樣板的風(fēng)采
——探訪220千伏鄢陵智能化變電站

_凌 瑋 李佳宇

“鄢陵野色平于掌，也有江南此景無。”被譽為“花都”的許昌市鄢陵縣，自盛唐時起就是我國“南花北移、北花南遷”匯集之地。如今，一座匯集技術(shù)先進(jìn)、環(huán)境友好、資源節(jié)約等特點于一身的智能電網(wǎng)河南樣板工程——220千伏鄢陵智能化變電站就坐落在這片美麗的花海中。

8月底，我們跟隨設(shè)計項目經(jīng)理楊珂走進(jìn)該站，探索并體驗智能化變電站的魅力。

“隱形”的電子式互感器

走進(jìn)變電站大門，第一感覺就是變電站布置緊湊、構(gòu)支架層次簡潔。慢慢步入220千伏設(shè)備區(qū)，筆者發(fā)現(xiàn)設(shè)備支架減少了，互感器的設(shè)備支架不見了。那么，變電站必備的互感器究竟在哪里？又是如何安裝的呢？

楊珂向我們介紹，鄢陵變電站采用磁光玻璃原理的電子式互感器，取代了傳統(tǒng)的電磁式互感器。從性能上看，這種互感器可直接提供數(shù)字化輸出，無開路和短路危險；從傳感機理上看，避免了磁飽和現(xiàn)象，測量精度高，動態(tài)范圍大，頻率響應(yīng)寬；從結(jié)構(gòu)上看，絕緣結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，不含油或六氟化硫氣體，不存在易燃、易爆等危險，屬于環(huán)境友好型的新一代產(chǎn)品。

考慮到電子式互感器絕緣簡單、體積小、重量輕的特點，鄢陵變電站在設(shè)計上大膽創(chuàng)新，采用電子式互感器與隔離開關(guān)共支架組合安裝，這就使得筆者進(jìn)站后竟沒看到互感器。這樣的安裝方式也使220千伏配電區(qū)域縱向布置尺寸減少3到4米，110千伏配電區(qū)域縱向布置尺寸減少2到3米。再結(jié)合全站構(gòu)支架優(yōu)化和總平面布置優(yōu)化，與220千伏變電站通用設(shè)計方案相比，共減少占地面積6.2畝，節(jié)約土地資源約23%，社會經(jīng)濟效益明顯。

“通俗地講，這就相當(dāng)于完成了從傳統(tǒng)彩色電視機到高清數(shù)字電視機的跨越。隨著電子式互感器產(chǎn)品的逐漸成熟，在電網(wǎng)大面積應(yīng)用后，社會效益和經(jīng)濟效益將會更加顯著。”楊珂說。

優(yōu)化、環(huán)保的裝置

傳統(tǒng)變電站采用由金屬材料制成的控制電纜傳輸電流電壓、控制告警等信號，采用金屬角鋼支架敷設(shè)。一個常規(guī)220千伏變電站的電纜用量通常在50千米左右，角鋼支架用量約5到6噸。鄢陵變電站基于數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化傳輸方式，主要采用多模光纖光纜取代控制電纜，這就使得控制電纜用量銳減，僅為3.5千米，光纜用量13.5千米，節(jié)省了金屬材料，降低了工程投資。

同時，在電纜敷設(shè)時，該站采用了新型復(fù)合材料的電纜支架，可根據(jù)線纜數(shù)量靈活設(shè)置支架層數(shù)及高度，較之傳統(tǒng)變電站多采用鋼材來講，既減少了貴金屬使用量，也便于施工安裝和檢修。這種新型復(fù)合材料是從隨處可取的黃沙中提取制成的，實現(xiàn)了綠色環(huán)保。

走進(jìn)鄢陵變電站的二次設(shè)備室，筆者第一感覺是房間“縮水”了，里面排列的各種二次屏柜僅40余面。再仔細(xì)一看，原來是測控裝置和保護(hù)裝置合二為一了。每面屏柜直接對應(yīng)著一個或兩個電氣間隔，從按功能組屏轉(zhuǎn)變?yōu)榘撮g隔組屏，運行維護(hù)更簡捷，也更方便。

圖：安裝電容器組

據(jù)楊珂介紹，傳統(tǒng)的220千伏變電站一般設(shè)置測控屏柜、保護(hù)屏柜、計量屏柜等共100余面。鄢陵變電站通過采用新型智能裝置和布置優(yōu)化、房間合并，共設(shè)置二次屏柜66面，數(shù)量較常規(guī)工程減少近40%，全站建筑面積與通用設(shè)計相比，減少了350余平方米。

便捷的智能化操作

環(huán)視鄢陵變電站全站，筆者發(fā)現(xiàn)它沒有傳統(tǒng)變電站寬敞明亮的主控制室，僅在大門邊有一座小巧的警衛(wèi)傳達(dá)室。那么，該站的設(shè)備操作又是如何進(jìn)行的呢？原來，鄢陵變電站作為花都500千伏變電站的無人值班子站，受控于花都變集控中心，操作隊設(shè)置在距離該站3公里遠(yuǎn)的梅鄉(xiāng)110千伏變電站。“只要將站內(nèi)主要數(shù)據(jù)上傳至500千伏花都集控站，就能使我們在幾公里外看得到、聽得到、摸得到，真正實現(xiàn)了無人值班。”鄢陵變電站副站長宋庭會自豪地說。

宋庭會指著面前的變電站信息一體化平臺向我們介紹：鄢陵變電站在全省首次實現(xiàn)了站控端一鍵式順序控制操作、智能告警及分析決策、小電流接地選線、設(shè)備可視化等高級應(yīng)用功能。比如主變壓器的投退，在傳統(tǒng)運行方式下，全套操作下來大約在半個小時以上，而采用一鍵式操作，一個指令下達(dá)到操作完成，總共耗時3分57秒。從半個多小時到3分多鐘，效率提高了近10倍。這種全新的操作運行模式，得益于智能化變電站全站信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化，得益于全站一體化信息平臺豐富準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集和強大的高級功能應(yīng)用，它的深化應(yīng)用必將引發(fā)運行模式變革，促進(jìn)調(diào)控一體化的最終實現(xiàn)。

此外，鄢陵變電站還通過設(shè)置狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，對站內(nèi)主要設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行后臺分析。同時，在線路上加裝6套舞動在線監(jiān)測裝置和5套圖像視頻在線監(jiān)測裝置，將線路在線監(jiān)測單元信息傳輸至鄢陵變電站內(nèi)，并預(yù)留接口接入規(guī)劃中的河南省輸變電狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，為最終實現(xiàn)狀態(tài)檢修奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

參觀完鄢陵智能化變電站，留給我們的不僅僅是親身感受先進(jìn)技術(shù)、精良裝備的興奮與難忘，更是對智能電網(wǎng)探索者和踐行者的欽佩與期望。智能電網(wǎng)建設(shè)河南樣板已定，今后智能化變電站的設(shè)計優(yōu)化、設(shè)備功能集成、建設(shè)管理模式將會怎樣，智能變電站的運維模式、人員培訓(xùn)等措施該如何制定，或許是我們下一步需要深入思考的問題。