随着光伏新能源建设雨后春笋般兴起,线路负载压力持续攀升,尤其在新能源大发、常规机组压出力的双重运行场景下,一旦遭遇输电线路故障,区域机组可调节容量不足极易引发新能源机组连锁脱网风险,对电网保障构成严重的威胁。2025年,玉溪供电局高古楼区域白土、马头村、镜湖新能源光伏电站(总装机860兆瓦)相继投运后,由于负荷侧220千伏高古楼变电站内220千伏宝高双回线和高九线断面送出受限,且220千伏高古楼变属于三变双母变电站。与此同时,随着电源侧110千伏恩捷用户变投产,110千伏上龙池牵引变增容,高古楼变主变N-2压单主变压极限运行,一旦其中两台主变压器检修或故障,另一台变压器无法承受负荷。新能源集中出力的跃升,关键断面故障情况下,存在送出线路过载风险增加,亟需稳控系统进行升级改造。
1章 概 述(LYDN9000B电力调试标准产品“三相电能质量监测系统”多规格产品满足您的不同需求)
随着电力电子技术的发展,直流输电、大功率单相整流技术在工业部门和用电设备上被广泛应用,如大功率可控硅器件、开关电源、变频调速等,这些典型非线性负荷将从电网吸入或注入谐波电流,从而引起电网电压畸变,使电网波形受到污染,供电质量恶化,附加损失增加,传输能力下降。在电网中,三相负荷不平衡、电力系统谐振接地等会产生负序,大功率整流和非线性设备等会产生谐波。电能质量下降,严重威胁供电、用电设备的可靠运行。
电能质量监测装置是我公司针对电能质量监测难题,研究总结国内外电能质量监测特点和实践经验基础上,严格按照国家颁布的相关技术标准,自主设计开发的新一代嵌入式电能质量在线监测终端。采用*工控板+DSP+FPGA处理器,是具有高速采样、计算、分析、统计、通讯和显示等功能相结合的电能质量监测装置。
该装置可全天候不间断监测电网的谐波含有率、谐波总畸变率、三相电压不平衡度、闪变、电压偏差、电压波动、频率、各次谐波有功功率、无功功率、功率因数、相移功率因数、有效值、正负序、暂态事件等电能质量数据。
对电能质量监测装置的监测数据进行分析,可反映公用电网供到用户受电端的交流电能质量,各种用电设备在不同运行状态下对公用电网电能质量的影响。对电力设备调整及运行过程动态监视,帮助用户解决电力设备调整及投运过程中出现的问题。监测分析电力系统中动态参数,并对相关设备的功能和技术指标作出定量评价,保护系统中重要设备的用电可靠,避免因电能质量问题带来引起的重大事故。
第2章 装置功能特点(LYDN9000B电力调试标准产品“三相电能质量监测系统”多规格产品满足您的不同需求)
LYDN9000B电能质量在线监测装置除具有常规的电能质量稳态指标的监测外,还对电能质量的暂态扰动,主要是电压的骤升、骤降进行监测和记录。并且具有完善的电能质量数据统计分析功能,方便用户及时准确的了解线路电能运行状况。
2.1 装置监测项目
基本测量
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电网频率;电压、电流有效值;总的有功、无功功率、功率因数
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基本监测指标
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a) 三相基波电压、电流有效值,基波功率、功率因数、相位等;
b) 电压偏差;
c) 频率偏差;
d) 三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、负序电 压、电流;
e) 谐波(2~100次)。包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波含有率、幅值、相位,各次谐波的有功、无功功率等;
f) 电压波动、闪变;
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监测指标
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a) 间谐波;
b) 电压骤升、骤降、短时中断;
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2.2电能质量统计分析功能
分钟统计功能
装置具有对电能质量数据的分钟统计功能,可按设定时间(1分钟~10分钟)统计电能质量数据的大值、小值、平均值、95%概率大值等。
日报表统计功能
在电能质量分钟统计基础上,进行日报表统计分析功能,统计电能质量数据的大值、小值、平均值、95%概率大值等。
2.3事件记录功能
暂态事件记录
当发生暂态事件,装置能够准确地记录该事件,包括事件类型、事件发生时刻、发生相别、特征幅值、暂态发生持续时间等。
稳态事件记录
装置具有对电能质量稳态指标越限的判断,并能够根据配置文件灵活配置要记录的稳态指标越限事件,事件内容包括事件类型、事件发生时刻、特征幅值。
2.4录波功能
暂态触发录波
暂态事件自动触发录波,可同时记录事件发生前后10周波和事件结束前后10周波波形数据。
2.5数据存储功能
电能质量数据存储
可按设定间隔保存分钟电能质量统计数据,保存间隔按3~60分钟可配置。32G电子盘,保存时间长度根据设定保存间隔及监测路数自由伸缩。数据存储按“先进先出”原则,循环覆盖。数据停电不丢失,保存时间不小于10年。
数据拷贝
支持USB拷贝数据文件,且能够自动新建相应文件夹。
2.6通讯功能
支持RS485、USB、以太网接口,并且支持双网口通讯方案;
通过IEC61850协议与主站系统交换数据(需定制);
根据主站要求上传实时电能质量分析数据,在固定时间段内的电能质量分析数据;
2.7对时功能
具备GPS硬对时接口,可以接受IRIG-B码对时。
2.8界面显示功能
实时数据
可实时查看对应监测点的电压电流有效值、谐波、间谐波、闪变、功率、不平衡度等电能质量数据。
实时波形
实时显示对应监测点的矢量图以及实时波形图。
事件记录
可查看对应监测点暂态事件记录和稳态事件记录。录波文件以Comtrade文件存储。
参数管理
主要包括定值设置、变比设置。该部分主要用于装置对应监测点的电压等级、PT、CT以及越限限值的界面配置。
历史数据
主要包括日报表数据、日合格率数据等历史数据的查看。
系统设置
主要包括通讯设置、统计间隔设置、时间设置、PQDIF配置、密码设置、文件管理以及运行工况查询。该部分可进行对装置的维护操作,如装置通讯IP地址的设定、PQDIF文件生成机制的设置以及版本信息的查看等。
第3章 主要技术指标(LYDN9000B电力调试标准产品“三相电能质量监测系统”多规格产品满足您的不同需求)
项目
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参数
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通道数量
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单路/两路
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主机类型
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工控机
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工作电源
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交流
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220V±10% ;50Hz±0.5Hz;谐波畸变率不大于15%
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直流
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220V±10%,纹波系数不大于5%
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电流信号输入
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输入方式
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电流互感器输入
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额定值In
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5A/1A
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测量范围
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AC 200mA~5A或AC 50mA~1A
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功率消耗
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不大于0.5VA/路
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过载能力
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1.2In 连续工作
2In 允许1s
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电压信号输入
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输入方式
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电压互感器输入
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额定值Un
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220V/380V
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测量范围
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AC 0.5V~450V
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功率消耗
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不大于0.5VA/路
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过载能力
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1.73Un 连续工作
2Un 允许1s
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输入阻抗
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大于100kΩ
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开关量输出
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工作电压
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AC220V 3A/DC30V 3A;
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输出方式
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无源接点
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监测指标精度
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电压
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0.2%
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电流
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0.2%
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功率
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0.5%
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功率因数
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0.5%
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频率偏差
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0.01Hz
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电压偏差
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0.2%
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三相电压不平衡
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0.2%
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三相电流不平衡
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0.2%
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谐波
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符合GB/T 14549-1993 中附录D 中的1 级要求
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间谐波
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参照/T 14549-1993 附录D 中对谐波要求的1级
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闪变
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5%
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电压波动
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5%
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通讯接口
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以太网
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接口速率
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10/100M 自适应
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接口类型
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100Base—T
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协议
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支持TCP/IP,FTP
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RS 485 接口
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接口速率
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300~115200bps
带光电隔离
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对时接口(选配)
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装置接口
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IRIG-B码对时
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存储
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CF卡
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标配32G,可扩展
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工作环境
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正常工作温度
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-10℃~+55℃
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极限工作温度
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-20℃~+65℃
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相对湿度
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5%~95%
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大气压力
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86kPa~106kPa
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海拔
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3000 米以下
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第4章 系统应用方案(LYDN9000B电力调试标准产品“三相电能质量监测系统”多规格产品满足您的不同需求)
整个网络分为采集单元、变电站监测层和上级监测层三个部分。采集单元为监测终端,通过以太网将数据传送至当地监控系统。用户可通过上级监测层和当地监控系统进行管理。
第5章 机械结构及电气安装(LYDN9000B电力建设新产品“电力谐波监测仪”测试迅速准确)
5.1 安装开孔图
装置为嵌入式安装方式,可以集中安装于控制室的屏柜上,也可分散安装于开关柜上。
5.2 模拟量输入回路
装置交流电流回路必须用可靠压接的不小于2.5mm²的带色标的导线连接至屏柜的电流输入端子处,装置端子上的螺丝必须有弹簧垫圈并拧紧,以防止交流电流回路开路;交流电压回路必须用可靠压接的不小于1.5mm²的导线连接至屏、柜的电压输入端子处。
5.3 通讯网络的连接
装置适用于电力系统各电压等级变电站和工矿企业变电站,由网线连接构成通讯网络。本装置提供两个独立的、互为备用的以太网接口,通过专用的屏蔽网络连接线按照国际通用的EIA/TIA 568B 标准接入网络交换机后组网。网络拓扑图请参见上节。以太网连接线的两个端头都需按照EIA/TIA 568B 标准制作,其接线示意如图16 所示。
“‘双向式’稳控系统的建设,不仅提升电网抵御严重故障的能力,还有效降低大面积停电风险,保障电力可靠供应。尤其是在新能源大规模接入的背景下,充分发挥新能源机组的调节能力,促进新能源消纳,助力能源绿色低碳转型。从经济效益角度看,通过优化电力资源配置,提高电网运行效率,该系统有望降低电网运行成本,提升电力企业的市场核心竞争力。”此次220千伏高古楼变电站升级改造,稳控装置作为电网“第2道”防线的主力军,通过高古楼区域稳控系统投运,上网既可切新能源:220千伏宝高双回线+高九线断面控制极限由420兆瓦提升至630兆瓦,解决白土、马头村、镜湖光伏电源送出受限问题,缓解了高古楼送出断面受限问题;下网又可切负荷:成功解决了主变N-2压单主变越限问题,一旦任何两台主变压器检修或者故障,另外一台变压器都能承担运行负荷,为整个玉溪高古楼区域电力系统的稳定运行提供了坚实的技术保障,进一步增强了电网的稳定性和可靠性。
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