淺析智能變電站的運行及維護

朱冀ZHU Ji；王宏娟WANG Hong-juan

（石家莊供電公司，石家莊 050000）

（Shijiazhuang Power Supply Company，Shijiazhuang 050000，China）

0 引言

采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備對智能變電站進行設置，按照全站信息數字化、信息共享標準化等要求，對信息進行自動采集、測量、計量和監測等，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節等。根據IEC61850 標準定義，數字化變電站的綜合自動化系統在邏輯結構上可分為過程層、間隔層、站控層，各層次內部及層次之間的通信則采用高速數據網（過程層網絡和站控層網絡）進行實現，即整站結構劃分為“三層兩網”。

1 智能變電站與常規變電站的比較

智能變電站與傳統變電站相比，對于繼電保護技術來說，最大區別表現在取消電纜連接，變電站設備之間采用網絡傳輸進行數據交換，這就使得各保護設備的配置原則、技術性能要求、功能劃分、維護檢修等都與傳統變電站大不相同，也為多種新技術的應用提供了基礎。智能變電站采用電子式互感器，且電子式互感器的優勢隨電壓等級的升高而越發明顯。

表1 電子互感器與常規互感器的比較

常規站測量精度的整體誤差取決于互感器準確度、傳輸附加誤差、電表精度。智能變電站測量精度的整體誤差取決于電子式互感器。因此智能化變電站整體誤差水平比常規變電站有所降低。此外，將智能化設備應用到智能化變電站的一次、二次設備中，按照統一的模型規范對設備間的交互信息進行數字化管理，與常規綜自變電站相比，其技術優勢非常明顯。主要體現在：

1.1 提高了信號傳輸的能力和可靠性 對于智能化變電站的信號傳輸系統來說，一方面能夠傳輸有效的數據信息，另一方面對通道自檢信號和校驗信息進行同步傳輸，在一定程度上避免識別錯誤的通道信號，通信系統的可靠性大大提高。通過光纖介質傳輸通信信號，從根本上解決了電磁干擾和信號衰減等問題。

1.2 提升了二次設備的測量精度 智能化變電站采用的電子式互感器具備直接輸出數字信號的功能，通過光纖將數字化的電流電壓信號傳輸到二次設備端，在對信號進行傳輸、處理的過程中，不會產生附加的誤差，進而在一定程度上提高了繼電保護，以及計量、測量裝置的采樣精度。

1.3 減少了二次電纜數量 采用計算機通信技術最大限度地對智能化變電站一、二次設備間的通信進行處理，通信信息通過光纖傳輸介質進行傳輸，大量信息可以通過一條信道進行同時傳輸。此外，還應用了高速網絡通信技術，通過光纖傳輸站內通信信號，在一定程度上減少了二次電纜的使用量。

1.4 簡化了設備間的互操作 按照IEC61850 標準規范建立信息模式，進一步對智能化變電站的一次設備和二次設備間的通信進行管理，統一了通信接口，實現了不同設備間通信的無縫對接，同時對不同設備間的互操作配置進行了簡化，使得設備間的互操作變得更加穩定。

1.5 統一的信息平臺共享多種功能 通過同一個通信網絡接收電流、電壓信號和設備運行狀態信息實現繼電保護、在線監控、計量測量、“四遙”功能，遠方執行控制命令，在一定程度上改變了常規變電站為不同功能模塊建立各自的信息采集、傳輸、執行系統的傳統模式。

1.6 提高了自動化運行管理水平 實時通信的及時性和可靠性借助G00SE 網絡得以提升，在數字化變電站中得以實現更加復雜的控制工作和自動化功能。

1.7 避免了電纜帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題 對于常規變電站一、二次設備來說，智能化變電站使用光纖介質進行傳輸，從根本上徹底改變利用控制電纜進行信息傳輸的模式，同時解決了電纜介質存在的電磁兼容、傳輸過電壓等問題，進而在一定程度上提高了變電站數據傳輸的可靠性、準確性。

2 關于智能變電站的幾點經驗

變電站安全運行將直接影響電網的穩定性，而智能變電站的建設與發展也給廣大電力調試、檢修、運行人員帶來挑戰。為了確保其穩定運行，需從以下幾方面多加注意：

2.1 設備廠家方面 雖然智能變電站的投運驗收及運行經驗遠不及常規變電站，但其在全國范圍內逐步展開的趨勢已成必然。然而通過對某某智能變電站的聯調驗收，我們發現由于缺少相應完善的規約和標準，使得不同廠家設備的性能、標準難以統一，不同設備廠家間的功能模塊配合有待完善，缺乏成熟可靠的方案。雖然通過不斷溝通與調試，最終得以解決，但希望設備廠家能吸取經驗，各方電力施工及驗收人員也應注意。

2.2 技術人員方面 目前傳統變電站的技術人員較多，而智能變電站的設計、調試、運行、維護人員，都相對欠缺。雖然有部分骨干人員可以支撐智能變電站試點工程的建設、調試、驗收及運維，但面對智能變電站的全面普及以及國網公司有關智能變電站的技術政策和標準的日新月異以及不斷完善，相關技術人員不足的問題顯得尤為突出。這就需要建立起完善的培訓機制，不斷補充相關技術人員，為智能變電站大規模的建設做好準備。

2.3 運行管理方面 缺乏完整有力的技術管理體制，原有管理體系不能很好地適應智能電網、智能變電站的建設需求。各部門似乎都在管，又似乎都不管。標準、文件也是連連制定、發布，但標準、文件之間的沖突難以理順，管理責任不清晰。

3 關于智能變電站的幾點建議

3.1 一次部分 ①匯控柜與GIS 本體間宜采用多芯控制電纜連接，利用航空插頭連接。多芯航空插頭每個插頭都有定義，減少了接線錯誤率；適應現場復雜惡劣的環境，抗干擾能力強，屏蔽性能良好，現場好操作，施工方便，節省空間。②取消GIS 就地橫向電氣聯閉鎖，利用就地GOOSE 跨間隔通信實現其功能，可有效簡化GIS 橫向電氣二次接線，減少橫向閉鎖電纜及輔助接點數量。

3.2 二次部分 ①同一間隔內CT、PT 合并單元硬件整合。將電流互感器與電壓互感器的合并單元的硬件實現整合。利用公共的合并單元采集電流電壓信號，互感器輸出規約按照統一規約建模。但此方案取決于國網電子式互感器輸出規約的統一以及互感器廠家的建模能力。②同一間隔內合并單元、智能終端硬件整合。在建議①的基礎上，當合并單元、智能終端同柜布置時，可考慮將兩者硬件整合，將整合后的一體化裝置作為過程層統一的數字化接口，合并單元與智能終端之間的GOOSE 通信（位置信息、報警信息）可通過裝置內部總線完成，減少對交換機端口的占用。

4 結束語

本文對智能化變電站區與傳統變電站的主要區別做了簡單對比，并對智能化變電站的相關問題進行了思考以及經驗的淺談，希望能對智能化變電站的設計、驗收、運行和維護提供幫助，為智能化變電站的快速發展打下基礎。

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