智能變電站技術(shù)及其應(yīng)用

楊瑞++楊晉

摘要：智能變電站是變電站發(fā)展的新趨勢(shì)，與傳統(tǒng)變電站相比智能變變電站有集成化、智能化以及標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。在電網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，智能變電站技術(shù)變得越來(lái)越重要，在一定程度上反映了電網(wǎng)的智能化程度。電網(wǎng)智能化是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。加強(qiáng)智能變電站技術(shù)及其應(yīng)用的研究是提升智能電網(wǎng)的重要措施，文章旨在重點(diǎn)研究智能變電站技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：智能變電站；數(shù)字通信同步；智能電網(wǎng)；一次設(shè)備；二次設(shè)備

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0037-02

變電站是電網(wǎng)的重要組成部分，近些年來(lái)隨著電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)成為時(shí)代發(fā)展的新趨勢(shì)。智能變電站的出現(xiàn)和發(fā)展是這種趨勢(shì)的具體體現(xiàn)。在電力技術(shù)快速發(fā)展的今天，智能變電站在電力網(wǎng)絡(luò)中的作用越來(lái)越重要，不僅要承擔(dān)傳統(tǒng)變電站的各項(xiàng)功能，同時(shí)還具有新功能。當(dāng)前隨著智能電網(wǎng)的不斷普及和推廣，智能變電站的發(fā)展已成為深入發(fā)展的重要前提，在今后的發(fā)展中應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)智能變電站的研究。

1 智能變電站技術(shù)的特點(diǎn)

智能變電站主要指的是由先進(jìn)可靠、節(jié)能環(huán)保、數(shù)字化集成設(shè)備組合而成的一種自動(dòng)實(shí)現(xiàn)信息采集、測(cè)量、保護(hù)、計(jì)量以及監(jiān)測(cè)等基本功能，同時(shí)還能承擔(dān)電網(wǎng)自動(dòng)控制、在線分析決策、智能調(diào)節(jié)以及協(xié)調(diào)互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。智能變電站是傳統(tǒng)變電站的新發(fā)展，與傳統(tǒng)發(fā)電站相比更具優(yōu)勢(shì)。

智能變電站有其自身特點(diǎn)，詳細(xì)分析智能變電站技術(shù)的特點(diǎn)是了解其應(yīng)用的重要前提。智能變電站技術(shù)是信息處理技術(shù)和計(jì)算監(jiān)控技術(shù)的有機(jī)融合。設(shè)備集成化和智能化控制是智能變電站技術(shù)的主要特點(diǎn)。具體而言智能變電站技術(shù)具有以下三個(gè)特點(diǎn)：

1.1 控制端的引入

智能變電站技術(shù)引入了計(jì)算機(jī)終端，控制端相當(dāng)于智能變電站的大腦。通過(guò)計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電能運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠有效降低突發(fā)事件帶來(lái)的變電站故障，這對(duì)于提升供電可靠性具有重要意義。

1.2 設(shè)備集成化及光纖技術(shù)的應(yīng)用

設(shè)備集成化是智能變電站技術(shù)的典型特點(diǎn)。通過(guò)設(shè)備集成化智能變電站的性能得到有效提升。此外光纖技術(shù)的應(yīng)用能夠有效實(shí)現(xiàn)站內(nèi)各控制層的局域網(wǎng)管理?？刂浦行摹⒍卧O(shè)備、一次設(shè)備之間基本上能夠?qū)崿F(xiàn)信息的自由傳播，數(shù)據(jù)傳輸將更加穩(wěn)定和可靠。設(shè)備集成化節(jié)省了設(shè)備空

間和安裝成本。設(shè)備集成化是智能變電站發(fā)展的新趨勢(shì)。

1.3 局部或全局智能控制的實(shí)現(xiàn)

智能控制是智能變電站的明顯優(yōu)勢(shì)。在智能變電站中對(duì)一、二級(jí)設(shè)備的控制主要是通過(guò)采用先進(jìn)的光電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化的控制。光電技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電流閉鎖裝置、電流互感器以及控制柜的智能化。

2 智能變電站結(jié)構(gòu)

2.1 設(shè)備層

智能變電站的設(shè)備層主要是由控制柜和一次設(shè)備共同組成的電能接受和輸入設(shè)備。復(fù)合型傳感器、TV、TA是其中的核心設(shè)備。VD裝置是一項(xiàng)重要裝置。在設(shè)備中VD裝置主要是用來(lái)對(duì)高壓電路帶電情況進(jìn)行檢查。當(dāng)高壓線路帶電時(shí)則可以通過(guò)VD裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的閉鎖。VD裝置在智能變電站中的應(yīng)用能夠有效防止線路安全事故。復(fù)合型傳感器是一種智能型檢測(cè)及監(jiān)控設(shè)備，這一設(shè)備主要是對(duì)一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。智能變電站的設(shè)備層中有許多一次設(shè)備。電壓/電流互感器、變壓器是其中最為典型的一次設(shè)備。一次設(shè)備的主要功能就是要實(shí)現(xiàn)電流中轉(zhuǎn)。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能變電站基本輸電和配電功能具有重要意義。

2.2 間隔層

間隔層是設(shè)備層和站控層的中間架構(gòu)，該層主要是由測(cè)控設(shè)備、繼電器以及母線保護(hù)單元構(gòu)成。間隔層主要作用就是要實(shí)現(xiàn)設(shè)備層同站控層的有效連接。此外它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重要設(shè)備的監(jiān)控及保護(hù)。繼電保護(hù)是變電站的重要特點(diǎn)。繼電保護(hù)的操作也主要是在間隔層中實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)初步檢測(cè)故障及閉鎖等功能。電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中電能在通過(guò)間隔層時(shí)，測(cè)控單元會(huì)將這些信息完整記錄下來(lái)并傳輸給站控層。

2.3 站控層

站控層是變電站的控制層，這一層主要是通過(guò)主機(jī)、路由器以及人機(jī)交互設(shè)備相互連接來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。站控層的主要職責(zé)就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。對(duì)于電路運(yùn)行過(guò)程中的異常情況要能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)報(bào)警和控制。對(duì)于變電站中電能交換的問(wèn)題，工作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)記錄并能夠及時(shí)采取針對(duì)性措施來(lái)予以應(yīng)對(duì)。在處理完異常問(wèn)題之后還需要把結(jié)果反饋到遠(yuǎn)方控制中心。這樣才能方便上級(jí)變電站應(yīng)對(duì)。

3 智能變電站技術(shù)的應(yīng)用分析

智能變電站技術(shù)是一項(xiàng)專業(yè)性的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠取得明顯效果。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用有效提升了電力智能化水平。今后應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)這項(xiàng)技術(shù)的研究。變電站設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備，我們針對(duì)智能變電站技術(shù)的應(yīng)用分析就可以從一次設(shè)備和二次設(shè)備這兩個(gè)角度來(lái)進(jìn)行深入分析。

3.1 在一次設(shè)備中的應(yīng)用

一次設(shè)備中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在電子式互感器技術(shù)、智能電力變壓器以及高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備智能化技術(shù)的應(yīng)用。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備智能化技術(shù)能夠分成混合式氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備、氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備以及空氣絕緣敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備。這些設(shè)備都是高性能的設(shè)備，空氣絕緣敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備是單一功能的獨(dú)立單元組成的隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)以及斷路器等。這些設(shè)備主要是由架空線路連接而成的。這種開(kāi)關(guān)設(shè)備在變電站中應(yīng)用非常廣泛，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也需要注意到該系統(tǒng)是呈現(xiàn)分散布置狀態(tài)的。在實(shí)際工作過(guò)程中非常容易發(fā)生故障，此外設(shè)備的安裝調(diào)試也是非常復(fù)雜的。這些問(wèn)題都是需要我們高度重視的?；旌鲜綒怏w絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備是新型電力高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，這種設(shè)備安裝和維護(hù)都非常方便同時(shí)運(yùn)行可靠性也非常強(qiáng)。

智能電力變壓器的應(yīng)用。智能電力變壓器同常規(guī)變壓器并沒(méi)有多大差別，智能電力變壓器只是對(duì)變壓器控制、保護(hù)以及報(bào)警處理設(shè)置的附件進(jìn)行了智能化處理。智能電力變壓器的智能組件能夠根據(jù)工程的實(shí)際需要來(lái)進(jìn)行配置，這是智能電力變壓器的典型優(yōu)勢(shì)。局部放電監(jiān)測(cè)IED、冷卻控制裝置IED、有載分接開(kāi)關(guān)控制IED是其中比較典型的智能組件。

電子式互感器技術(shù)的應(yīng)用。電子式互感器技術(shù)是由若干個(gè)電流或者電壓傳感器組成的。電子式互感器能夠把被測(cè)量的量傳輸給繼電保護(hù)或控制裝置測(cè)量?jī)x器及儀表。電子式互感器能夠分成有源電子式互感器和無(wú)源電子式互感器兩種類型。這兩種類型的適用范圍不同。在實(shí)際工作中要結(jié)合實(shí)際需要來(lái)采取相應(yīng)的電子式互感器。

3.2 在二次設(shè)備中的應(yīng)用

二次設(shè)備方面具體表現(xiàn)為程序化操作技術(shù)和在線式五防技術(shù)的應(yīng)用。在線式五防系統(tǒng)后臺(tái)五防通常是與測(cè)控裝置緊密連接在一起的。該系統(tǒng)主要是可遙控空氣斷路器、五防專用鎖具、智能操作箱等設(shè)備組成。程序化操作指的是按照既定程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)控制對(duì)象的控制。程序化操作又可以分為：站控層程序化操作、間隔層程序化操作和混合程序化操作三種模式。程序化操作在實(shí)際工作中的應(yīng)用能夠有效提升變電站設(shè)備的性能。

智能變電站技術(shù)是一種新型的專業(yè)化的電網(wǎng)智能技術(shù)，智能變電站技術(shù)的應(yīng)用是電網(wǎng)智能化建設(shè)的必然要求。本文詳細(xì)分析了智能變電站技術(shù)的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)，并從一次設(shè)備和二次設(shè)備這兩個(gè)角度重點(diǎn)分析了智能變電站技術(shù)的應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：楊瑞，國(guó)網(wǎng)河南省電力公司檢修公司南陽(yáng)分部信陽(yáng)運(yùn)維班助理工程師，研究方向：變電站運(yùn)維；楊晉，國(guó)網(wǎng)河南省電力公司檢修公司南陽(yáng)分部信陽(yáng)運(yùn)維班助理工程師，研究方向：變電站運(yùn)維。endprint