變電站及其技術特點分析

趙偉光 周磊

【摘 要】電站是電網的核心與重要樞紐。近年來，隨著我國電網智能化建設的逐步推進，我國建設完成并投入試運于的智能變電站越來越多。而隨著電網領城的不斷升級與完善，變電站運行的水平也在不斷提高，并在電網領域中占據重要的位置。為了使這些智能變電站的效能得到充分發揮，必須提高其運行維護水平。文章分析了智能變電站的發展現狀及主要技術特點，并在此基礎上結合實際工作經驗提出了智能變電站的基本構建模式。

【關鍵詞】智能變電站；技大特點；進行維護

依據國家電網公司的“十二五”規劃綱要，未來的電網建設要以特高壓電網建設為骨架，各級電網要協調發展，并且建設出的電網要具有高度自動化、智能化的特征。堅強智能電網將作為未來電網發展的主要方向，而變電站作為電網中的一個重要節點，它在整個電力系統中占有重要地位。變電站智能化水平的高低將直接影響到整個電網的智能化建設。近年來，隨著大量智能變電站的投入試運行，各種各樣的問題也開始層出不窮，為了進一步促進智能變電站的發展，分析探討智能變電站的主要技術特點也顯得十分必要。[1]

一、智能變電站的概述

所謂智能變電站，其實就是將變電站全部信息采集、傳輸以及處理和輸出過程從原先的模擬信息轉變為數字信息，并在此基礎上構建相符合的通信網絡以及系統。隨著智能變電站的飛速發展，光纖設備、智能模塊、網絡通信、在線監測、一體化電源等新技術也開始大量應用于智能變電站中，這些新技術的應用使傳統變電站的上系統全輔助系統的智能化得以實現，智能變電站的系統大致可以分為綜合自動化系統，在線監測設備、狀態的系統、智能監測以及輔助控制系統。同時，智能變電站實現的基本要求是將設備間的通信以數字的方式進行傳遞以及進行信息的共享。此外，隨著一次開關設備等向智能化的趨勢發展，電子式的電壓電流互感器技術也在不斷的成熟，再加上網絡技術在自動化系統中的廣泛使用以及變電站通信網絡和系統協議標準的公布，使得智能變電站得到了廣泛的運用與推廣。

二、智能變電站的結構

從物理層面上講，智能變電站分為三部分：站控層、設備層、間隔層。智能變電站以電流和電壓技術為基礎，采用電子式互感器，組網框架是地理信息系統和網絡架空系統。這三個部分分別有自己的作用：站控層的作用是采集信息，設備層的作用基電能輸人，間隔層的作用是設備連接。

（一）站控層

站控層是變電站的控制中心，主要由主機、路由器、人際交互設備構成。站控層的主要作用在于對變電站進行監測，當出現異常情況時發警報。一旦變電站在運行期間出現了技術問題，那么計算機就能夠對電能的異常進行數據記錄，經過數據分析提出處理措施。最終，將處理結果反饋給控制中心，為變電站應對問題做好基礎。[2]

（二）設備層

設備層的主要組成部分是控制柜和電能的接收設備、輸人設備，它的工作核心是電流互感器（TA）、電壓互惠器（TV）、復合型傳感器。電流互感器的使用，能夠完成電壓的測量和數字化輸出。復合型傳感器是一種智能化的檢測和監控設備，能夠設備運行狀態的實時監測。除此之外，設備層還有變壓器等設備，通過電流的中轉完成輸電和配電功能。

（三）間隔層

間隔層是處于站控層和設備層的中間架構，由測控設備、繼電器、母線保護單元三個部分組成。間隔層的主要作用是將站控層和設備層連接在一起，并對重要的設備進行監控和保護。在變電站轉換電能的過程中，電能通過間隔層的時候，測控單元會把信息記錄下來并傳輸至站控層。在間隔層中，繼電保護操作也能實現，從而進行故障檢測和閉鎖等工作。

三、變電站技術特點與應用

智能變電站與數字變電站的區別主要體現在設備的智能化以及功能的智能化上，智能變電站是在原有數字變電的基礎上，通過利用一些高科技技術，使很多設備的功能都實現了智能化，并且這些設備具有的智能特征也越來越多。以下為智能變電站的特點：

（一）智能變電站可實現一次設備的狀態監視與智能化

智能變電站使用智能化的狀態監視組件以及傳感器連接于一次設備。這樣可實時監測一次設備的運行狀態，通過測量、控制等智能組件與主設備進行組合，可使一次設各的智能化得到實現。[3]

（二）信息平臺實現了一體化

智能變電站通過統一數據信息平臺的建立，可以更加清晰地了解各種設備的運行狀態，實現各種智能警告功能，并且可以遠程維護各種設備，實現順序控制，也可與一些外部系統如站域控制系統、一些選配的分析故障信息的系統實現互動。

（三）建模實現了信息化，各項通信也更加標準化

由于協議互換設備的取消，站控層與間隔層的各項設備也具有了更加標準化的通信協議，間隔層設備在連接過程層設備時直接使用電纜便可，利用智能接口機可把輔助系統的各項信息接入一體化的信息平臺。

（四）輔助系統智能化

安防系統、監視環境的系統等都實現了智能化，采用一體化的設計理念來設計全站電源，輔助系統的警告信號以及測量得到的數據都可借助智能接口機實現標準模型數據的轉換，然后再向一體化信息平臺進行接入，實現輔助系統的整體智能化。

（五）智能告警及事故信息綜合分析

智能變電站監控系統上大多安裝有智能告警及事故信息綜合分析決策系統，該系統的安裝能夠實現智能告警以及事故信息的綜合分析與決策，并在分類顯示及處理相關信號的基礎上，獲取一些有用的故障報警信息，并以此來幫助故障的判斷以及處理。智能電網建設的重要組成部分之一就是智能變電站的建設，隨著國家對智能電網建設的不斷重視，智能變電站建設也在如火如茶地進行，建設智能變電站將成為變電站發展的主要趨勢。為了使智能變電站的建設技術越來越成熟，我們必須充分了解智能變電站的技術特點，并在此基礎上：逐步探索智能變電站的構建模式。通過科學技術的革新和管理機制的升級，提高智能化變電站的運行維護效率。

四、對智能變電站技術的應用思考

智能變電站進入數字化時代的標志就是電子互感器的應用，數字化保護的技術關鍵在于通信同步技術.。數字化保護的通信失步問題，主要是丟失了時鐘同步源或者合并單元的失步引起的。另外，合并單元的間隔抖動也會使差動保護做出錯誤反應。智能變電站中有許多常規的互感器，它們和電子互感器是同時應用的，所以差動保護需要合并單元對信息進行收集和分發。

五、結束語

數字化智能變電站的不斷建設，對維電保護技術提出了新的要求，維電保護技術需要進一步發展到自動化的水平。本文通過對數字變電站的結構特點進行分析。探討了維電保護裝置系統的構建，并對站內的維電保護測試檢驗進行研究，以期能夠對智能化背景下維電保護裝置的實施提出建議，促進國家電網系統的更加完善。

【參考文獻】

[1]閆興德.智能變電站及技術特點分析[J].中國新技術新產品.2017，（05）：46.

[2]李秀華.智能變電站技術研究[J].化工管理.2016，（08）：143.

[3]楊磊，王靜，李超.智能變電站在應用中存在的問題分析[J].通訊世界.2016，（04）：186-187.