61850-5 Communication Network and Systems in Substations. Part 5-13：Message performance requirements. 2003-07.

　　[5] IEC 61850-9-1 Communication Network and System in Substation-Part 9-1: Specific communication service mapping (SCSM)—Sampled values over serial unidirectional multi-drop point to point link 2003-05.