變電站智能化建設和改造

張志坤

（哈爾濱供電公司，黑龍江 哈爾濱150010）

變電站是電力網絡的重要節點，是電網的重要組成部分，它具有變壓器、斷路器等重要設備，連接線路并輸送電能。同時，變電站向電網提供必要的信息（電流、電壓、設備狀態等），變電站直接控制著整個電網的安全運行。隨著電網的發展，電網規模越來越大，變電站數量越來越多，其信息不全面、不可靠、模型不標準將大大加大運維的工作量。對整個電網的調控極為不利。

隨著社會的發展，人們對電網的安全經濟運行和電能質量的要求也越來越高，隨著科技的進步，電網采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備也越來越多，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策和協同互動等高級功能的變電站將成為外來的主流。智能化變電站將逐步代替老式變電站成為智能電網的重要組成部分。

現階段哈爾濱供電公司智能變電站的建設和改造主要包括智能高壓設備改造和變電站統一信息平臺建設兩部分。在設備改造方面主要是電子式互感器的更換。電子式互感器主要分為：有源電子式互感器和無源電子式互感器。哈地區管轄的變電站主要應用有源式電子互感器，即傳感頭需用電源供能的電子電路。

表1 電子式互感器的優點

有源式電子互感器利用電磁感應原理感應被測信號。CT 采用空心線圈（RC）和低功率線圈（LPCT），空心線圈傳感保護用電流，LPCT傳感測量和計量用電流。電子式互感器采用互感器上的小線圈和光功能兩種方式進行能源供給：采用互感器上的小線圈進行功能；當線路一次電流小于一定值（50A）時，采用光供能。智能變電站設有光功能屏，將變電站內直流電源轉換成激光，通過光纖輸送至互感器，供給傳感頭能量。通過電子式互感器，將采集到的電流量和電壓量轉化成數字信號，送至合并單元柜及智能單元，在將數字化的電流、電壓信號進行同步后，通過光纖分別送至保護、測量和計量裝置。哈地區變電站全站采用站域化保護，全站所有的保護（包括線路、主變等保護）分別集中于站域化保護A/B 屏，站域化保護動作及遠方下達跳合閘命令，通過光纖下行至智能單元中的操作模塊，通過跳合閘壓板動作跳閘，實現了保護的站域化，全站保護全部集中在站域化保護A/B 屏兩塊屏上。

變電站統一信息平臺建設均采用IEC 61850，信息平臺上高級應用的基礎-基于IEC61850 的統一信息建模，統一命名規范、統一檢索機制、完全自描述實現模塊間或者系統間信息的無縫交互，基于智能調度、SG-ERP 等系統的特點和現實狀況，利用先進的模型映射技術，實現信息的無損轉換。基本實現了可視化的全景網絡狀態監視、VLAN虛擬子網狀態監視、可視化全景數據展示、運行監視可視化、程序操作可視化、智能告警可視化、事故分析與展示可視化、狀態監視與分析可視化。

圖1

智能化變電站與常規變電站相比，改造后的智能變電站，充分體現出堅強自愈、集成優化、自動控制、協同互動，低維高效、清潔環保的智能化特性。占地和建筑面積、二次電纜數量、設備組屏等大幅度減少，運行維護成本有效降低。哈地區變電站改造后取消了95%以上的二次電纜和接線端子，減少了的設備組屏，極大地精簡了二次回路。減少了變電站占地面積和室內建筑面，使變電站更加小型緊湊；智能化改造后的變電站，功能上實現了二次設備組件化，數據傳輸標準化、信息交互一體化，系統結構簡明化、功能應用互動化，設備狀態可視化，大大提高工作效率。為將來哈地區智能電網的發展打下了堅實的基礎。