基于IEC61850标准的电子式互感器方案研究

【摘要】： 各类互感器直接关系到电力系统计量的准确性和继电保护设备运行的可靠性。随着现代电系统电压等级越来越高,传统的电磁式互感器越来越不能满足现代电力发展的需求。电子式互感器不但克服了传统电磁式互感器存在的各类问题,而且适应了电厂和变电站综合自动化的发展需求,特别是随着数字技术和光通信技术的快速发展,使得电子式互感器不仅解决了高压设备的绝缘与电磁干扰问题,而且对变电站过程层总线实现网络化具有重要意义。 本文首先建立了电子式电流和电压互感器(ECT/EVT)数据采集电路并对其特性进行详细分析;设计了基于FPGA的数据采集电路的具体方案,对采集电路的各模块进行了仿真试验并给出了实用化的电源供电方案。通过研究国际电工委员会制定的IEC61850相关标准,分析基于IEC61850标准的电子互感器合并单元(MU)数据信息模型的建立、节点功能划分、通讯映射的实现;研究设计电子式互感器MU数据处理和通信接口方案,分析如何按照IEC61850标准利用的抽象通信服务接口(ACSI)和抽象通信服务映射(SCSM)实现设备的无缝互连,构建SCSM映射到OSI模型物理层和数据链路层的适合快速采样值传输模型(SAV)的数字通信协议栈;设计基于FPGA的MU各模块方案,以提高MU的数据处理和传输的实时性与准确性。通过综合系统时延的分析可知,本文设计的电子式互感器方案具有较高的准确性的实时性。 文章最后对电子式互感器推广存中在的一些问题进行了深入总结,并对今后ECT/EVT的应用及其对未来变电站综合自动化发展的影响最出了展望。