GIS高壓組合電器及智能化變電站建設(shè)應(yīng)用前景研究

[摘要]我國(guó)的智能化建設(shè)經(jīng)過(guò)了許多人的努力，已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展的趨勢(shì)。GIS高壓組合電器擁有獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，比如：高可靠性，性能優(yōu)良，節(jié)約土地，造價(jià)低等，以及結(jié)合現(xiàn)代智能化設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn)對(duì)于智能化變電站的發(fā)展是至關(guān)重要的。

[關(guān)鍵詞]高壓組合電器；智能變電站；GIS

在不久的將來(lái)，我國(guó)將全方位開(kāi)啟堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)體系。該體系以特高壓電網(wǎng)做為主要的結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，其基礎(chǔ)是以其他分支電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展組成的穩(wěn)定的電網(wǎng)。它涵蓋了自動(dòng)化、智能化、信息化等新型電網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，是一種自主創(chuàng)新的穩(wěn)定電網(wǎng)。隨著新技術(shù)的發(fā)展，智能化衍生的一次、二次設(shè)備的光電互感器以及智能化通訊技術(shù)逐漸成為了各級(jí)電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)注焦點(diǎn)。

GIS智能化變電站是一種新型的自動(dòng)化的變電站，其信息的收集、輸送、分析都是采用數(shù)字化自動(dòng)進(jìn)行的，具備信息化、智能化、管理自動(dòng)化的特征。其主要特點(diǎn)是：1、設(shè)備智能化。數(shù)字輸出式光學(xué)傳感器以及智能開(kāi)關(guān)的應(yīng)用。在一次設(shè)備和二次設(shè)備之間的通訊都是通過(guò)光纖進(jìn)行傳送，并使用數(shù)字化的編碼方式，每一次的采樣值、狀態(tài)量和控制指令等信息都實(shí)現(xiàn)智能化。2、設(shè)備數(shù)字化。取消了傳統(tǒng)的電纜指令傳送方式，利用無(wú)線通訊來(lái)發(fā)送與接受模擬量，開(kāi)關(guān)量和控制指令等信息。3、自動(dòng)化管理。所有的故障分析，機(jī)械維修與系統(tǒng)的操控都不再需要人工的操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

1.GIS高壓組合電器采用新技術(shù)設(shè)計(jì)改造

輸變電技術(shù)的迅速發(fā)展使得許多電氣設(shè)備制造公司不得不淘汰舊技術(shù)研究新的技術(shù)，所以新的一批高壓電氣設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，它們的出現(xiàn)為電網(wǎng)系統(tǒng)提供了穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障。它們是時(shí)代進(jìn)步的成果，電網(wǎng)系統(tǒng)智能化的的表現(xiàn)，同時(shí)還是電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)。智能化設(shè)備的改造主要可以從以下幾個(gè)方面來(lái)講解：

1.1光學(xué)互感器

光學(xué)互感器是智能化變電站中最重要的新技術(shù)之一，它的引進(jìn)在很大程度上推進(jìn)了智能化變電站的發(fā)展，新型變電站中的電子計(jì)量、測(cè)控、保護(hù)、故障錄入等信息如果沒(méi)有光學(xué)互感器將沒(méi)法實(shí)現(xiàn)智能化。

在變電站設(shè)備上的運(yùn)作過(guò)程中一大阻礙就是鐵芯卡滯現(xiàn)象它的出現(xiàn)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行造成了較大的影響。通過(guò)光學(xué)互感器，可以對(duì)機(jī)構(gòu)的分合閘時(shí)的線圈工作電流進(jìn)行檢測(cè)與記錄，線圈的工作電流的波形參數(shù)是計(jì)算鐵芯啟動(dòng)、運(yùn)動(dòng)和線圈通電時(shí)間的重要參數(shù)，光學(xué)互感器檢測(cè)電流就能分析出是否有卡滯現(xiàn)象，這樣可以更少時(shí)間解決問(wèn)題。從線圈電流上還能檢測(cè)出鐵芯的活動(dòng)過(guò)程。線圈電壓的測(cè)量和電流的測(cè)量一樣重要，操作回路電壓的大小可以通過(guò)線圈的工作電壓來(lái)推導(dǎo)出來(lái)。

1.2智能開(kāi)關(guān)

分、合閘回路的狀態(tài)監(jiān)控，可以推斷出CB由與控制電斷開(kāi)而造成的一些故障?？梢栽诤艽蟪潭壬涎娱L(zhǎng)斷路器的壽命。CB的行程和時(shí)間的監(jiān)控對(duì)于斷路器當(dāng)前狀態(tài)是否正?？梢愿玫恼瓶亍嗦菲鞯姆趾蠒r(shí)的電路和分合的次數(shù)的監(jiān)控有利于計(jì)算出斷路器的觸頭磨損情況的分析，如果出現(xiàn)磨損狀況可以更早發(fā)現(xiàn)，更早解決。SF6氣體密度在智能開(kāi)關(guān)的運(yùn)作中是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)。根據(jù)其密度值能分析推斷出系統(tǒng)所處的狀態(tài)，從而發(fā)出相應(yīng)的指令或者報(bào)警提示。這些智能化的指令和報(bào)警使得技術(shù)人員對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)作有了更好的了解和控制。

系統(tǒng)進(jìn)行自檢繼而報(bào)告的信息通常有，斷路器、隔離接地開(kāi)關(guān)的觸頭所在位置，輔助開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，操作機(jī)構(gòu)的狀態(tài)，儲(chǔ)能情況的的檢測(cè)盒記錄，電機(jī)電源等出現(xiàn)的一些異常報(bào)警。除了這些還有對(duì)系統(tǒng)電流，系統(tǒng)電壓，繼電保護(hù)和電流信號(hào)的檢測(cè)；機(jī)柜的絕緣性，溫度，濕度等等一些指標(biāo)的測(cè)量，也是一個(gè)主要的參數(shù)。

以上的一些就是GIS高壓電器組合的一些新技術(shù)改進(jìn)。這些技術(shù)的出現(xiàn)使得GIS高壓組合電器在智能化電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)作中更好的發(fā)揮了計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)，智能控制技術(shù)，數(shù)字信號(hào)編碼技術(shù)的作用。是電網(wǎng)體系的精確性，安全性和穩(wěn)固性得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵元素及其重要保障。

2.GIS在智能化變電站中的應(yīng)用前景

在智能化變電站技術(shù)的應(yīng)用中，我國(guó)仍處于起步階段，許多國(guó)外已嫻熟掌握使用的高新技術(shù)，例如變電站設(shè)備的數(shù)字化技術(shù)、信息化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)，在國(guó)內(nèi)還不能很好地發(fā)揮其高新技術(shù)的成效。國(guó)內(nèi)在智能化這方面的發(fā)展正式起步是在2001年，2004年在一些電力公司按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)字化試驗(yàn)建設(shè)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間和一些人的努力，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了110KV、220KV以及500KV變電站，智能化變電站已經(jīng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)入人們的視野，也成為了我國(guó)以后的的發(fā)展方向。

GIS高壓組合電器的前身金屬封閉式氣體絕緣高壓組合電器以它擁有以下的特點(diǎn)：安裝維護(hù)方便、一體化設(shè)計(jì)、可靠性高、節(jié)約土地和造價(jià)，得到電網(wǎng)系統(tǒng)的青睞。智能化的升級(jí)對(duì)于國(guó)內(nèi)各電力公司的吸引程度是前所未有的。

互感器，開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，系統(tǒng)控制和綜合網(wǎng)絡(luò)控制構(gòu)成了GIS高壓組合電器。高壓組合電器運(yùn)行狀態(tài)信息采集的更新，電子和光電技術(shù)的使用。使得高壓組合電器可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)不同的傳感器來(lái)最大限度的減少GIS的維護(hù)，延長(zhǎng)電器壽命，是保障電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作的重要支持。

資源調(diào)控的自動(dòng)化，設(shè)備故障維護(hù)和系統(tǒng)狀況的及時(shí)反饋這幾個(gè)功能是智能化變電站的主要基本功能。如果做不到這三點(diǎn)，那么的智能化只是個(gè)裝飾，也對(duì)技術(shù)員的維修保養(yǎng)任務(wù)增加難度，對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有不可預(yù)知的危機(jī)。因此對(duì)于一次設(shè)施的智能化改造是至關(guān)重要而且是迫切的，一次系統(tǒng)的信息獲取，傳送和通訊還有狀況的即時(shí)反饋和故障的處理必須由硬件來(lái)完成。所以高壓組合電器需要達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。在二次系統(tǒng)的信息獲取中，需要依賴于軟件的輔助，高壓組合電器組成的智能化電站必須擁有微機(jī)維護(hù)、調(diào)度運(yùn)行自動(dòng)化、設(shè)備監(jiān)控自動(dòng)化功能。

3.參考文獻(xiàn)

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4.作者簡(jiǎn)介

曲斌（1982.12），男，遼寧沈陽(yáng)，沈陽(yáng)儀表科學(xué)研究院有限公司，工程師，本科學(xué)歷，研究方向：壓力容器、換熱器、GIS波紋膨脹節(jié)、高壓組合電器。