小議智能變電站的關鍵技術及改造要點

蔣雷

（河南省電力公司商丘供電公司檢修部，河南商丘 476000）

小議智能變電站的關鍵技術及改造要點

蔣雷

（河南省電力公司商丘供電公司檢修部，河南商丘 476000）

智能電網是我國的國家戰略，目的是更加強韌的電網，進一步降低大規模停電的風險，提高設備使用效率，降低人工成本等。智能變電站是實現智能電網建設的重要節點，我國的變電站經過長期的發展，已經初步形成了數字化變電站，但是這還不是真正意義上的數字化變電站。智能化變電站是變電站自動化技術、一體化的GIS系統結合各種傳感器系統，能夠兼容虛擬發電站以及微網，并且能夠遠程的實時在線監控，能夠在遠程控制中心實施一定的控制和檢修，而檢修方式上也由傳統的定期檢修轉變為狀態檢修為主。

智能電網；智能變電站；變電站改造

隨著經濟的發展，能源問題和環境問題日漸突出，我國面臨著全球變暖和大范圍霧霾天氣污染等嚴重環境壓力。我國電力供應中以燒煤為主的火電占了很大份額，因此在我國能源安全和環境安全的壓力下，建設智能化高效的電網迫在眉睫。

1 智能變電站的技術特點

1.1 智能化

變電站中IED設備的智能化和信息化是智能變電站的技術關鍵，因此在智能變電站中的一次設備智能化的IED主要有光電互感器、智能通訊設備、微處理器、智能變壓器等。其中光電互感器的大量使用能夠更好地將變電站的參數和狀態轉換成電信號，通過IEC61850規約遠程傳遞給控制中心，實現了遠程檢測和控制，簡化了常規機電繼電器及控制回路和導線連接的復雜設計和維護。此外一次設備的智能化也為二次設備的智能化提供了條件，因此在智能變電站的設備層中繼承了傳統變電站的過程層和間隔層

1.2 二次設備的信息化

基于一次設備的智能化和信息化，智能變電站中的很多二次設備也可以與一次設備共同享用光電傳感器，通訊設備等，二次設備中如繼電保護器、測量控制系統、無功補償、安全檢測設備都可以利用IEC61850通訊規約實現在線狀態檢修。由于IEC61850通訊規約的存在因此不需要出現各種五花八門的I/O接口，可以通過網絡實現接口和信息的網絡化，通過光纖實現智能變電站的“全景”監控和遠程控制，為狀態檢修提供了技術基礎。

1.3 IEC61850通訊規約

IEC61850通訊規約能夠很好地解決目前各廠家IED設備之間混亂的通訊現狀，以兼容性和擴展性實現了智能變電站從過程層到整個電網及遠程控制中心的的信息無縫對接。能夠實現智能電網撒謊能夠變電站內外信息的交互和信息共享，為以后的系統間數據和信息無縫結合提供條件。

1.4 為狀態檢修提供條件

智能化的變電站最突出的在于各種設備狀態的遠程實時在線監控，最明顯的好處在于可以遠程獲知一次設備的運行狀態、工作狀態，并可通過數據分析對使用壽命和故障點進行預測和分析，為及早發現問題預防重大事故提供了基礎。相比傳統變電站來說，智能變電站的監測點從以往只檢測主要設備（如只有變壓器才裝有狀態在線監測設備）變成涵蓋更多設備更多檢測數據（例如，以前沒有能力涉及到的GIS、斷路器、隔離開關等），檢測的方面涵蓋更廣，能夠做的遠程診斷越精準。

2 常規變電站智能化改造的要點

2.1 改造原則

常規變電站的智能化改造必須遵守以下幾個原則：安全性和可靠性，不能引文改造而降低安全水平；經濟性和實用性，需要具體問題具體分析根據變電站的重要性、設備狀態、運行環境等問題經濟實用的智能化，以企業的運營效率和資產使用效率為出發點考慮；標準化，變電站的智能化的標準必須是嚴格遵守有關標準的，否則就違背了智能化的初衷。

2.2 過程層智能化改造

本著經濟性的原則，在一次設備達到工作壽命前，對其加裝在線檢測設備。對于高壓設備需要將傳感器放置在高壓設備外，實現對高壓設備的數字狀態采集。由于變壓器所涉及的參數較多，在變壓器上需要設置智能組件柜。各種斷路器的測量參數較少，沒必要每個都設置智能組件柜，而采用在場區設置一個總的智能組件柜。智能組件柜在一次設備達到工作壽命后，徹底換代成專用集成電路式智能檢測器和斷路器，按照智能電站的設計規范對間隔層和站控層進行相應改造，完成智能變電站的智能化。

2.3 間隔層的智能化改造

IEC61850通訊協議是整個變電站智能化的關鍵，因此間隔層的智能化改造要對不符合IEC61850通訊協議的保護設備進行更換，對有些雖然支持IEC61850通訊協議但現在執行103規約的保護設備進行改造，原則是讓所有的設備都以IEC61850通訊協議連接。

在間隔層的設備更換時，過程層的設備繼續運行需要在電磁式電流互感器和電壓互感器此類的一次設備加裝數據采集控制單元。

2.4 站控層的智能化改造

智能化的變電站的站控層要遵守IEC61850通訊協議，要求是集監控、遠程通訊、運行監控、五防閉鎖于一體。對不符合接入以太網或光纖的設備要及時更換或加裝轉接設備。目前我國變電站基本上是微機綜合自動化變電站，對此不需要整體更換，只需要在站控出口處適當改造以適合IEC61850通訊協議，而對沒有進行微機綜合自動化變電站直接按照IEC61850通訊協議的規則整體智能改造。

[1]趙馳.智能化變電站運行維護技術研究[D].天津大學, 2011.

[2]智全中,秦廣召,婁偉,徐曉東.五防系統在智能化變電站中應用分析[J].電力系統保護與控制,2009,23:108-111.

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1003-5168(2014)04-0097-01