智能电网中防窃电系统的研究PPT课件

。1.福州一森电力设备有限公司智能电网莱薛窃电系统研究2。智能电网反窃电系统研究电子式电流互感器，3.反盗窃制度简介。防盗装置控制器和远程报警系统部分安装在电力用户的电源开关柜和低压计量箱内，对非法打开开关柜窃电实施实时监控和远程报警。该系统不仅适用于新装柜的安装和使用，也适用于各种运行中的开关柜的改造。4、主要优点，性能稳定，适合长期运行，长期运行经验，5、ES-2010优点，绝缘简单，无磁饱和、铁磁谐振等问题，无二次开路高压测量频率带宽，动态范围大，结构紧凑，体积小，重量轻，无易燃易爆危险，满足电力系统自动化数字化要求，6、ES-2010防盗系统发展现状。防盗系统是目前国内外研究的热点，7.国内外研究现状。广州换流站激光供电的500千伏(DC测量)由西门子公司制造，采用了美国光电系统公司的一些技术。广州换流站激光提供的35kVECT (DC测量)是加拿大NxtPhase公司的磁光500千伏组合，9、(加拿大)NxtPhase的磁光组合光二次输出指标。10，国内外研究现状，磁光型，11、防盗系统标准。中国也在制定国家标准GB/TXxxx . 7-200 XGB/TXxxx . 8-200 XX。12，防盗系统分类，1，无源传感头采用磁光晶体或光纤2，有源传感头采用电子器件，有必要提供电源，13、无源专家系统的几种实现方法(1)，基于法拉第磁光效应的全光纤专家系统原理示意图。14，无源ES的几种实现方法(2)，基于法拉第磁光效应的磁光玻璃ES原理示意图，(15)，ES的几种实现方法(3)，基于克尔效应的电流测量原理示意图(原理见下页)。磁介质。克尔磁光效应意味着当线性偏振光在磁化磁介质表面上反射时，反射光的偏振面将相对于入射光的偏振面偏转。通过测量偏转角，可以间接测量磁介质外部磁场的大小。如果磁场是由高压电流产生的，电流的大小也可以通过相应的转换得到。17、主动专家系统的实现方法。高压侧的传感头使用电子设备，而不是磁光晶体或光纤。因此，高压侧应该有电源。实际开发中采用模数转换型(即模数转换器型)。ES-2010、ES-2011、19总体结构图，模数转换型ES的特点，模数转换器转换精度高，系统采样频率高，功耗低，低功耗接收机电路相对简单，与计算机直接通信，数字信号传输，传输时抗干扰能力强，选择20、ES-2010方案，无源电流互感器的原理与传统电磁互感器完全不同。它的优点在于它的传感头在设计上没有电源。然而，这种变压器在很大程度上依赖于光学技术、光纤技术和光学材料的发展。开发技术难度大，成本相对较高。此外，磁光材料在外界环境中的温度、压力等参数条件下的稳定性也是一个技术难题。因此，要达到实用阶段还有很长的路要走。有源电流互感器使用传统的电阻、电容和其他设备。其优点在于采样精度高。与无源光电变压器相比，它结构更简单，更容易实现与计算机的直接通信。然而，它的缺点在于传感头的供电、大规模电流的精确测量和电磁兼容性。最终方案的选择考虑了选择电流互感器的传感头整体功耗小，采样精度高，接收端电路工作可靠，易于同时采集多个信号。另外，ES型光电电流互感器传输数字信号，易于实现与计算机的数据通信。在23、ES-2010方案中，三相测量电流、C相电流、C相电流、B相电流、B相电流、A相电流、A相电流、保护线圈、测量线圈、保护线圈、测量线圈、测量线圈、高压侧信号处理单元、高压侧信号处理单元、高压侧信号处理单元、信号接收和分配单元、低压侧信号处理单元、低压侧信号处理单元、低压侧信号处理单元、三相保护电流，至测量柜，至ES-2010、ES-2010、ES-2010、电压等级5P20kV母线电流600A、输出精度测量等级0.2、4V、负载2M保护等级5P20、200mV、特殊线圈供电方式、悬挂式供电安装方式达到国际先进水平、28、ES-2011设计方案、传感头罗果夫斯基线圈(用于测量瞬态信号保护)小信号铁芯CT(用于测量稳态信号测量)A/的性能指标29、传感器头结构示意图，图3.1传感器头结构示意图。30，ES原型(传感器头)，31，ES内部结构图，32，传感器头装配原理示意图1-导电杆，2-电源板，3-电源变压器，4-A/D采集板，5-罗果夫斯基线圈，6-铁芯线圈，7-铁芯线圈外围电路板，8-硬件，9-外壳。罗果夫斯基线圈介绍罗果夫斯基线圈实际上是缠绕在非磁性骨架上的空心螺线管，是测量瞬态电流的常用工具。目前，也有用于测量稳态电流的线圈，其没有用于测量和保护的铁芯，不产生磁饱和，不直接串联在被测电路中，不消耗被测电路的能量，与被测电路没有直接的电气关系，并且对被测电路的影响很小。34、Thurogowski线圈的原理图和等效原理图。35，罗果夫斯基线圈介绍，罗果夫斯基线圈的结构图，首先，如果线圈每匝的中心线与导体中心线之间的距离为r，通过线圈每匝的磁场为Br，线圈有n匝，每匝的面积为s，0为真空磁导率，则可以得出导体电流I(t)与Br的关系为：感应电压u2(t)与I(t)的关系为：36和罗果夫斯基线圈的几个问题。当测量小信号时，由于罗果夫斯基线圈是空心线圈，为了达到高精度，需要有更多的匝数。根据电流互感器国家标准GB1208-1997的规定，应保证测量通道在小于1.2倍额定电流的条件下实现正常测量，误差在规定范围内。同时，保护通道可以在额定电流的20倍内得到保护和监控。假设额定电流为600安，保护用暂态电流的幅值可达600 * 20=12000安。在如此大的范围内实现信号的精确测量是非常困难的。37.罗果夫斯基线圈的几个问题(2)。卷材骨架选用水泥、大理石和花岗岩，要求卷材骨架选用线膨胀系数小的材料，变形越小越好。罗果夫斯基线圈对线圈的影响最小，通常输出信号较弱，容易受到外部电磁场的干扰。线圈应该屏蔽。输出信号由屏蔽双绞线引出。38岁。小信号核心电流互感器(用于测量稳态信号用于测量目的)。根据电流互感器国家标准GB1208-1997的规定，应保证测量通道在小于1.2倍额定电流的条件下实现正常测量，误差在规定范围内。铁芯由硅钢片或超微晶合金制成，为环形穿芯结构，无气隙，漏磁小。模数转换电路是整个传感头的核心部分。模数转换器件需要低功耗和足够高的采样速率。线圈输出的电流是正弦波。因此，模数转换器件必须具有双极性输入，串行输出使用时分复用来传输下行信号。高电位侧的供电问题是特殊的电流互感器线圈采用从总线上采集电能的供电方式、激光供电方式、蓄电池供电方式或太阳能电池供电方式、超声波供电方式。42，特殊的电流互感器线圈供电方式，采用连接到总线的参数变压器获得电压信号，对电压进行整流、滤波和稳定，然后将电压信号提供给后级电子电路。问题是母线中的电流从空载电流到额定电流变化很大。以及短路电流和故障时的雷电冲击电流，要求保证DC电源的可靠输出。在零总线电流的情况下，这种方法不能提供足够的电压输出来维持传感头的操作。在激光供能模式中，采用激光通过光纤将光能从地面的低电位侧传输到高电位侧，然后通过光伏电池将光能转化为电能，经过DC-DC转换后，提供稳定的电压输出优势：纹波小，不易受外界干扰，不受高压母线电流和电压电平的影响。这种供电模式的变压器可以检测总线故障。缺点包括价格相对较高、使用寿命短、光伏电池转换效率低和功率不足。它需要低功耗组件，45、用于电子电路的激光器和光电池，以及用于电子电路的半导体激光器。波长为808纳米的传感头的电子电路的总功率一般为140毫瓦或更高，电路板上的DC-DC转换电路的转换效率约为50%，光电池的转换效率约为25-30%，激光器应工作在额定功率的70-80%左右。因此，激光器的输出功率要求在1.5和2.0W之间。目前欧洲和美国半导体激光器的市场价格是1.8W10000小时(1.14年)$2500，2.0W5000小时(0.57年)$3000，46.光纤传输和光纤绝缘体。基本设计要求是：允许光纤穿过绝缘结构；承受相应电压水平的各种过电压；具有一定的抗振能力；为了体现光电电流互感器的优点，绝缘结构的设计应尽可能小，重量轻。另一个想法是无线传输，如GPRS和GSM通信。其缺点是盲区、故障、独立性、47、49、48、49、50、51、低压侧接线盒和接线盒结构示意图。1-外壳、2-入口头、3-夹紧出口头、4-固定框架、5，6-密封环、7-固定螺栓、8，9-螺钉、10，11-螺母、12，13-密封环、52、53、54、ES-2011信号接收器将传感头通过光纤传输的光脉冲信号转换成电脉冲信号并放大。通过两个处理通道(开输出国际电工委员会标准规定的模拟和数字信号。55、ES-2010、56、57、信号接收器组成、O/E转换部分(光电转换)逻辑控制电路部分-提供控制信号接收器模拟通道-数字还原到模拟信号接收器数字通道-数据采集到计算机中，分为以下四个部分：58，1，O/E转换部分(光电转换)，传感器头向下两组信号：一组是数据信号，另一组是时钟信号，转换成电脉冲信号。该器件采用PIN光电二极管。放大和整形电路将微弱的电信号恢复为标准的TTL电平信号。该器件采用高精度比较器。逻辑控制电路将系统的四个时钟信号从数据信号中分离出来，并产生器件所需的时序。分别送到数模转换器和PC机接口卡进行处理。模拟通道数模转换电路将传感头传输的串行信号转换成并行数字信号，并发送给数模转换装置。输出模拟信号经过数模转换电路后，分为四个通道：一个电流测量通道(来自电流互感器线圈)；两个继电器保护通道(来自罗果夫斯基线圈)；三个电压监控输出(用于监控电源电压)；四个温度测量输出(用于监控和误差校正)。61，4。数字通道提供满足二级仪器(测量、测量或保护)标准要求的数字信号。测量额定值：2D41H (11585十进制)，保证测量2倍额定电流时无溢出保护额定值：01FH(463十进制)，保证测量50倍额定电流时无溢出。62，ES-2012 RTU测试的开发。63、在ES-45RTU的开发中，传统的问题是电磁电流互感器的二次输出是恒流输出，而电子式电流互感器的二次输出是电压(其中测量通道为4V，保护通道为200mV)。传统的校准器无法检测数字信号。虚拟仪器技术NI公司的LabVIEW软件原理及各种功能的采集卡。信号调理盒将参考信号和待测信号转换成高精度数据采集卡能够承受的电压信号，通过采集卡进入计算机。获得两个离散数据序列通过对两个离散数据序列的软件分析，得到两个信号各自的特征以及它们之间的比值差和角度差。软件分析的主要算法是基于离散信号的傅里叶变换，65、新ES-RTU、66、ES-显示软面板、67、ES测试结果、测试接线图、68、ES-2012实验室测试结果、测试波形图、69、ES-实验室测试结果、测量通道比率差和角度差(带负载15输出)、70、ES-实验室测试结果、保护通道比率差和角度差