無(wú)人值守模塊化智能變電站的建站方式與研發(fā)分析

陳榮斌

(中國(guó)電建集團(tuán)貴州工程有限公司 貴州 貴陽(yáng) 550001)

無(wú)人值守模塊化智能變電站利用信息化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)將其安全性、實(shí)用性逐漸提高，且實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)建設(shè)，使管理系統(tǒng)逐漸系統(tǒng)化，促進(jìn)無(wú)人值守變電站更加切合實(shí)際。此外，使模塊化智能充分發(fā)揮其作用，通過(guò)變電站布局、工廠化預(yù)制、智能設(shè)備選擇等方式進(jìn)行建設(shè)，可促進(jìn)變電站技術(shù)的提升及設(shè)備的改進(jìn)，推動(dòng)無(wú)人值守變電站的廣泛使用。

一、無(wú)人值守變電站現(xiàn)狀

高壓設(shè)備裝置技術(shù)性較強(qiáng)，在設(shè)備運(yùn)行方面需依靠工作人員定期維修及保養(yǎng)，以延長(zhǎng)設(shè)備壽命，促進(jìn)設(shè)備運(yùn)行可靠性。在日常使用中，操作人員需將高壓設(shè)備裝置所出現(xiàn)的各種問(wèn)題及時(shí)通知相關(guān)人員對(duì)其維修，防止設(shè)備出現(xiàn)充油充氣失敗，通訊線路中斷等問(wèn)題，保證工作正常開展。但現(xiàn)實(shí)當(dāng)中無(wú)人值守變電站始終處于無(wú)人狀態(tài)，對(duì)設(shè)備的檢查與維修少之又少，導(dǎo)致高壓設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)一系列問(wèn)題，從而阻礙變電站工作的正常進(jìn)展。

無(wú)人值守變電站要求更加智能化、自動(dòng)化，因此對(duì)于綜合自動(dòng)化軟件功能還需進(jìn)一步加強(qiáng)，保證變電站數(shù)據(jù)采集的有效性。而在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中由于二次線通訊的不穩(wěn)定因素，導(dǎo)致變電站工作效率逐漸下降，無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)變電站工作的最終目標(biāo)。

二、無(wú)人值守模塊化智能變電站的建設(shè)與研發(fā)

(一)變電站布局

無(wú)人值守模塊化智能變電站與傳統(tǒng)建設(shè)模式相差較大，其以新型模式展開以最快速度抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，并完成連接與調(diào)試，將所有設(shè)備進(jìn)行串聯(lián)，降低成本的同時(shí)可提高工程質(zhì)量與施工水平。

(二)建構(gòu)筑物工廠化預(yù)制

1.防火墻。采用預(yù)制式防火墻，首先，優(yōu)化防火墻主要從材料出發(fā)，選用耐火性強(qiáng)的防火板，盡可能達(dá)到較高防火效果。其次，建設(shè)過(guò)程中需注意保證柱基礎(chǔ)的獨(dú)立性，以便于起到更強(qiáng)的防火作用。

2.圍墻。采用預(yù)制式圍墻，與防火墻要求基本一致，保證圍墻質(zhì)量可通過(guò)選用輕質(zhì)混凝土板以及高強(qiáng)度等級(jí)水泥砂漿進(jìn)行建造，保障圍墻安全性以及持久性。另外，其構(gòu)建結(jié)構(gòu)需設(shè)計(jì)合理，可通過(guò)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，促進(jìn)圍墻實(shí)用性，并延長(zhǎng)其使用壽命。

3.電纜溝。應(yīng)用預(yù)制式電纜溝，作為一類密閉性好，且無(wú)噪音的電纜溝，實(shí)用性較強(qiáng)，另外，預(yù)制式電纜溝對(duì)天氣及氣候的影響較小，可減少其他輔助施工，實(shí)現(xiàn)電纜溝的節(jié)能環(huán)保，降低成本，提高電纜溝質(zhì)量。

4.構(gòu)支架。建構(gòu)筑材從以往傳統(tǒng)建造模式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃炷Ｊ剑原h(huán)境保護(hù)為基礎(chǔ)進(jìn)行施工，提高工作效率，減少對(duì)環(huán)境及土地的污染。構(gòu)支架結(jié)構(gòu)為裝配式鋼管，應(yīng)用下埋式地腳螺栓，促進(jìn)工藝水平逐漸提高，使施工過(guò)程逐漸機(jī)械化，降低勞動(dòng)力，提高安全措施，保證工程質(zhì)量。

(三)智能設(shè)備選擇

1.智能開關(guān)柜。在傳統(tǒng)變電站中，常用開關(guān)柜為封閉式金屬開關(guān)柜，隨著無(wú)人職守模塊化智能產(chǎn)生，開關(guān)柜功能逐漸增加為斷路器、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)、接地刀閘等。同時(shí)，開關(guān)柜具有較強(qiáng)通訊功能，智能控制組件開關(guān)柜的應(yīng)用使通訊單元與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)接，促進(jìn)安全系統(tǒng)大幅提高，與傳統(tǒng)二次電纜相比更方便、更安全。

2.變壓器運(yùn)行。變壓器是變電站的核心設(shè)備，為變電站正常運(yùn)行提供基礎(chǔ)。隨著科技不斷發(fā)展變壓器逐漸智能化，像如度測(cè)量、信號(hào)預(yù)報(bào)等方面都已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通過(guò)變壓器對(duì)外界環(huán)境的感應(yīng)，從而改變變壓器工作狀態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)變壓器自我檢測(cè)，主要通過(guò)信號(hào)裝置接收信號(hào)，得到變壓器工作過(guò)程中各類數(shù)據(jù)，再結(jié)合線內(nèi)測(cè)溫裝置所接收的電器溫度判斷設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題，并進(jìn)行自我維修，實(shí)現(xiàn)變壓器的全自動(dòng)化、智能化。

3.智能無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。變電站設(shè)備逐漸智能化，則需智能無(wú)功補(bǔ)償裝置與之匹配，從而對(duì)其引進(jìn)，該設(shè)備具有自動(dòng)化、智能化的特點(diǎn)。可將晶閘管導(dǎo)通角的張開角度根據(jù)變壓器具體數(shù)據(jù)進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，從而滿足變電站所需電壓。另外，智能無(wú)償補(bǔ)償設(shè)備可適當(dāng)控制變壓電功率，有利于節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。變壓器與智能無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備及電壓無(wú)功綜合控制裝置聯(lián)合使用，利用變壓器收集二次側(cè)電壓值和一次側(cè)無(wú)功功率數(shù)值及策略，對(duì)變壓器有載調(diào)壓開關(guān)和無(wú)功補(bǔ)償電容器投切開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所有設(shè)備都實(shí)現(xiàn)智能化，逐漸提高電壓運(yùn)行穩(wěn)定性，滿足用戶合理需求。

(四)二次設(shè)備模塊化

在傳統(tǒng)變電站建設(shè)中，工期的時(shí)間具有很大限制，主要是由于傳統(tǒng)設(shè)備落后使得施工現(xiàn)場(chǎng)接線及調(diào)試工作耗費(fèi)時(shí)間較多，并且土建與電氣施工消耗時(shí)間較長(zhǎng)，且未建成不可進(jìn)場(chǎng)，從而延長(zhǎng)工程周期。而二次設(shè)備模塊化的應(yīng)用，可有效節(jié)約時(shí)間，提高工作效率，這主要是由于二次設(shè)備模塊化組合使二次設(shè)備由廠家進(jìn)行集成、加工，可避免設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)間消耗，從而縮短建設(shè)工期，而且可有效節(jié)約土地資源，降低成本，在一定程度上體現(xiàn)出二次設(shè)備模塊化安全性、經(jīng)濟(jì)性、獨(dú)立性等特點(diǎn)，可進(jìn)一步擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益。

(五)二次設(shè)備智能化

1.統(tǒng)一通訊協(xié)議。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是變電站重要通訊系統(tǒng)，必須實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，達(dá)到按資源共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的檢測(cè)、保護(hù)及控制。該目標(biāo)通過(guò)統(tǒng)一通訊協(xié)議完成，利用智能化通訊協(xié)議將組態(tài)模式的“站控層”與“設(shè)備層”完美對(duì)接，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一，確保數(shù)據(jù)不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象，建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)，節(jié)約資源的同時(shí)可提高工作效率。

2.引進(jìn)整合管理系統(tǒng)。整合管理系統(tǒng)對(duì)設(shè)備起到較大保護(hù)作用，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，促進(jìn)對(duì)設(shè)備的管理與更新。另外，斷路器分合閘以及閉鎖功能可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)以及轉(zhuǎn)換開關(guān)及保護(hù)硬壓板的信息化，使其進(jìn)行自我管控，解決無(wú)人值守所出現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)真正的智能化。

3.設(shè)備信息化。對(duì)變電站所有設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備信息化、智能化，改變傳統(tǒng)數(shù)數(shù)觸摸式，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化處理，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)上傳，實(shí)現(xiàn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，節(jié)約時(shí)間的同時(shí)穩(wěn)定二次控制電纜，從而降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)變電站工作順利開展。

4.低壓電源智能化。低壓電源主要對(duì)變電站各種保護(hù)控制通訊設(shè)備起到保護(hù)作用，以此需對(duì)低壓電源進(jìn)行改造，促進(jìn)低壓電源智能化。其中低壓電源包括直流供電系統(tǒng)、UPS供電系統(tǒng)等電源較弱設(shè)備，該類設(shè)備都具有通訊功能，將其升級(jí)后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳，便于系統(tǒng)管理，使智能化逐漸深入，從而掌握低壓電源運(yùn)行情況。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，模塊化智能是無(wú)人值守變電站發(fā)展的必然趨勢(shì)，通過(guò)建立無(wú)人值守模塊化智能變電站，利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)，降低運(yùn)行成本，提高運(yùn)行效率及經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)變電站持續(xù)發(fā)展。