35kV變電站的特點(diǎn)及應(yīng)用發(fā)展戰(zhàn)略研究論述

聶淼

摘 要：隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)和數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化的互感器技術(shù)和智能一次電氣設(shè)備技術(shù)在35 kV變電站的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，使變電站的自動(dòng)化程度越來越高。變電站的自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛運(yùn)用，但該技術(shù)仍存在一定的局限性，且電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。因此，人們對(duì)變電站的運(yùn)行管理提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：變電站；數(shù)字化技術(shù)；線損；地域因素

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.122

隨著我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和農(nóng)網(wǎng)改造工程的持續(xù)展開，35 kV變電站也逐漸應(yīng)用到了農(nóng)網(wǎng)變電站的建設(shè)和改造中，尤其是箱式變電站得到了更加廣泛的運(yùn)用。該變電站運(yùn)用了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，具有較高的安全性和可靠性，且自動(dòng)化程度非常高。

1 35 kV變電站的特點(diǎn)

35 kV變電站一般在偏遠(yuǎn)山區(qū)比較常見，面向的是中、小型城鎮(zhèn)或農(nóng)村地區(qū)，因此，其規(guī)模比常見的變電站小。在偏遠(yuǎn)山區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后，因此，在設(shè)計(jì)變電站時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最大化，應(yīng)在保證變電站能正常、安全運(yùn)行的前提下，優(yōu)化變電站的配電系統(tǒng)，即最大限度地降低線損、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而節(jié)約變電站的運(yùn)行成本。由于受到地域因素的影響，35 kV變電站設(shè)計(jì)水平一直較低，因此，其在實(shí)際工作中易發(fā)生各種故障，進(jìn)而對(duì)變電站的正常運(yùn)行造成不利影響。在此情況下，會(huì)大大增加變電站的運(yùn)行成本。

2 智能化變電站的關(guān)鍵設(shè)備

2.1 電子式互感器

電子式互感器主要分為無源電子式互感器和有源電子式互感器。無源電子式互感器是利用Faraday磁光效應(yīng)測(cè)定電流信號(hào)的，而被測(cè)的電壓信號(hào)是利用Pockels電光效應(yīng)感應(yīng)的，最后用光纖傳導(dǎo)被測(cè)的電流信號(hào)和電壓信號(hào)；有源電子式互感器是用低功率鐵芯線圈或Rogowski空芯線圈感應(yīng)被測(cè)電流的，利用電阻、電感等電容分壓器感應(yīng)被測(cè)電壓，最終利用遠(yuǎn)端模塊將被測(cè)的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并用通信光纖傳送。

2.2 智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備

智能化一次設(shè)備是指智能開關(guān)設(shè)備，其屬于控制設(shè)備，除了具有正常的開關(guān)功能外，還具備電子設(shè)備、執(zhí)行器和傳感器等附加功能，且在檢測(cè)和診斷等方面具有一定的作用，可使開關(guān)控制更加便捷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化開關(guān)。網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備是指在變電站內(nèi)部通信中運(yùn)用的IEC 61850，其可使網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備的信息共享。此外，它還具有功能操作靈活、互操作等優(yōu)點(diǎn)，且自動(dòng)化程度非常高。

3 電氣設(shè)備的配置

3.1 互感器及合并單元

電子式電流互感器、電子式電壓互感器包括有源和無源兩種。與無源互感器相比，有源互感器的操作更加簡(jiǎn)單、便捷，且具有較高的穩(wěn)定性，因此，其在變電站中得到了廣泛運(yùn)用。在35 kV變電站的電氣設(shè)備中，進(jìn)線部分、饋線部分一般選擇一對(duì)具有保護(hù)級(jí)和測(cè)量級(jí)的電子式電流互感器，而母聯(lián)部分常使用1個(gè)帶有保護(hù)級(jí)和測(cè)量級(jí)輸出的電子式電流互感器。合并單元負(fù)責(zé)將有源互感器采集到的線路上的電流、電壓信號(hào)經(jīng)光纖傳輸?shù)娇偩€中。一般在35 kV的兩段母線處均設(shè)置有1個(gè)合并單元，采集進(jìn)線部分和出線部分的測(cè)量電流值同時(shí)采集單相線路的電壓值。

3.2 智能斷路器

在智能化變電站中，智能斷路器具有非常重要的作用。但就目前而言，我國(guó)變電站可選擇的智能開關(guān)設(shè)備并不多，一般使用國(guó)外廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品。35 kV變電站的智能開關(guān)設(shè)備一般選擇成套的智能化開關(guān)柜，并配置有智能控制裝置。該控制裝置可自動(dòng)采集交流量和監(jiān)視斷路器的狀態(tài)，并可通過IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和其他站的IED通信，大大提高了整個(gè)路線的安全性。此外，也可以選擇常規(guī)開關(guān)柜，但要在開關(guān)柜上安裝1個(gè)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的操作箱。該操作箱不僅具有保護(hù)功能，且自動(dòng)化程度非常高，是測(cè)控一體化的裝置。

3.3 交換機(jī)

在35 kV變電站中的設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)智能化，可在通信過程中以太網(wǎng)交換機(jī)為主要的網(wǎng)絡(luò)部件，這是因?yàn)檫^程層的通信環(huán)境一般比較惡劣，而選擇以太網(wǎng)交換機(jī)可應(yīng)對(duì)惡劣的電磁環(huán)境，并可滿足GOOSE信息和采樣值的實(shí)時(shí)性要求。此外，它還比一般的交換機(jī)更加堅(jiān)固，具有抗振動(dòng)、抗腐蝕和抗電磁干擾的特點(diǎn)，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行，甚至可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)的DIN導(dǎo)軌上，從而提升整體設(shè)備的可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

智能化變電站是變電站未來的發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展為智能化變電站的建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，但智能化變電站的建設(shè)依然需要一段較長(zhǎng)的歷程。具體而言，可先改造以往的變電站，不斷提高其智能化水平，當(dāng)智能化技術(shù)發(fā)展成熟時(shí)，再建立新的智能化變電站，從而實(shí)現(xiàn)變電站部分智能化向完全智能化的發(fā)展。

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〔編輯：張思楠〕