淺淡數字化變電站的運行要點

趙軍

（國網山東省電力公司冠縣供電公司，山東 聊城 252500）

電力系統已成為支撐我國社會經濟發展所必不可少的系統工程，尤其是電力系統中的變電站部分，其作為運行和輸送電能進入千家萬戶的重要設備，承擔著轉換、集中和分配電能電壓和電流的重要功能，更是連接發電廠與用戶之間的紐帶。特別是隨著電力系統數字化和智能化水平的不斷提高，使變電站具備數字化特征已成為電力系統發展的大趨勢，需要得到有關電力企業和部門的高度重視。

1 數字化變電站的運行特點

數字化變電站主要是通過將變電系統的一次和二次設備作為數字化對象來使其具備更多的智能化因素。主要體現在：（1）一次設備智能化。數字化變電站在對一次設備智能化的應用上，主要通過光纖信號，利用以微處理或光電技術為基礎所建立的智能斷路器及變壓器來完成對有關信息和數據的收集、測量、轉換和傳輸，其能夠充分降低電纜的使用數量，并以此方式來有效減少變電站的建設成本，其主要包括兩種類型：①一次設備數字化變電站是利用光學互感設備來檢測通過的電壓和電流來得到應用。②一次設點數字化變電站則是利用智能斷路設備采用數字化接口的方式來得到應用，其具備良好的故障自動檢測和檢修優勢。（2）二次設備網絡化，數字化變電站在對二次設備網絡化的應用上，主要通過對繼電保護設備、測控設備和無功電壓控制設備，采用微處理模式來實現相互之間的三維數據信息傳輸。

數字化變電站能夠充分減少變電站中自動化設備的數量，以此為基礎，其可以充分增強自身的運行效率，而且其操作的便捷性也因此而得到了較大幅度的提升。在實際運行的過程中，數字化變電站通常被設計為110kV和220kV的運行方式，其中110kV變電站主要被用于小規模、近距離的電能輸送線路中，而220kV變電站則通常被用于大規模、遠距離的電能輸送線路中，其結構如圖1所示。

圖1 數字化變電站結構圖

2 數字化變電站的運行操作

2.1 光電互感器的應用

在數字化變電站的運行操作中，利用光電互感器能夠有效彌補其以往所存在的缺陷，這主要體現在以下幾方面：（1）光電互感器所具備的線圈有著傳遞大電流的功能，其有著無磁飽和、響應頻率范圍廣、狀態性能好且精度高的優勢，變電站的保護性能檢驗也將因此而得以實現。在光電互感器的影響下，數字化變電站的測量精度達到0.1級，這使其可以有效解決以往電壓器在運行過程中所出現的鐵磁諧振缺陷。在光電互感設備中的頭部傳感部件中，擁有一個與被測量電壓等電位的變電站電流電壓數據信息采集器，其通過光纖設備與合并器事先的相互連接，在運行過程中能夠實現良好的抗干擾性能，可以確保其所得出的數據信息具備很高的可靠性和科學性。（2）光電互感器內部采用光纖連接的方式，其絕緣結構相對簡單，尤其是其所利用絕緣脂來替代SF6或絕緣油等傳統的絕緣材料，使得互感器具備更加穩定的性能，并有效避免了絕緣油和SF6對周邊環境所帶來的影響，這使其安全性有了很大提升，能夠有效避免傳統互感器因使用絕緣油而可能引起的起火或爆炸等事故，及以往所存在的二次開路、二次短路等引起的設備安全問題。在數字化變電站中應用光電互感器，還能使其對故障具備良好的自我檢查修理功能，特別是在變電站出現通訊等故障時，其所攜帶的保護設備將通過接收不到正確校驗碼，來準確的判斷出異常的發生和所在，并進行自我檢修。

2.2 智能單元的應用

除了光電互感器的應用之外，數字化變電站還具備了智能單元的應用操作技術，其主要應用特點如下：（1）智能單元部件主要被用于對變電站中數據的交換和傳輸，其在利用過程中能夠實現對變電站自身和電流電壓互感器的聯合應用，使變電站中的一次設備和二次設備達成連接。同時智能單元在對高壓開關的應用上，可以通過XA701-N設備來對可能因保護、手動等問題而出現的一些合跳閘信息進行控制采集，并通過光纖網絡的方式，將所采集到的數據信息傳遞給XA701-W設備，以由其通過分合開關的方式來完成信息處理。而對于在此過程中可能出現的問題，XA701-W設備會采集所發現的問題信息，并上傳至XA701-N設備，該設備會采用接點方式將所獲的信息全部傳送給相應的測控設備，并由其來向更高級的設備來傳遞警告信息。（2）此外，智能單元有時還會被應用在低壓開關柜中，在這一過程中，其主要的工作方式是通過對低壓開關柜中電流量、電壓量、開光位置、刀閘位置、遙控和閉鎖信息等進行采集和傳輸，一般情況下，智能單元主要被應用在低壓開關側的35kV和10kV的主變電線路，在此過程中，智能單元會將這些信息進行采集后傳輸給相應的后備主變保護、自投備用保護和電度表，在實際運用過程中，其還能通過與戶內高壓智能光纖聯系的方式來達到對變電站運行過程的智能控制。

2.3 合并器的應用

在數字化變電站的運行過程中，其所具備的合并器可以實現對變電站中數字信號或模擬信號的接收采集和合并處理，在這一過程完成后，合并器還能通過光信號的方式將處理后的信號傳輸給二次設備，從而實現對變電站互感器和二次設備之間的連接和數據傳輸，其具備以下功能：（1）合并器可以接收和處理超過9路信息數據傳遞的采集器，而其擁有的A/D采樣功能將實現對18路模擬信號的采用輸出。（2）同時，數字化變電站在合并器的作用下，還能利用采集器的電源狀態和同步信號，并在接收合并后以IEEE802.3中的100BASE-FX、10BASE-FL方式來完成有關數據信號的采集和傳輸工作，在此過程中，合并器還可以利用其自身所具備的CPU功能來接受同步信號，并實現對變電站保護設備的安裝、測控和擴展保護。（3）在利用合并器對數字化變電站的運行處理過程中，其能夠有效解決變電站中不同設備的同步問題，保證其運行達到平穩，并實現以網絡的方式來達到對變電站中數據的采集和分析，從而為以后所開展的自動控制裝置網絡化打下堅實的基礎。在此情況下，變電站因設備事故可能會引發的退出次數和時間將大大減少，這可以有效提升其使用效率，以此來避免以往變電站在信號處理或傳輸上可能產生的信號附加誤差，從而有效保證變電站中保護、計量和測量設備所得出的數據精度值，整個變電站的工作運行效率也將因此實現大幅度提升。

2.4 過程層的應用

在數字化變電站應用的過程中，過程層能夠使其中的一次設備和二次設備相結合，其主要應用方式包括：（1）在對電力運行的實時電氣量檢測上，數字化變電站能夠通過電流、電壓、相位及譜波分量的檢測方式來測量出電氣量，其可以通過不同于常規的電磁式電流互感器，直接經過采集變電站中電壓和數字量來實現變電站運行數據的采集，這可以使其有效抵抗在這一過程中可能會出現的干擾因素，并以良好的絕緣性和抗飽和性來實現開關裝置的緊湊化和小型化。在對變電站運行參數的在線檢測和統計上，數字化變電站要利用變壓器、斷路器、刀閘、母線、電容器、電抗器和直流電源系統等7種設備，對變電站在運行過程中其內部的溫度、壓力、密度、絕緣性和工作狀態方面的數據進行檢測監督。（2）在對數字化變電站過程層的操作控制執行與驅動中，過程層需要依照所發出的指令來操作，顯出了較強的被動性。同時，過程層在執行操作命令時，也會智能的對命令的真偽程度及合理性做出判斷，這可以使其對需要做出動作的精確度實現良好的控制，以此來確保變電站中各設備能夠在選定的參數范圍內做出操作動作。同時，與過程層相連接的間隔層在實際應用時，可以對當前變電站的實時運行數據進行匯總并傳輸到變電站層中去，其能夠有效保證變電站在網絡通信上的可靠性，使當前的數據能夠真實反映出變電站在運行過程中的實時變化情況。

3 結語

綜上所述，本文集中研究了數字化變電站的運行要點和應用技術。通過研究發現，本文所列舉的操作技術可以使數字化變電站在運行過程中，實現有效保證變電站在網絡通信上的可靠性，使當前數據能夠真實反映出變電站在運行過程中的實時變化情況，從而使整個變電站的工作運行效率得到大幅度提升。希望本文的研究可以幫助更多的變電站實現數字化，以此來促進其自身獲得更長遠的發展和進步。