? Palabras clave del artículo: ¿Características básicas de la tecnología de subestaciones digitales
? El continuo desarrollo de la ciencia y la tecnología contemporáneas ha promovido la aplicación y el desarrollo de la tecnología microelectrónica y la tecnología de la información en los sistemas de energía. Al mismo tiempo, la introducción de la tecnología digital también ha cambiado la forma en que funcionan las subestaciones. La introducción de la tecnología digital en las subestaciones ha ido ampliando paulatinamente los equipos secundarios de las subestaciones a equipos primarios. El proceso de digitalización de las subestaciones tradicionales ha hecho que la operación de la subestación sea más automatizada y la gestión más científica. Por lo tanto, es de gran importancia estudiar la base técnica y las características de las subestaciones digitales.
Con el desarrollo y aplicación de la tecnología digital, las subestaciones digitales cuentan con soporte técnico. En la actualidad, la tecnología de subestaciones digitales de mi país incluye principalmente sistemas digitales de medición de energía. La base técnica de la automatización de subestaciones incluye principalmente: interruptores inteligentes, transformadores fotoeléctricos de corriente y voltaje, equipos de operación primaria, sistemas de detección de estado en línea, capacitación operativa y tecnología de simulación, etc. Las características de las subestaciones digitales y el impacto de la tecnología inevitablemente harán de las subestaciones digitales una tendencia de desarrollo. Este artículo analiza los principales fundamentos técnicos y las características de las subestaciones digitales.
1. Características técnicas de las subestaciones digitales
En la actualidad, las subestaciones digitales se componen principalmente de equipos primarios digitales y equipos secundarios en red, como transformadores electrónicos, interruptores inteligentes, etc. Con base en la especificación de comunicación IEC61850, los requisitos de informatización, automatización e inteligencia continua del sistema de subestación se cumplen gradualmente.
En primer lugar, la información de los equipos eléctricos en la subestación se puede compartir y utilizar entre sí a través de la tecnología digital, haciendo la operación más conveniente, reduciendo la cantidad y el tiempo de retiro de los equipos relevantes en la subestación. reducir las pérdidas y mejorar el tiempo de uso del equipo, simplificar la cantidad de equipos de automatización, simplificar enormemente el cableado secundario de la subestación, mejorar la confiabilidad del sistema de uso de los equipos de la subestación y mantener y actualizar oportunamente las funciones del equipo en la subestación.
En segundo lugar, implementar gradualmente el intercambio de información entre la subestación y otros sistemas de soporte, reducir la duplicación de recursos, facilitar la recuperación de los costos de inversión y extender la vida útil de la subestación. Reducir costos de mantenimiento y costos de construcción en el ciclo. El principal símbolo de la subestación digital es la digitalización de la recopilación de datos. Utilice herramientas digitales de medición eléctrica, como transformadores fotoeléctricos y transformadores electrónicos, para recolectar y medir corriente y voltaje para lograr un aislamiento efectivo de los sistemas primario y secundario de la subestación. Esto amplía el alcance de la medición dinámica de potencia en subestaciones. Al mismo tiempo, gracias a la digitalización de la recogida, se mejora la precisión de la medición de la electricidad. Mientras se prepara para realizar el intercambio de información de la subestación, proporciona una base de información para la redundancia de los equipos de la subestación pasada a la redundancia de información, haciendo que la recopilación y medición de la energía de la subestación avance gradualmente hacia la informatización y la integración.
En tercer lugar, la distribución de los sistemas de información de las subestaciones es jerárquica. En el pasado, los sistemas de automatización de subestaciones estaban principalmente centralizados, mientras que las subestaciones digitales se están transformando de centralizadas a distribuidas. Al adoptar el sistema de automatización distribuida jerárquica de segunda generación, la subestación digital puede registrar de manera más completa la información de cada dispositivo en la subestación y mostrarla de manera oportuna, lo que mejora en gran medida la velocidad y la apertura de la comunicación de la red.
Basado en el estándar de comunicación IEC61850, se propone un modelo estructural de subestación digital de tres capas, que incluye capa de proceso, capa de bahía y capa de control de estación. Se pueden utilizar altas tecnologías, como el modelado orientado a objetos, la reutilización de software y los sistemas integrados de control de operaciones en tiempo real, para cumplir continuamente los requisitos de confiabilidad y tiempo real de los sistemas de energía, como las subestaciones digitales. No solo puede resolver eficazmente los problemas de intercambio de información entre sistemas heterogéneos en subestaciones y los problemas de operación del sistema causados por diferentes equipos, sino que también proporciona un sólido soporte técnico para el modelo distribuido jerárquico de las subestaciones digitales actuales.
2. Base técnica de la subestación digital
En la actualidad, la base técnica que requiere la subestación digital incluye principalmente sensores no convencionales, una red de comunicación confiable y estable y la estabilidad de los componentes de la subestación digital; .
La construcción actual de subestaciones digitales en mi país es una tendencia inevitable en la aplicación de la ciencia y la tecnología modernas. Con la investigación y solución de muchos problemas técnicos de las subestaciones, la base técnica de las subestaciones digitales se está volviendo cada vez más sólida. En primer lugar, la base técnica de la subestación digital se puede ver a través de la composición del equipo de la subestación digital. El equipamiento técnico de las subestaciones digitales se compone principalmente de transformadores electrónicos de tensión y corriente, equipos primarios inteligentes y equipos secundarios conectados en red.
Los transformadores electrónicos de tensión y corriente utilizan principalmente bobinas de Rogowski para dividir resistencias, resistores y condensadores, reemplazando así a los transformadores de corriente y tensión electromagnéticos tradicionales. De esta manera, el transformador electrónico de corriente y voltaje de la subestación digital adopta componentes electrónicos avanzados y un diseño de compatibilidad electromagnética, que puede controlar directamente la información de corriente y voltaje. A través de dispositivos inteligentes de medición integral, como medidores digitales, se utiliza tecnología informática para medir corriente, voltaje y otra información y realizar procesamiento digital para lograr el monitoreo y la protección en línea de los equipos eléctricos en la red nacional. Los transformadores convencionales en subestaciones tradicionales son muy diferentes a los transformadores electrónicos. No sólo son más complejos en el aislamiento que los transformadores electrónicos, sino que también son más grandes y tienen un rango de medición dinámica de peso menor. Es mejor erradicar los riesgos de cortes importantes de energía en la operación del sistema eléctrico y garantizar la seguridad de los equipos eléctricos y la seguridad personal en las subestaciones nacionales que los transformadores electrónicos.
El equipo primario inteligente se basa principalmente en los estándares de los equipos relacionados con las subestaciones. No solo tiene las funciones básicas de los gabinetes de distribución de subestaciones tradicionales ordinarios, sino que también es más inteligente sobre esta base. Además, el equipo primario inteligente de la subestación digital también se puede monitorear en línea, y una serie de equipos inteligentes avanzados en la subestación se pueden operar a través de interfaces digitales e interruptores electrónicos inteligentes. Por lo tanto, el equipo primario inteligente en la subestación digital es un equipo básico importante de la subestación digital, que puede proporcionar un bucle de señal de detección y un bucle de control de operación. El diseño de microprocesadores y tecnología optoelectrónica de la computadora simplifica la estructura de los relés electromecánicos y bucles de control tradicionales. Al mismo tiempo, el equipo primario inteligente proporciona la base técnica para las subestaciones digitales y está conectado a la red de señal pública digital a través de controladores programables digitales, lo que beneficia al circuito secundario de la subestación. Al mismo tiempo, la fibra óptica y digital optoelectrónica también ha reemplazado a los tradicionales cables de control y señales analógicas de alto voltaje. También ahorra consumo de cable en la subestación, reduce el espacio del piso, acorta el ciclo de depuración de la subestación digital y la distancia eléctrica del transformador de tensión electrónico. Más importante aún, a través de equipos primarios inteligentes, las subestaciones digitales brindan detección en línea, reducen los errores humanos y optimizan los bucles de control.
El último es el equipo secundario conectado en red de la subestación. Los equipos secundarios convencionales en las subestaciones tradicionales se componen principalmente de dispositivos de protección por relés, dispositivos de bloqueo antiaccidentes, dispositivos de medida y control, etc. Estos dispositivos secundarios en red pueden estandarizarse y modularizarse para microprocesadores de computadora. Mediante la conexión de canales de comunicación de red entre dispositivos auxiliares en red, se pueden disfrutar de los recursos de datos y acelerar la transmisión de información.
3. Estado actual de la tecnología de subestaciones digitales de China
En la actualidad, la tecnología de subestaciones digitales de mi país incluye principalmente sistemas digitales de medición de energía. Se puede decir que a la hora de construir una subestación digital, es muy importante contar con un sistema de medición de energía estable. Actualmente los sistemas de transformadores de tensión son conocidos internacionalmente como transformadores no convencionales, los cuales son muy diferentes a los transformadores tradicionales utilizados en las subestaciones en el pasado.
Entre los nuevos transformadores de tensión, los basados en el efecto electroóptico se denominan transformadores ópticos corriente-tensión o transformadores pasivos, y otros se denominan transformadores electrónicos corriente-tensión o transformadores activos. Como todos sabemos, debido a la birrefringencia lineal y la reducción de la intensidad luminosa del dispositivo fuente de luz, el cambio del ángulo de polarización causado por el proceso de transmisión de la luz y la constante intermedia de Wilder en diferentes materiales también se ven afectados por la temperatura externa, lo que resulta en Precisión de medición inestable de transformadores pasivos, etc. Por otro lado, los transformadores ópticos tienen las ventajas de buena linealidad, precisión de medición, pasividad y no son susceptibles a interferencias electromagnéticas. En la actualidad, las subestaciones digitales de mi país necesitan adoptar las ventajas de este nuevo tipo de transformador para mejorar la estabilidad de la subestación a través de su principio de funcionamiento.