智能變電站技術及其應用

曲中直 周揚 韓思瑋

摘? 要：近些年來，隨著經濟社會的發展，有效推動了電力行業的發展，并加大了對電力事業的人才和資金投入力度，而變電站肩負著比較關鍵的供電任務，傳統的變電站已經無法滿足時代的發展需求，而智能變電站技術的應用不僅可以解決傳統變電站中所存在的缺陷和不足，而且還可以更好的推動電力行業的發展，進而提高人們的生活水平。

關鍵詞：智能變電站技術;特點;應用效果

中圖分類號：TM63? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）36-0132-02

Abstract： In recent years， with the development of economy and society， the development of the power industry has been effectively promoted， and the talent and capital investment in the power industry has been increased， while the substation shoulders a relatively key power supply task. The traditional substation has been unable to meet the needs of the development of the times， and the application of intelligent substation technology can not only solve the defects and deficiencies in the traditional substation. But also can better promote the development of the power industry， and then improve people's living standards.

Keywords： intelligent substation technology; characteristics; application effect

智能變電站主要是以網絡和數字信息化平臺為主的新型變電站，其引用了先進的、環保的、可靠的智能設備，不僅可以完成信息的自動采集、分析和整理等功能，而且還支持電網實行智能調節、自動控制等高級決策的功能。實際上，智能變電站將傳統變電站與人工智能結合在一起，并通過各種技術的改造和應用，來充分發揮智能變電站技術的優勢，進而有效推動電力行業的健康、可持續發展。

1 智能變電站技術的特點

（1）設備智能化。在智能變電站中，智能斷路器和電子式互感器的應用，能夠使光纖和數字光信號逐漸取代傳統的控制電纜和模擬信號，這樣可以使智能變電站設備對現場數據信息進行實時搜集，并為信息的共享提供必要的技術支撐;（2）通信網絡化。智能變電站技術可以構建統一的信息平臺，并借助遠程控制技術來發現和解決其中所存在的問題，進而實現網絡平臺內用戶間的有效交流與互動，進而實現智能變電站的通訊網絡化;（3）信息數字化。智能變電站技術可以借助一、二次設備來有效管理和控制信息網絡，并將搜集到的信息通過相關處理后以數字化的形式進行輸出，進而有效提高變電站的管理效率;（4）信息共享化。通常情況下，智能變電站的間隔層和站控層設備能夠在變電站各平臺間構建信息共享協議，這樣不僅可以實現數據信息的共享，而且還可以為智能變電站技術的發展奠定良好的基礎;（5）應用互動化。智能化變電站能夠實現變電站和變電站間、變電站和用戶間、用戶和用戶間的互動，以期更好的發揮智能化技術的優勢;（6）輔助智能化。智能變電站借助一體化設計來完成對現場的視頻監視，并智能監控設備運行對環境的影響及運行的安全性，并通過輔助設備來向變電站發出指示和警告信號，以此來確保變電站的安全、高效運行。

2 智能變電站的主要技術

2.1 在線監測技術

在線監測技術屬于智能變電站中比較常用的一項技術，且已經發展到比較高的水平，可以借助智能化的設備來開展在線檢測工作，進而提高檢測結果的真實性、準確性。然而，在線檢測技術的實際應用過程中，仍然存在各種各樣的問題與弊端，例如斷路器接頭或檢測開關等一些細節部分還需要進一步的優化與完善，從而導致該技術的應用存在一定的局限性，致使其價值和作用無法得到充分的發揮，因此需要采取有效措施來對該技術進行改進和優化，以期更好的發揮在線監測技術的優勢，提高智能變電站的運行效率。

2.2 電子互感器技術

目前，電子互感技術是智能變電站諸多技術中最關鍵的一項基礎性技術，且該技術在我國第一批智能變電站試點項目中得到應用，其主要包括分壓式互感器、光纖式互感器等。在試點過程中，電子互感器技術還存在如下問題：（1）對于分壓式互感器而言，在若干電路設備中均存在高壓傳感器部分，當缺少了外部供電時，會導致工作停止，同時還需要對電磁兼容問題給予解決;（2）對于光纖式互感

器而言，當電流比較小時，會有較大的噪音產生。因此，在使用電子互感器技術時，工作人員需要將合并單元采樣與傳統互感器結合在一起使用，以此來確保設備運行的安全性與穩定性。

2.3 信息管理儲存技術

在智能變電站運行過程中，不管是數據采集、管理，還是存儲，都是以數字化信息平臺為核心來進行，此時為了提高數據信息采集、管理和存儲的效率，就需要對信息管理儲存技術給予科學、合理的應用。在智能變電站信息管理過程中，最核心的角色是數字化平臺，其能夠完成信息的采集、轉換、調用、集成和儲存等功能，并在經濟性和擴展性方面發揮著至關重要的作用。

2.4 接地線安裝技術

在智能變電站運行階段，接地線安裝技術屬于比較關鍵的保護控制技術，其是智能變電站中第一道質量關卡，將會直接決定智能變電站能否順利運行。實際上，接地線安裝技術采用了銅包鋼作為主要材料，并結合實際特點來確定深埋地底深度。

3 智能變電站技術的應用效果

3.1 在電子式互感器中的應用

通常情況下，電磁式互感器和電子式互感器間最主要的差別是電子式互感器具備良好的絕緣性能，且絕緣結構相對比較簡單。如果羅氏線圈互感器未配置鐵芯時，那么將會有效消除電子式互感器的鐵磁諧振與磁飽問題。同時，如果低壓側與高壓側間只通過光纖進行聯系，將會有效提升抗電磁干擾的性能。通過對電子式互感器在國家電網的應用效果進行分析可以發現，其可靠性還需要給予不斷提升，最常見的問題是在小電流條件下，將會導致全光纖式電流互感器產生很不光滑的波形，甚至存在很多的毛刺。此外，由于高壓傳感頭部分存在電子電路器件，不僅需要外部供電，而且還可以對電磁兼容給予特殊處理，以此來更好的發揮智能變電站技術的優勢，進而提高電子式互感器運行效率。

3.2 在油田電網中的應用

如今，在我國大部分油田中，一般采用了35kV和110kV兩種類型的變電站，且隨著油田生產規模的擴大，導致油田電網日趨飽和狀態，甚至還存在超負荷運行現象。此時，要想確保油田生產工作的順利進行，就需要不斷增加變電站建設數量，而傳統變電站無法滿足變電站高效管理需求，甚至還有可能增加油田生產成本。鑒于此，智能變電站技術開始在油田電網中得到廣泛應用，具體體現在下述幾個方面：（1）實現油田變電站無人值守，不斷提高油田電網調度自動化控制效率。作為油田企業，需要對現有的電網管理制度給予優化和完善，并對變電站運維管理人員數量給予科學、合理的控制;（2）傳統的年檢方式無法確保油田電網的檢修質量，而智能變電站技術可以實現對油田變電設備運行狀態的實時、動態檢查，這樣即可以確保油田電網運行的安全性、可靠性，而且還可以進一步提高油田電網建設，為油田的生產提供良好的供電服務。

3.3 在電氣化鐵路中的應用

隨著經濟社會的發展，有效推動了交通網絡的發展，不斷增加鐵路修建規模，而此時智能變電站技術的應用，不僅可以推動電氣化鐵路的發展，而且還可以推動我國經濟建設的發展。在電氣化鐵路建設過程中，可以將電力遠動系統安裝在所有的鐵路干線上，其可以通過切換遠程監控、遠程遙控、遠程調節和遠程通訊功能來實時了解和掌控鐵路運行狀態。實際上，智能化變電站技術是在傳統綜合自動化技術的基礎上發展起來的一項新型技術手段，具有更理想的應用效果。同時，為了使智能變電站技術的優勢得到更好的發揮，還需要結合我國鐵路行業的特點來對其進行改革和創新，這樣既能夠提高鐵路的牽引能力和供電能力，而且還可以推動我國鐵路行業的發展。

3.4 智能變電站的高級應用

（1）設備狀態可視化。在智能變電站技術應用過程中，設備狀態可視化的最大優勢是可以結合不同的監測項目來采用不同的監測方法，以實現對智能變電站設備運行狀態的實時、動態監測，進而呈現出與其相匹配的監測結果。同時，工作人員還可以按照特定的監測項目來對在線監測的結果進行分析、歸納、總結和管理，并借助比較明顯的顏色來對超過閥值的項目給予直觀的顯示。然后通過音效、顏色、曲線、指示燈等效果來對設備的各種運行狀態給予綜合反映，這樣不僅可以對監測設備的各種項目波形和曲線進行調取，而且還可以對不同時期的波形和曲線進行對比，從而為后續相關工作的開展提供借鑒;（2）經濟運行和優化控制。在應用智能變電站技術過程中，要想充分發揮其高級應用的效果，就需要對無功補償設備的自動調節功能給予重視，其大多數情況下是借助電壓、無功的管理模式來確保智能電網的穩定工作、優化控制和經濟運行。實際上，無功電壓控制主要是在站內安裝無功電壓控制設備，并對無功電壓采用分層或分級控制的辦法，從而使智能變電站處于最理想的運行狀態。

4 結束語

綜上所述，智能變電站在各行各業中均得到了廣泛的應用，且與傳統變電站進行對比可以發現，智能變電站具有設備智能化、通信網絡化、信息數字化、信息共享化、應用互動化、輔助智能化等多方面的特點，并在電子式互感器、油田電網、電氣化鐵路中獲得了比較理想的應用效果，其既可以降低電網事故的發生率，而且還可以有效提高智能變電站的運行效率，進而推動我國電力行業的健康發展。

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