隨著光伏新能源建設雨后春筍般興起,線路負載壓力持續攀升,尤其在新能源大發、常規機組壓出力的雙重運行場景下,一旦遭遇輸電線路故障,區域機組可調節容量不足極易引發新能源機組連鎖脫網風險,對電網保障構成嚴重的威脅。2025年,玉溪供電局高古樓區域白土、馬頭村、鏡湖新能源光伏電站(總裝機860兆瓦)相繼投運后,由于負荷側220千伏高古樓變電站內220千伏寶高雙回線和高九線斷面送出受限,且220千伏高古樓變屬于三變雙母變電站。與此同時,隨著電源側110千伏恩捷用戶變投產,110千伏上龍池牽引變增容,高古樓變主變N-2壓單主變壓極限運行,一旦其中兩臺主變壓器檢修或故障,另一臺變壓器無法承受負荷。新能源集中出力的躍升,關鍵斷面故障情況下,存在送出線路過載風險增加,亟需穩控系統進行升級改造。
1章 概 述(LYDN9000B電力調試標準產品“三相電能質量監測系統”多規格產品滿足您的不同需求)
隨著電力電子技術的發展,直流輸電、大功率單相整流技術在工業部門和用電設備上被廣泛應用,如大功率可控硅器件、開關電源、變頻調速等,這些典型非線性負荷將從電網吸入或注入諧波電流,從而引起電網電壓畸變,使電網波形受到污染,供電質量惡化,附加損失增加,傳輸能力下降。在電網中,三相負荷不平衡、電力系統諧振接地等會產生負序,大功率整流和非線性設備等會產生諧波。電能質量下降,嚴重威脅供電、用電設備的可靠運行。
電能質量監測裝置是我公司針對電能質量監測難題,研究總結國內外電能質量監測特點和實踐經驗基礎上,嚴格按照國家頒布的相關技術標準,自主設計開發的新一代嵌入式電能質量在線監測終端。采用*工控板+DSP+FPGA處理器,是具有高速采樣、計算、分析、統計、通訊和顯示等功能相結合的電能質量監測裝置。
該裝置可全天候不間斷監測電網的諧波含有率、諧波總畸變率、三相電壓不平衡度、閃變、電壓偏差、電壓波動、頻率、各次諧波有功功率、無功功率、功率因數、相移功率因數、有效值、正負序、暫態事件等電能質量數據。
對電能質量監測裝置的監測數據進行分析,可反映公用電網供到用戶受電端的交流電能質量,各種用電設備在不同運行狀態下對公用電網電能質量的影響。對電力設備調整及運行過程動態監視,幫助用戶解決電力設備調整及投運過程中出現的問題。監測分析電力系統中動態參數,并對相關設備的功能和技術指標作出定量評價,保護系統中重要設備的用電可靠,避免因電能質量問題帶來引起的重大事故。
第2章 裝置功能特點(LYDN9000B電力調試標準產品“三相電能質量監測系統”多規格產品滿足您的不同需求)
LYDN9000B電能質量在線監測裝置除具有常規的電能質量穩態指標的監測外,還對電能質量的暫態擾動,主要是電壓的驟升、驟降進行監測和記錄。并且具有完善的電能質量數據統計分析功能,方便用戶及時準確的了解線路電能運行狀況。
2.1 裝置監測項目
基本測量
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電網頻率;電壓、電流有效值;總的有功、無功功率、功率因數
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基本監測指標
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a) 三相基波電壓、電流有效值,基波功率、功率因數、相位等;
b) 電壓偏差;
c) 頻率偏差;
d) 三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度、負序電 壓、電流;
e) 諧波(2~100次)。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波含有率、幅值、相位,各次諧波的有功、無功功率等;
f) 電壓波動、閃變;
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監測指標
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a) 間諧波;
b) 電壓驟升、驟降、短時中斷;
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2.2電能質量統計分析功能
分鐘統計功能
裝置具有對電能質量數據的分鐘統計功能,可按設定時間(1分鐘~10分鐘)統計電能質量數據的大值、小值、平均值、95%概率大值等。
日報表統計功能
在電能質量分鐘統計基礎上,進行日報表統計分析功能,統計電能質量數據的大值、小值、平均值、95%概率大值等。
2.3事件記錄功能
暫態事件記錄
當發生暫態事件,裝置能夠準確地記錄該事件,包括事件類型、事件發生時刻、發生相別、特征幅值、暫態發生持續時間等。
穩態事件記錄
裝置具有對電能質量穩態指標越限的判斷,并能夠根據配置文件靈活配置要記錄的穩態指標越限事件,事件內容包括事件類型、事件發生時刻、特征幅值。
2.4錄波功能
暫態觸發錄波
暫態事件自動觸發錄波,可同時記錄事件發生前后10周波和事件結束前后10周波波形數據。
2.5數據存儲功能
電能質量數據存儲
可按設定間隔保存分鐘電能質量統計數據,保存間隔按3~60分鐘可配置。32G電子盤,保存時間長度根據設定保存間隔及監測路數自由伸縮。數據存儲按“先進先出”原則,循環覆蓋。數據停電不丟失,保存時間不小于10年。
數據拷貝
支持USB拷貝數據文件,且能夠自動新建相應文件夾。
2.6通訊功能
支持RS485、USB、以太網接口,并且支持雙網口通訊方案;
通過IEC61850協議與主站系統交換數據(需定制);
根據主站要求上傳實時電能質量分析數據,在固定時間段內的電能質量分析數據;
2.7對時功能
具備GPS硬對時接口,可以接受IRIG-B碼對時。
2.8界面顯示功能
實時數據
可實時查看對應監測點的電壓電流有效值、諧波、間諧波、閃變、功率、不平衡度等電能質量數據。
實時波形
實時顯示對應監測點的矢量圖以及實時波形圖。
事件記錄
可查看對應監測點暫態事件記錄和穩態事件記錄。錄波文件以Comtrade文件存儲。
參數管理
主要包括定值設置、變比設置。該部分主要用于裝置對應監測點的電壓等級、PT、CT以及越限限值的界面配置。
歷史數據
主要包括日報表數據、日合格率數據等歷史數據的查看。
系統設置
主要包括通訊設置、統計間隔設置、時間設置、PQDIF配置、密碼設置、文件管理以及運行工況查詢。該部分可進行對裝置的維護操作,如裝置通訊IP地址的設定、PQDIF文件生成機制的設置以及版本信息的查看等。
第3章 主要技術指標(LYDN9000B電力調試標準產品“三相電能質量監測系統”多規格產品滿足您的不同需求)
項目
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參數
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通道數量
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單路/兩路
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主機類型
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工控機
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工作電源
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交流
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220V±10% ;50Hz±0.5Hz;諧波畸變率不大于15%
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直流
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220V±10%,紋波系數不大于5%
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電流信號輸入
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輸入方式
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電流互感器輸入
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額定值In
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5A/1A
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測量范圍
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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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過載能力
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1.2In 連續工作
2In 允許1s
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電壓信號輸入
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輸入方式
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電壓互感器輸入
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額定值Un
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220V/380V
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測量范圍
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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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過載能力
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1.73Un 連續工作
2Un 允許1s
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輸入阻抗
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大于100kΩ
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開關量輸出
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工作電壓
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AC220V 3A/DC30V 3A;
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輸出方式
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無源接點
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監測指標精度
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電壓
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0.2%
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電流
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0.2%
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功率
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0.5%
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功率因數
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0.5%
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頻率偏差
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0.01Hz
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電壓偏差
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0.2%
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三相電壓不平衡
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0.2%
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三相電流不平衡
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0.2%
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諧波
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符合GB/T 14549-1993 中附錄D 中的1 級要求
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間諧波
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參照/T 14549-1993 附錄D 中對諧波要求的1級
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閃變
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5%
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電壓波動
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5%
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通訊接口
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以太網
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接口速率
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10/100M 自適應
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接口類型
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100Base—T
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協議
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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
帶光電隔離
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對時接口(選配)
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裝置接口
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IRIG-B碼對時
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存儲
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CF卡
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標配32G,可擴展
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工作環境
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正常工作溫度
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-10℃~+55℃
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極限工作溫度
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-20℃~+65℃
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相對濕度
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5%~95%
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大氣壓力
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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 系統應用方案(LYDN9000B電力調試標準產品“三相電能質量監測系統”多規格產品滿足您的不同需求)
整個網絡分為采集單元、變電站監測層和上級監測層三個部分。采集單元為監測終端,通過以太網將數據傳送至當地監控系統。用戶可通過上級監測層和當地監控系統進行管理。
第5章 機械結構及電氣安裝(LYDN9000B電力建設新產品“電力諧波監測儀”測試迅速準確)
5.1 安裝開孔圖
裝置為嵌入式安裝方式,可以集中安裝于控制室的屏柜上,也可分散安裝于開關柜上。
5.2 模擬量輸入回路
裝置交流電流回路必須用可靠壓接的不小于2.5mm²的帶色標的導線連接至屏柜的電流輸入端子處,裝置端子上的螺絲必須有彈簧墊圈并擰緊,以防止交流電流回路開路;交流電壓回路必須用可靠壓接的不小于1.5mm²的導線連接至屏、柜的電壓輸入端子處。
5.3 通訊網絡的連接
裝置適用于電力系統各電壓等級變電站和工礦企業變電站,由網線連接構成通訊網絡。本裝置提供兩個獨立的、互為備用的以太網接口,通過專用的屏蔽網絡連接線按照國際通用的EIA/TIA 568B 標準接入網絡交換機后組網。網絡拓撲圖請參見上節。以太網連接線的兩個端頭都需按照EIA/TIA 568B 標準制作,其接線示意如圖16 所示。
“‘雙向式’穩控系統的建設,不僅提升電網抵御嚴重故障的能力,還有效降低大面積停電風險,保障電力可靠供應。尤其是在新能源大規模接入的背景下,充分發揮新能源機組的調節能力,促進新能源消納,助力能源綠色低碳轉型。從經濟效益角度看,通過優化電力資源配置,提高電網運行效率,該系統有望降低電網運行成本,提升電力企業的市場核心競爭力。”此次220千伏高古樓變電站升級改造,穩控裝置作為電網“第2道”防線的主力軍,通過高古樓區域穩控系統投運,上網既可切新能源:220千伏寶高雙回線+高九線斷面控制極限由420兆瓦提升至630兆瓦,解決白土、馬頭村、鏡湖光伏電源送出受限問題,緩解了高古樓送出斷面受限問題;下網又可切負荷:成功解決了主變N-2壓單主變越限問題,一旦任何兩臺主變壓器檢修或者故障,另外一臺變壓器都能承擔運行負荷,為整個玉溪高古樓區域電力系統的穩定運行提供了堅實的技術保障,進一步增強了電網的穩定性和可靠性。
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