探析數字化變電站的建設

謝志武

【摘要】隨著科學技術的進步，變電站數字化已經是未來變電站建設的發展趨勢和方向。尤其是電氣的智能化每天都在發生著日新月異的變化，本文從數字化變電站的特征入手，闡釋了在建設數字化變電站過程中可能遇到的難點，提出了一些自己的建議。

【關鍵詞】數字化；變電站；電子式互感器；智能化開關；對策

【中圖分類號】TM63 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01—0067-02

1 數字化變電站的特征

所謂數字化變電站，是指變電站內一次電氣設備與二次電子裝置都實現數字化通信，并在此基礎上建立全站統一的數據建模和數據通信平臺，從而實現智能裝置之間的互操作性。根據這個定義，可以得出數字化變電站具有以下幾個方面的特征和優勢。

1.1 數據采集數字化

與常規變電站相比，數字化變電站最主要的標志之一就是采用數字化電氣量測系統采集電壓、電流等電氣量，各種數據從源頭開始就實現數字化，從而真正實現網絡通信、信息集成和數據共享，為實現信息集成化應用、促進常規變電站由裝置冗余向信息冗余轉變提供應有的基礎。數字化變電站打破了常規變電站的監視、保護、控制、量測和故障錄波等幾乎是相互獨立、功能單一的裝置模式，改變了以往信息不共享、硬件重復配置、投資成本大的狀態。

1.2 系統分層分布化

數字化變電站的發展經歷了從集中式向分布式的轉變，并為變電站實現自動化提供了有力的基礎。第二代分層分布式變電站自動化系統幾乎都采用了開放式的互連規約和成熟的網絡通信技術，從而能夠更加完整地記錄變電站的信息，并大大提高系統的響應速度。

1.3 系統結構更加緊湊

數字化變電站的電氣量測系統具有重量輕和體積小等特點，可以將其集成在智能開關設備系統中，并按照變電站機電一體化的設計理念進行設備布置和功能優化組合。在數字化變電站中，故障錄波、測控裝置和保護裝置作為一次智能設備的一部分，實現了返過程化的設計，使得系統結構更加完善和緊湊，從而簡化了系統配置、維護和工程實施。

2 數字化變電站建設中的難點

數字化變電站具有如此多的優點，但在其建設過程中總會遇到種種難點和問題，主要表現為以下幾點：

2.1 數字化電氣測量系統的穩定性難點

眾所周知，電氣測量系統的穩定性對數字化變電站的建設至關重要。比如，非常規互感器包含的光電傳感器和光纖二次回路通信網絡的穩定性和可靠性可以直接影響數字化變電站采集數據的穩定性。如果互感器存在測量精度偏差的話，會直接影響到變電站的順利建設。這是由于發光源器件發光強度下降、不同材料的維爾德常數受到外界影響以及線性雙折射現象造成的。要順利建設數字化變電站，必須對造成傳感頭誤差的各種因素進行詳細分析，并盡量減小誤差。

2.2 光電/電子式互感器難點

從目前來看，變電站的光電/電子式互感器的產品可選型號極其少，而且少數高壓電等級的電流互感器變數較大，所以這不能完全滿足數字化變電站的建設需要。同時由于光電/電子式互感器本身的工作方式與結構特點，致使互感器的筆差、角差現場試驗不能順利運行，甚至極性試驗也無法順利開展。只有在儀器設備投運帶電之后才能檢驗出接線的準確性，這使得數字化變電器的建設具有一定的滯后性。

2.3 系統的網絡選型難點

數字化變電站系統中的信息采樣、保護算法及其控制命令的形成是由網絡系統中多個CPU所共同完成的。如何控制好信息的同步采樣和保護命令的快速輸出是一個復雜的難點問題。要實現這兩項任務，最基本的條件就是現代網絡的適應性，關鍵是要提高網絡通信速度和制定適當的通信協議。

3 建設數字化變電站的對策與措施

3.1 實行邏輯連接虛擬化

在建設數字化變電站過程中，設備問的聯系要依靠GOOSE網絡來完成，其邏輯關系也要依靠GOOSE網對應表來實現，這種做法可以完全替代傳統的電纜控制連接，實現數字化變電站的兼容性和可靠性。因此，數字化變電站要嚴把工程調試關，利用GOOSE網絡，將設備傳動性等功能的檢驗和設備兼容性做細做足。

3.2 合理選型

由于數字化變電站建設最首要考慮的因素是安全穩定性，所以在數字化變電站建設的試點階段一定要對采用的設備進行充分、科學的試驗驗證。在已有運行范例的產品中選擇合適的型號，這樣可以有效降低運行風險。另外，電子式互感器是數字化變電站的重點設備，所以在相關設備的采購上必須慎重，要對市場上已有產品的運行情況做了充分調研之后再進行選型，保證數字化變電站設備的安全可靠性。

3.3 修訂變電站建設的工作規程和標準

為了更好地建設數字化變電站，需要在其應用技術框架的基礎上，結合數字化變電站的主要特征，參照以往規程與標準，修訂并補充相應的技術規程和標準，研究全新的檢驗手段和方式，以便為數字化變電站新技術的應用提供扎實、科學、可靠的技術保障機制。

3.4 建立二次系統的狀態檢修體系

現階段，數字化變電站二次系統的狀態檢修體系幾乎都是基于以預防1%t劃檢修為主的機制，這種檢修機制可能會導致狀態較好的設備檢修相對頻繁，在一定程度上造成了檢修盲目性。所以在建設數字化變電站之前，就得制定好二次系統的狀態檢修體系，利用可靠完善的實時在線檢測設備，根據監測和診斷結果為數字化變電站的建設提供有力的信息。鐵皮整體朝后移，鏟掉鐵皮上的廢料以備下次使用。

3.5 攤鋪厚度

微表處攤鋪厚度的控制也是微表處施工中的一個重要環節，不合理的厚度會減少微表處的壽命。在設計微表處混合料級配時，級配曲線如靠近粗的一側，就必須鋪得厚一點，否則大骨料就不能合理地嵌入封層當中，并輕易被刮板帶起形成劃痕和搓板路。級配靠近較細的一側，就需要鋪得薄一點。

4 城市道路施工中應注意的問題

4.1 交通管制方案

施工前編制詳細、可行的交通導行方案。城市道路作業一般采用封道施工方法，封道長度不超過2 km。安排專人疏導社會車輛通過施工區間，引導施工車輛進入施工區域。交通管制區由警告區、過渡區、緩沖區、工作區及終止區組成。在施工區域要有專人看管，混合料未破乳前嚴禁行人踩踏，初凝前嚴禁一切車輛碾壓，在一些車流量大的什子路口盡量分兩次施工，每次只施工一半，盡量保證人流、車流正常通行。

4.2 安全施工措施

城市道路交通錯綜復雜，交叉口多，多機動車道和非機動車道，密集的車流量和人流量也給施工帶來很多安全隱患。微表處工程—般采用邊施工邊放行，在施工過程中要有專人疏導交通，保證社會車輛行駛安全，保證施工車輛安全進入施工區域，施工人員在施工過程要注意個人安全和操作工具的安全使用，進行詳細的安全技術交底。

4.3 夜間施工措施

城市主干線交通繁忙，白天不宜施工，盡量采取夜間施工。夜間施工溫度低、濕度大。溫度是影響微表處施工質量的一個重要環境因素，甚至直接影響到微表處的成敗。在沒有日光曝曬的情況下，瀝青混和料水分很難自然蒸發。在夜間施工時針對不同的條件和環境應改變乳化瀝青配方，選用合適的配方，采取化學破乳的方法，以保證微表處混和料能夠較好地成型。

4.4 文明施工措施

城市道路車流量大，人口密集，市政工程維護對市民生活影響較大，文明施工也逐漸成為一個重要的服務評價指標，直接關系到市政工程的形象。為保證工程施工文明有序，在施工組織設計時要把文明施工作為一項主要內容，現場由專人分管文明施工。場地內保持環境清潔，工地適當位置處設標牌，做到“工完料盡場地清”。

4.5 環保施工措施

環境保護逐漸成為一個城市的重要生活指數，市政維護工程作為改善市政環境、服務市民的一項基本民生工程，更有義務保護城市環境。應該定期對車輛進行保養和維修，保證車輛廢氣排放符合標準；同時對使用的工程機械和運輸車輛安裝消聲器并加強維修保養，降低噪音，機械車輛途經居住場所時應減速慢行，不鳴喇叭；廢棄物也要及時清理。

5 總結

數字化變電站具有功能強、自動化水平高、減輕值班員操作及監視的工作量、縮短維修周期等優越性，這已經成為越來越多的電力部門的共識。但是，由于它是一種新生事物，所以建設數字化變電站是一項復雜而長期的系統工程，目前還有許多技術難點亟待解決，但數字化變電站是今后變電站系統發展的重要方向，只有不斷努力，才能促進我國電力事業的可持續發展。

參考文獻

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