智能變電站關鍵技術及其構建方式的分析

蘇占江

摘 要：智能化已經成為了變電站發展的主要方向，智能化變電站的構建是以智能電網為基礎的，其構成的基本要素主要包括智能變電站關鍵技術以及構建的主要方式。提高關鍵技術水平，以及完善電力系統的構建，可以保證電力系統運行的安全性以及穩定性，該文筆者對智能變電站的關鍵技術，以及構建方式做了簡單的論述。

關鍵詞：智能變電站 關鍵技術 構建方式

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（a）-0018-02

智能化變電站是由智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層、站控層）構建，建立在IEC61850標準和通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。

1 智能變電站與傳統變電站的區別

傳統變電站使用的設備比較落后，在輸電過程中存在著輸電效率低下、設備操作效率低下等問題，同時不能預防和檢測設備故障，不能在線監測設備運行狀態，設備的運行與維護多依靠人工，使得企業經營成本不斷增加，而智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。體現了集成一體化、信息標準化、協同互動化的特征。提高了電力系統的運行可靠性，可以實現快速、準確的預防和檢測設備故障，同時智能化變電站使用環保材料，在一定程度上節約了能源，極大程度上降低了生產成本。

2 智能變電站關鍵技術的具體應用

2.1 在線監測技術

智能變電站電力系統中應用在線監測技術，可以實時監測所有智能設備的運行狀態，例如監測變壓器的油色譜、設備的壓力、鐵芯電流接地情況、避雷器泄漏電流、次數等，在線監測技術憑借其成熟性、準確性等優勢，已經被廣泛的應用于變電站電力系統。但是需要注意的是，在線監測技術在應用時，有些監測項目需要根據具體應用的情況，以及設備的原理，制定合理的監測方案，如監測開關行程，以及變電站內所有接頭的溫度等；在線監測技術主要應用于監測二次設備，其優越性比較突出，然而在監測一次設備時，尤其是長期的運行條件下，傳感器接頭容易受損，這樣則會降低在線監測技術的準確性；大量電子設備的應用，將會增加變電站周圍的磁場，形成交變磁場或者設備釋放磁場增加等，加之自然環境的影響，直接影響到監測技術的應用效果，所以該技術還需要不斷完善，采取相應的解決措施，改善技術應用情況。就整體而言在線監測技術有很大的上升空間，以及應用前景。

2.2 電子互感器的具體應用

變電站電力系統智能化的過程中，會應用一些先進的設備，隨著光纖傳感技術、通信技術的飛速發展，光電技術在電力系統中的應用越來越廣泛。電子式互感器就是其中之一。電子式互感器具有體積小、重量輕、頻帶響應寬、無飽和現象、抗電磁干擾性能佳、無油化結構、絕緣可靠、便于向數字化、微機化發展等諸多優點，將在數字化變電站中廣泛應用。電子式互感器是數字變電站的關鍵裝備之一。電子式互感器產品主要有3種：（1）GIS用的電子式電流電壓互感器。（2）敞開式獨立安裝的電子式電流電壓互感器。（3）低功率互感器。基于電子互感器的應用現狀而言，雖然取得了一定的成效，但是在實際應用的過程中，還存在著一定的問題。主要包括以下幾種：其一，光纖式互感器運行過程中，若電流比較低，則會引起噪音問題。其二，電壓互感器的高壓傳感部件中使用了一些電子電路設備，需要由外部供電。其三，常見的問題還有電磁兼容問題，以及電子互感器和線路裝置的使用壽命不同。以上是電子互感器在實際應用的過程中常見的問題，需要研究人員在設計設備的過程中，不僅要考慮設備運行的可靠性能，還需要將傳統互感器、合并單元采樣等與智能變電站有機地結合，充分發揮各自的優勢，進一步提高智能變電站的運行效率。

2.3 信息管理技術

智能變電站與傳統變電站相比，其在信息管理與儲存方面，具有一定的優勢。因為傳統變電站的信息整合水平，已經不能滿足變電站發展的要求，加之智能變電站對信息管理的要求比較高，所以，智能變電站要彌補傳統變電站這一缺陷，從信息管理與信息儲存技術等方面入手，實現科學化的信息管理與儲存，有效地解決信息整合效率低下的問題，提高信息采集與處理的水平，提高信息管理的水平，使智能變電站的可靠性以及智能性得以凸顯。

2.4 智能變電站設備組網方式

智能變電站在組網過程中，通常會采用三層兩網的設計方法，主要是將合并單元與智能終端設備等，集中布設在匯控柜之中，這一做法主要是為了保護二次智能設備。目前我國部分智能變電站結合以上做法來保護變電站的二次設備，并且通過設備組網方法，使得智能變電站的優勢得以充分發揮。

3 智能變電站的建設

3.1 構建智能體系架構

目前我國特高壓、高壓電網的變電站以及大城市主要高壓變電站，基本上都是數字智能無人值守變電站，這樣不僅可以節省用地，還可以節省人力，與傳統變電站相比，智能變電站增加了大量的先進設備，以及應用一些先進的技術，因此在構建智能體系構架時，具有一定的難度、復雜性等，在構建的過程中，既要保證體系架構的合理性、科學性，還要滿足變電站運行的基本要求，需要充分考慮原有設備承受電壓與電流的最大極限，以及電纜線路的敷設情況等，為智能化信息收集與處理，以及設備的監測等工作，提供堅實的保障，提高信息采集與傳輸的效率。

3.2 做好智能設備的設計與管理

智能化變電站中的重要組成部分便是智能設備，智能設備應用在電力系統的各個環節中，主要發揮的是檢測、預防與評估等作用，因此智能設備的設計，要以提高智能設備的使用效率為目標，在設計的過程中，需要結合傳統設備在實際應用過程中常見的安全事故，針對常見的故障以及智能設備的原理，結合不確定因素的影響，采取有效措施消除安全事故隱患，提高供電效益，進而實現智能化變電站的建設。

綜合自動裝置是變電站智能設備中的一種，主要用來保證電力系統安全穩定運行，綜合自動裝置應用在智能變電站中，主要用來監測設備運行情況，一旦電力系統出現故障，互感器將故障信號傳到綜合自動裝置，綜合自動裝置經過處理，去啟動故障設備的斷路器跳閘，切除故障與電力系統的聯系，從而保證非故障系統的安全運行，防止故障范圍擴大，再由在線監測系統將故障信息傳給集控中心及電力調度，讓集控中心及電力調度掌握系統運行狀態以及故障情況，將解決故障的方案顯示出來，據此維修人員可以做好設備的維修工作，保證在最短的時間內，修復電力系統，降低故障損失，保障智能變電站的正常運行。

3.3 做好技術人員的管理

智能變電站的建設對技術人員的水平要求越來越高，因為智能變電站會引進一些先進技術以及設備，需要技術人員（主要是操作和維修人員等）具有較高的技術水平，電力企業在建設智能變電站時，需要同步做好人員的管理工作，完善相關的配套設施，做好人員培訓工作，使其可以充分掌握設備的操作流程，以及設備維護的技能，同時還要做好定期的巡查工作，并做好相關記錄，及時發現電力系統中存在的問題，并采取解決措施，以確保變電站電力系統的正常運行。

4 結語

綜上所述，智能化變電站已經成為了變電站發展的主要方向，在建設智能化變電站時，主要分為兩大部分，包括關鍵技術的應用，以及智能的構建，需要電力企業做好全面的管理，以此提高變電站的運行效率。

參考文獻

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[2] 吳振勇.智能變電站關鍵技術及其構建方式思考[J].科技創新與應用，2015（14）：137.