變電站智能化技術的實踐運用

摘 要：變電站智能化成為了科技發展的必然趨勢，開發智能化技術是一個漫長的過程，需要變電站工作人員在工作中不斷總結經驗，不斷完善實施過程。現階段，變電站智能化是指運用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術等技術，實現對變電站設備和相關輸電、配電線路的監控、測量、保護、調度通信等功能。文章結合作者的多年工作經驗，對變電站智能化技術、基本結構及其系統的綜合運用進行簡介。

關鍵詞：變電站；智能化；技術

引言

隨著我國科技的飛速發展，變電站智能化技術已經達到了一定的水平。在我國城鄉電網改造與建設中，不僅中低壓變電站采用了智能化技術，在220kV以上的超高壓變電站建設中也大量采用智能化新技術，從而有效提高了電網建設的現代化水平。科學技術的發展是永無止境的，隨著相關變電站的技術日趨成熟，在實時系統中開發并應用計算機高速網絡技術已經成為發展的必然。變電站智能化技術是一項具有高安全性、高穩定性的技術，同時能夠有效降低運行、維護的成本，從而大大提高經濟效益。

1 變電站智能化技術

變電站智能化技術就是采用先進、可靠、環保的智能設備，將數字信息化技術全面應用在變電站中，將通信網絡化、信息共享作為基本要求，通過計算機自動完成信息的采集、測量、控制、保護、計量和監測等變電站正常運行的工作，同時智能化變電站可以根據實際需要，對電網實行自動控制、智能調節等高級功能。

2 變電站的基本結構

2.1 分散（層）分布式結構

分散（層）分布式結構就是將“面向對象”作為理念設計分布式結構[1]。“面向對象”就是指將電氣一次回路設備或電氣間隔設備作為面向對象，將設備中的數據單元、采集單元、控制單元和保護單元進行分散安裝，同時，在一次設備附近安裝通訊設備，通過通信網絡之間相互連接，實現隨時與監控主機通信的目的。

2.2 集中式系統結構

集中式系統結構就是以功能較強的計算機為主，通過擴展其I/O端口，統一對變電站的數據信息進行采集，然后由I/O端口進行直接輸入計算機，由計算機進行計算和處理，通過微機監控、微機保護和自動控制等功能進行完善。由前置機完成數據的輸入、輸出、保護、控制及監測等作用，后臺機完成數據處理以及后期工作[2]。該結構對監控主機的性能要求較高，但是其系統處理能力有限，開發手段少，在開放性、擴展性和可維護性等方面處理能力較差。

2.3 分布式系統結構

分布式系統結構就是將變系統功能分布的多臺計算機連接到共享資源的網絡中，然后對變電站的工作實現分布式處理。該結構具有的最大優點就是很好地利用了主、從CPU的作用，其系統各功能模塊通常是多個CPU之間采用網絡技術或串行方式進行數據通信，使用具有優先級的網絡系統解決數據傳輸的問題，并且提高系統的實時性[3]。該結構系統在一定基礎上能夠方便系統的擴展和維護，系統的局部故障不會導致其他模塊出現癱瘓的現象。在安裝過程中，可以通過形成集中組屏或分層組屏的方式，有效幫助變電站的正常運行，這兩種系統組態的結構，通常情況下使用于中、低壓變電站。現階段，該系統還存在抗電磁波干擾、信息傳輸的問題。

3 變電站智能化系統的綜合運用

變電站智能化技術的實踐運用體現在很多方面，下文對控制和操作閉鎖、微機保護、數據采集、無功電壓就地控制幾個方面進行簡介。

3.1 控制和操作閉鎖

控制和操作閉鎖就是指操作人員可以通過CRT屏幕隨時對電容器組投切、斷路器、變壓器分接頭、隔離開關進行遠程控制[4]。從而能夠有效避免了系統由于故障導致的無法操作的問題，同時在系統設計時，應該保留人工直接跳合閘的措施。

3.2 微機保護

微機保護就是利用智能化技術對變電站內的電氣設備進行保護，其中包括母線保護、線路保護、電容器保護、變壓器保護等，通過安全自動裝置對變電站的正常運行實施保護。同時通過對故障進行記錄、對設備的定值進行修改等工作，在各種設備的保護的工作中積累經驗。

3.3 數據采集

數據采集大致包括三個方面。第一，狀態量采集：通過對斷路器狀態，隔離開關狀態以及設備信號進行采集工作，同時將采集的數據信號以光電隔離方式輸入系統，確保數據采集的完整性。保護動作信號則是通過串行口（RS-232或RS485）或計算機局域網的方式進行采集。第二，模擬量采集：通常情況下，變電站采集的模擬量以線路電壓、電流、功率值作為首要采集數據。除此之外，還包括饋線電流，電壓、頻率，相位等電量的采集，同時也包括變壓器油溫，變電站室溫等非電量的采集。模擬量采集的精度需要滿足SCADA系統。第三，脈沖量采集：脈沖量的采集主要是針對脈沖電度表的輸出脈沖，其內部也采用光電隔離的方式與系統相連接，通過計數器對脈沖個數進行統計，從而實現脈沖量的采集工作[5]。

3.4 無功電壓就地控制

通常情況下，無功電壓就地控制采用調整變壓器分接頭、電抗器組、投切電容器組的方式。在操作的過程中，可手動可自動，人工操作可就地控制，也可以遠程控制。專門的無功控制設備是用于實現控制工作，同時也可以作為監控系統對保護裝置的電壓進行監控。

4 結束語

綜上所述，變電站智能化是未來變電站的發展方向，對變電站的監測系統集成以及變電站的信息平臺進行智能開發，能夠有效幫助變電站智能化技術的發展。該技術對于實現電網調度有著重要作用，對于電網的安全和經濟運行水平的促進起到良好的保障作用，同時大大加強了電網的性能和可靠性，對保證電網的安全穩定具有重大的意義。

參考文獻

[1]段日新.變電站自動化系統的前沿技術[J].西北電力技術，2010，10（03）：156-157.

[2]吳沛東，王京陽.變電站自動化系統發展方向探討[J].黑龍江電力，2011，05（02）：149-151.

[3]董鍇，趙敏，趙宏軍.變電站信息管理技術的應用[J].科技信息（學術研究），2011，19（32）：206-209.

[4]李娜，吳忠義.變電站安裝施工管理系統的設計[J].東北電力技術，2010，09（10）：234-236.

[5]申芳艷.220kV灣潭變電站安全運行中問題的探討[J].中國水能及電氣化，2011，06（08）：79-81.

作者簡介：王昱芬（1974-），女，陜西省榆林市人，大專，陜西省地方電力（集團）榆林電力分公司變電運行處助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。