智能變電站關(guān)鍵技術(shù)及其構(gòu)建方式的分析

蘇占江

摘 要：智能化已經(jīng)成為了變電站發(fā)展的主要方向，智能化變電站的構(gòu)建是以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)的，其構(gòu)成的基本要素主要包括智能變電站關(guān)鍵技術(shù)以及構(gòu)建的主要方式。提高關(guān)鍵技術(shù)水平，以及完善電力系統(tǒng)的構(gòu)建，可以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性，該文筆者對(duì)智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)，以及構(gòu)建方式做了簡(jiǎn)單的論述。

關(guān)鍵詞：智能變電站 關(guān)鍵技術(shù) 構(gòu)建方式

中圖分類號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）06（a）-0018-02

智能化變電站是由智能化一次設(shè)備（電子式互感器、智能化開關(guān)等）和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過程層、間隔層、站控層）構(gòu)建，建立在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。

1 智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別

傳統(tǒng)變電站使用的設(shè)備比較落后，在輸電過程中存在著輸電效率低下、設(shè)備操作效率低下等問題，同時(shí)不能預(yù)防和檢測(cè)設(shè)備故障，不能在線監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)多依靠人工，使得企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本不斷增加，而智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。體現(xiàn)了集成一體化、信息標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)同互動(dòng)化的特征。提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的預(yù)防和檢測(cè)設(shè)備故障，同時(shí)智能化變電站使用環(huán)保材料，在一定程度上節(jié)約了能源，極大程度上降低了生產(chǎn)成本。

2 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

智能變電站電力系統(tǒng)中應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所有智能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，例如監(jiān)測(cè)變壓器的油色譜、設(shè)備的壓力、鐵芯電流接地情況、避雷器泄漏電流、次數(shù)等，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)憑借其成熟性、準(zhǔn)確性等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于變電站電力系統(tǒng)。但是需要注意的是，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，有些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目需要根據(jù)具體應(yīng)用的情況，以及設(shè)備的原理，制定合理的監(jiān)測(cè)方案，如監(jiān)測(cè)開關(guān)行程，以及變電站內(nèi)所有接頭的溫度等；在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于監(jiān)測(cè)二次設(shè)備，其優(yōu)越性比較突出，然而在監(jiān)測(cè)一次設(shè)備時(shí)，尤其是長(zhǎng)期的運(yùn)行條件下，傳感器接頭容易受損，這樣則會(huì)降低在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確性；大量電子設(shè)備的應(yīng)用，將會(huì)增加變電站周圍的磁場(chǎng)，形成交變磁場(chǎng)或者設(shè)備釋放磁場(chǎng)增加等，加之自然環(huán)境的影響，直接影響到監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果，所以該技術(shù)還需要不斷完善，采取相應(yīng)的解決措施，改善技術(shù)應(yīng)用情況。就整體而言在線監(jiān)測(cè)技術(shù)有很大的上升空間，以及應(yīng)用前景。

2.2 電子互感器的具體應(yīng)用

變電站電力系統(tǒng)智能化的過程中，會(huì)應(yīng)用一些先進(jìn)的設(shè)備，隨著光纖傳感技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。電子式互感器就是其中之一。電子式互感器具有體積小、重量輕、頻帶響應(yīng)寬、無飽和現(xiàn)象、抗電磁干擾性能佳、無油化結(jié)構(gòu)、絕緣可靠、便于向數(shù)字化、微機(jī)化發(fā)展等諸多優(yōu)點(diǎn)，將在數(shù)字化變電站中廣泛應(yīng)用。電子式互感器是數(shù)字變電站的關(guān)鍵裝備之一。電子式互感器產(chǎn)品主要有3種：（1）GIS用的電子式電流電壓互感器。（2）敞開式獨(dú)立安裝的電子式電流電壓互感器。（3）低功率互感器。基于電子互感器的應(yīng)用現(xiàn)狀而言，雖然取得了一定的成效，但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還存在著一定的問題。主要包括以下幾種：其一，光纖式互感器運(yùn)行過程中，若電流比較低，則會(huì)引起噪音問題。其二，電壓互感器的高壓傳感部件中使用了一些電子電路設(shè)備，需要由外部供電。其三，常見的問題還有電磁兼容問題，以及電子互感器和線路裝置的使用壽命不同。以上是電子互感器在實(shí)際應(yīng)用的過程中常見的問題，需要研究人員在設(shè)計(jì)設(shè)備的過程中，不僅要考慮設(shè)備運(yùn)行的可靠性能，還需要將傳統(tǒng)互感器、合并單元采樣等與智能變電站有機(jī)地結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高智能變電站的運(yùn)行效率。

2.3 信息管理技術(shù)

智能變電站與傳統(tǒng)變電站相比，其在信息管理與儲(chǔ)存方面，具有一定的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)閭鹘y(tǒng)變電站的信息整合水平，已經(jīng)不能滿足變電站發(fā)展的要求，加之智能變電站對(duì)信息管理的要求比較高，所以，智能變電站要彌補(bǔ)傳統(tǒng)變電站這一缺陷，從信息管理與信息儲(chǔ)存技術(shù)等方面入手，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的信息管理與儲(chǔ)存，有效地解決信息整合效率低下的問題，提高信息采集與處理的水平，提高信息管理的水平，使智能變電站的可靠性以及智能性得以凸顯。

2.4 智能變電站設(shè)備組網(wǎng)方式

智能變電站在組網(wǎng)過程中，通常會(huì)采用三層兩網(wǎng)的設(shè)計(jì)方法，主要是將合并單元與智能終端設(shè)備等，集中布設(shè)在匯控柜之中，這一做法主要是為了保護(hù)二次智能設(shè)備。目前我國部分智能變電站結(jié)合以上做法來保護(hù)變電站的二次設(shè)備，并且通過設(shè)備組網(wǎng)方法，使得智能變電站的優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。

3 智能變電站的建設(shè)

3.1 構(gòu)建智能體系架構(gòu)

目前我國特高壓、高壓電網(wǎng)的變電站以及大城市主要高壓變電站，基本上都是數(shù)字智能無人值守變電站，這樣不僅可以節(jié)省用地，還可以節(jié)省人力，與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站增加了大量的先進(jìn)設(shè)備，以及應(yīng)用一些先進(jìn)的技術(shù)，因此在構(gòu)建智能體系構(gòu)架時(shí)，具有一定的難度、復(fù)雜性等，在構(gòu)建的過程中，既要保證體系架構(gòu)的合理性、科學(xué)性，還要滿足變電站運(yùn)行的基本要求，需要充分考慮原有設(shè)備承受電壓與電流的最大極限，以及電纜線路的敷設(shè)情況等，為智能化信息收集與處理，以及設(shè)備的監(jiān)測(cè)等工作，提供堅(jiān)實(shí)的保障，提高信息采集與傳輸?shù)男省?/p>

3.2 做好智能設(shè)備的設(shè)計(jì)與管理

智能化變電站中的重要組成部分便是智能設(shè)備，智能設(shè)備應(yīng)用在電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，主要發(fā)揮的是檢測(cè)、預(yù)防與評(píng)估等作用，因此智能設(shè)備的設(shè)計(jì)，要以提高智能設(shè)備的使用效率為目標(biāo)，在設(shè)計(jì)的過程中，需要結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用過程中常見的安全事故，針對(duì)常見的故障以及智能設(shè)備的原理，結(jié)合不確定因素的影響，采取有效措施消除安全事故隱患，提高供電效益，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化變電站的建設(shè)。

綜合自動(dòng)裝置是變電站智能設(shè)備中的一種，主要用來保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，綜合自動(dòng)裝置應(yīng)用在智能變電站中，主要用來監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，互感器將故障信號(hào)傳到綜合自動(dòng)裝置，綜合自動(dòng)裝置經(jīng)過處理，去啟動(dòng)故障設(shè)備的斷路器跳閘，切除故障與電力系統(tǒng)的聯(lián)系，從而保證非故障系統(tǒng)的安全運(yùn)行，防止故障范圍擴(kuò)大，再由在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將故障信息傳給集控中心及電力調(diào)度，讓集控中心及電力調(diào)度掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)以及故障情況，將解決故障的方案顯示出來，據(jù)此維修人員可以做好設(shè)備的維修工作，保證在最短的時(shí)間內(nèi)，修復(fù)電力系統(tǒng)，降低故障損失，保障智能變電站的正常運(yùn)行。

3.3 做好技術(shù)人員的管理

智能變電站的建設(shè)對(duì)技術(shù)人員的水平要求越來越高，因?yàn)橹悄茏冸娬緯?huì)引進(jìn)一些先進(jìn)技術(shù)以及設(shè)備，需要技術(shù)人員（主要是操作和維修人員等）具有較高的技術(shù)水平，電力企業(yè)在建設(shè)智能變電站時(shí)，需要同步做好人員的管理工作，完善相關(guān)的配套設(shè)施，做好人員培訓(xùn)工作，使其可以充分掌握設(shè)備的操作流程，以及設(shè)備維護(hù)的技能，同時(shí)還要做好定期的巡查工作，并做好相關(guān)記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的問題，并采取解決措施，以確保變電站電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，智能化變電站已經(jīng)成為了變電站發(fā)展的主要方向，在建設(shè)智能化變電站時(shí)，主要分為兩大部分，包括關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，以及智能的構(gòu)建，需要電力企業(yè)做好全面的管理，以此提高變電站的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)

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