趙偉光 周磊

【摘 要】電站是電網(wǎng)的核心與重要樞紐。近年來，隨著我國電網(wǎng)智能化建設(shè)的逐步推進(jìn)，我國建設(shè)完成并投入試運(yùn)于的智能變電站越來越多。而隨著電網(wǎng)領(lǐng)城的不斷升級與完善，變電站運(yùn)行的水平也在不斷提高，并在電網(wǎng)領(lǐng)域中占據(jù)重要的位置。為了使這些智能變電站的效能得到充分發(fā)揮，必須提高其運(yùn)行維護(hù)水平。文章分析了智能變電站的發(fā)展現(xiàn)狀及主要技術(shù)特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)提出了智能變電站的基本構(gòu)建模式。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；技大特點(diǎn)；進(jìn)行維護(hù)

依據(jù)國家電網(wǎng)公司的“十二五”規(guī)劃綱要，未來的電網(wǎng)建設(shè)要以特高壓電網(wǎng)建設(shè)為骨架，各級電網(wǎng)要協(xié)調(diào)發(fā)展，并且建設(shè)出的電網(wǎng)要具有高度自動(dòng)化、智能化的特征。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)將作為未來電網(wǎng)發(fā)展的主要方向，而變電站作為電網(wǎng)中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，它在整個(gè)電力系統(tǒng)中占有重要地位。變電站智能化水平的高低將直接影響到整個(gè)電網(wǎng)的智能化建設(shè)。近年來，隨著大量智能變電站的投入試運(yùn)行，各種各樣的問題也開始層出不窮，為了進(jìn)一步促進(jìn)智能變電站的發(fā)展，分析探討智能變電站的主要技術(shù)特點(diǎn)也顯得十分必要。[1]

一、智能變電站的概述

所謂智能變電站，其實(shí)就是將變電站全部信息采集、傳輸以及處理和輸出過程從原先的模擬信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建相符合的通信網(wǎng)絡(luò)以及系統(tǒng)。隨著智能變電站的飛速發(fā)展，光纖設(shè)備、智能模塊、網(wǎng)絡(luò)通信、在線監(jiān)測、一體化電源等新技術(shù)也開始大量應(yīng)用于智能變電站中，這些新技術(shù)的應(yīng)用使傳統(tǒng)變電站的上系統(tǒng)全輔助系統(tǒng)的智能化得以實(shí)現(xiàn)，智能變電站的系統(tǒng)大致可以分為綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，在線監(jiān)測設(shè)備、狀態(tài)的系統(tǒng)、智能監(jiān)測以及輔助控制系統(tǒng)。同時(shí)，智能變電站實(shí)現(xiàn)的基本要求是將設(shè)備間的通信以數(shù)字的方式進(jìn)行傳遞以及進(jìn)行信息的共享。此外，隨著一次開關(guān)設(shè)備等向智能化的趨勢發(fā)展，電子式的電壓電流互感器技術(shù)也在不斷的成熟，再加上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的廣泛使用以及變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的公布，使得智能變電站得到了廣泛的運(yùn)用與推廣。

二、智能變電站的結(jié)構(gòu)

從物理層面上講，智能變電站分為三部分：站控層、設(shè)備層、間隔層。智能變電站以電流和電壓技術(shù)為基礎(chǔ)，采用電子式互感器，組網(wǎng)框架是地理信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)架空系統(tǒng)。這三個(gè)部分分別有自己的作用：站控層的作用是采集信息，設(shè)備層的作用基電能輸人，間隔層的作用是設(shè)備連接。

（一）站控層

站控層是變電站的控制中心，主要由主機(jī)、路由器、人際交互設(shè)備構(gòu)成。站控層的主要作用在于對變電站進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)發(fā)警報(bào)。一旦變電站在運(yùn)行期間出現(xiàn)了技術(shù)問題，那么計(jì)算機(jī)就能夠?qū)﹄娔艿漠惓＿M(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析提出處理措施。最終，將處理結(jié)果反饋給控制中心，為變電站應(yīng)對問題做好基礎(chǔ)。[2]

（二）設(shè)備層

設(shè)備層的主要組成部分是控制柜和電能的接收設(shè)備、輸人設(shè)備，它的工作核心是電流互感器（TA）、電壓互惠器（TV）、復(fù)合型傳感器。電流互感器的使用，能夠完成電壓的測量和數(shù)字化輸出。復(fù)合型傳感器是一種智能化的檢測和監(jiān)控設(shè)備，能夠設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。除此之外，設(shè)備層還有變壓器等設(shè)備，通過電流的中轉(zhuǎn)完成輸電和配電功能。

（三）間隔層

間隔層是處于站控層和設(shè)備層的中間架構(gòu)，由測控設(shè)備、繼電器、母線保護(hù)單元三個(gè)部分組成。間隔層的主要作用是將站控層和設(shè)備層連接在一起，并對重要的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)。在變電站轉(zhuǎn)換電能的過程中，電能通過間隔層的時(shí)候，測控單元會(huì)把信息記錄下來并傳輸至站控層。在間隔層中，繼電保護(hù)操作也能實(shí)現(xiàn)，從而進(jìn)行故障檢測和閉鎖等工作。

三、變電站技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用

智能變電站與數(shù)字變電站的區(qū)別主要體現(xiàn)在設(shè)備的智能化以及功能的智能化上，智能變電站是在原有數(shù)字變電的基礎(chǔ)上，通過利用一些高科技技術(shù)，使很多設(shè)備的功能都實(shí)現(xiàn)了智能化，并且這些設(shè)備具有的智能特征也越來越多。以下為智能變電站的特點(diǎn)：

（一）智能變電站可實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視與智能化

智能變電站使用智能化的狀態(tài)監(jiān)視組件以及傳感器連接于一次設(shè)備。這樣可實(shí)時(shí)監(jiān)測一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過測量、控制等智能組件與主設(shè)備進(jìn)行組合，可使一次設(shè)各的智能化得到實(shí)現(xiàn)。[3]

（二）信息平臺實(shí)現(xiàn)了一體化

智能變電站通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)信息平臺的建立，可以更加清晰地了解各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)各種智能警告功能，并且可以遠(yuǎn)程維護(hù)各種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)順序控制，也可與一些外部系統(tǒng)如站域控制系統(tǒng)、一些選配的分析故障信息的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。

（三）建模實(shí)現(xiàn)了信息化，各項(xiàng)通信也更加標(biāo)準(zhǔn)化

由于協(xié)議互換設(shè)備的取消，站控層與間隔層的各項(xiàng)設(shè)備也具有了更加標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議，間隔層設(shè)備在連接過程層設(shè)備時(shí)直接使用電纜便可，利用智能接口機(jī)可把輔助系統(tǒng)的各項(xiàng)信息接入一體化的信息平臺。

（四）輔助系統(tǒng)智能化

安防系統(tǒng)、監(jiān)視環(huán)境的系統(tǒng)等都實(shí)現(xiàn)了智能化，采用一體化的設(shè)計(jì)理念來設(shè)計(jì)全站電源，輔助系統(tǒng)的警告信號以及測量得到的數(shù)據(jù)都可借助智能接口機(jī)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，然后再向一體化信息平臺進(jìn)行接入，實(shí)現(xiàn)輔助系統(tǒng)的整體智能化。

（五）智能告警及事故信息綜合分析

智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)上大多安裝有智能告警及事故信息綜合分析決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)的安裝能夠?qū)崿F(xiàn)智能告警以及事故信息的綜合分析與決策，并在分類顯示及處理相關(guān)信號的基礎(chǔ)上，獲取一些有用的故障報(bào)警信息，并以此來幫助故障的判斷以及處理。智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分之一就是智能變電站的建設(shè)，隨著國家對智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷重視，智能變電站建設(shè)也在如火如茶地進(jìn)行，建設(shè)智能變電站將成為變電站發(fā)展的主要趨勢。為了使智能變電站的建設(shè)技術(shù)越來越成熟，我們必須充分了解智能變電站的技術(shù)特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上：逐步探索智能變電站的構(gòu)建模式。通過科學(xué)技術(shù)的革新和管理機(jī)制的升級，提高智能化變電站的運(yùn)行維護(hù)效率。

四、對智能變電站技術(shù)的應(yīng)用思考

智能變電站進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代的標(biāo)志就是電子互感器的應(yīng)用，數(shù)字化保護(hù)的技術(shù)關(guān)鍵在于通信同步技術(shù).。數(shù)字化保護(hù)的通信失步問題，主要是丟失了時(shí)鐘同步源或者合并單元的失步引起的。另外，合并單元的間隔抖動(dòng)也會(huì)使差動(dòng)保護(hù)做出錯(cuò)誤反應(yīng)。智能變電站中有許多常規(guī)的互感器，它們和電子互感器是同時(shí)應(yīng)用的，所以差動(dòng)保護(hù)需要合并單元對信息進(jìn)行收集和分發(fā)。

五、結(jié)束語

數(shù)字化智能變電站的不斷建設(shè)，對維電保護(hù)技術(shù)提出了新的要求，維電保護(hù)技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展到自動(dòng)化的水平。本文通過對數(shù)字變電站的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析。探討了維電保護(hù)裝置系統(tǒng)的構(gòu)建，并對站內(nèi)的維電保護(hù)測試檢驗(yàn)進(jìn)行研究，以期能夠?qū)χ悄芑尘跋戮S電保護(hù)裝置的實(shí)施提出建議，促進(jìn)國家電網(wǎng)系統(tǒng)的更加完善。

【參考文獻(xiàn)】

[1]閆興德.智能變電站及技術(shù)特點(diǎn)分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2017，（05）：46.

[2]李秀華.智能變電站技術(shù)研究[J].化工管理.2016，（08）：143.

[3]楊磊，王靜，李超.智能變電站在應(yīng)用中存在的問題分析[J].通訊世界.2016，（04）：186-187.