變電站智能化技術(shù)的實踐運(yùn)用

摘 要：變電站智能化成為了科技發(fā)展的必然趨勢，開發(fā)智能化技術(shù)是一個漫長的過程，需要變電站工作人員在工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗，不斷完善實施過程?，F(xiàn)階段，變電站智能化是指運(yùn)用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)，實現(xiàn)對變電站設(shè)備和相關(guān)輸電、配電線路的監(jiān)控、測量、保護(hù)、調(diào)度通信等功能。文章結(jié)合作者的多年工作經(jīng)驗，對變電站智能化技術(shù)、基本結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)的綜合運(yùn)用進(jìn)行簡介。

關(guān)鍵詞：變電站；智能化；技術(shù)

引言

隨著我國科技的飛速發(fā)展，變電站智能化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一定的水平。在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中，不僅中低壓變電站采用了智能化技術(shù)，在220kV以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用智能化新技術(shù)，從而有效提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展是永無止境的，隨著相關(guān)變電站的技術(shù)日趨成熟，在實時系統(tǒng)中開發(fā)并應(yīng)用計算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展的必然。變電站智能化技術(shù)是一項具有高安全性、高穩(wěn)定性的技術(shù)，同時能夠有效降低運(yùn)行、維護(hù)的成本，從而大大提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 變電站智能化技術(shù)

變電站智能化技術(shù)就是采用先進(jìn)、可靠、環(huán)保的智能設(shè)備，將數(shù)字信息化技術(shù)全面應(yīng)用在變電站中，將通信網(wǎng)絡(luò)化、信息共享作為基本要求，通過計算機(jī)自動完成信息的采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等變電站正常運(yùn)行的工作，同時智能化變電站可以根據(jù)實際需要，對電網(wǎng)實行自動控制、智能調(diào)節(jié)等高級功能。

2 變電站的基本結(jié)構(gòu)

2.1 分散（層）分布式結(jié)構(gòu)

分散（層）分布式結(jié)構(gòu)就是將“面向?qū)ο蟆弊鳛槔砟钤O(shè)計分布式結(jié)構(gòu)[1]?！懊嫦?qū)ο蟆本褪侵笇㈦姎庖淮位芈吩O(shè)備或電氣間隔設(shè)備作為面向?qū)ο螅瑢⒃O(shè)備中的數(shù)據(jù)單元、采集單元、控制單元和保護(hù)單元進(jìn)行分散安裝，同時，在一次設(shè)備附近安裝通訊設(shè)備，通過通信網(wǎng)絡(luò)之間相互連接，實現(xiàn)隨時與監(jiān)控主機(jī)通信的目的。

2.2 集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就是以功能較強(qiáng)的計算機(jī)為主，通過擴(kuò)展其I/O端口，統(tǒng)一對變電站的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，然后由I/O端口進(jìn)行直接輸入計算機(jī)，由計算機(jī)進(jìn)行計算和處理，通過微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動控制等功能進(jìn)行完善。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)的輸入、輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測等作用，后臺機(jī)完成數(shù)據(jù)處理以及后期工作[2]。該結(jié)構(gòu)對監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，但是其系統(tǒng)處理能力有限，開發(fā)手段少，在開放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面處理能力較差。

2.3 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就是將變系統(tǒng)功能分布的多臺計算機(jī)連接到共享資源的網(wǎng)絡(luò)中，然后對變電站的工作實現(xiàn)分布式處理。該結(jié)構(gòu)具有的最大優(yōu)點(diǎn)就是很好地利用了主、從CPU的作用，其系統(tǒng)各功能模塊通常是多個CPU之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，使用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，并且提高系統(tǒng)的實時性[3]。該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在一定基礎(chǔ)上能夠方便系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)，系統(tǒng)的局部故障不會導(dǎo)致其他模塊出現(xiàn)癱瘓的現(xiàn)象。在安裝過程中，可以通過形成集中組屏或分層組屏的方式，有效幫助變電站的正常運(yùn)行，這兩種系統(tǒng)組態(tài)的結(jié)構(gòu)，通常情況下使用于中、低壓變電站。現(xiàn)階段，該系統(tǒng)還存在抗電磁波干擾、信息傳輸?shù)膯栴}。

3 變電站智能化系統(tǒng)的綜合運(yùn)用

變電站智能化技術(shù)的實踐運(yùn)用體現(xiàn)在很多方面，下文對控制和操作閉鎖、微機(jī)保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、無功電壓就地控制幾個方面進(jìn)行簡介。

3.1 控制和操作閉鎖

控制和操作閉鎖就是指操作人員可以通過CRT屏幕隨時對電容器組投切、斷路器、變壓器分接頭、隔離開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制[4]。從而能夠有效避免了系統(tǒng)由于故障導(dǎo)致的無法操作的問題，同時在系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)該保留人工直接跳合閘的措施。

3.2 微機(jī)保護(hù)

微機(jī)保護(hù)就是利用智能化技術(shù)對變電站內(nèi)的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，其中包括母線保護(hù)、線路保護(hù)、電容器保護(hù)、變壓器保護(hù)等，通過安全自動裝置對變電站的正常運(yùn)行實施保護(hù)。同時通過對故障進(jìn)行記錄、對設(shè)備的定值進(jìn)行修改等工作，在各種設(shè)備的保護(hù)的工作中積累經(jīng)驗。

3.3 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集大致包括三個方面。第一，狀態(tài)量采集：通過對斷路器狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)以及設(shè)備信號進(jìn)行采集工作，同時將采集的數(shù)據(jù)信號以光電隔離方式輸入系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)采集的完整性。保護(hù)動作信號則是通過串行口（RS-232或RS485）或計算機(jī)局域網(wǎng)的方式進(jìn)行采集。第二，模擬量采集：通常情況下，變電站采集的模擬量以線路電壓、電流、功率值作為首要采集數(shù)據(jù)。除此之外，還包括饋線電流，電壓、頻率，相位等電量的采集，同時也包括變壓器油溫，變電站室溫等非電量的采集。模擬量采集的精度需要滿足SCADA系統(tǒng)。第三，脈沖量采集：脈沖量的采集主要是針對脈沖電度表的輸出脈沖，其內(nèi)部也采用光電隔離的方式與系統(tǒng)相連接，通過計數(shù)器對脈沖個數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，從而實現(xiàn)脈沖量的采集工作[5]。

3.4 無功電壓就地控制

通常情況下，無功電壓就地控制采用調(diào)整變壓器分接頭、電抗器組、投切電容器組的方式。在操作的過程中，可手動可自動，人工操作可就地控制，也可以遠(yuǎn)程控制。專門的無功控制設(shè)備是用于實現(xiàn)控制工作，同時也可以作為監(jiān)控系統(tǒng)對保護(hù)裝置的電壓進(jìn)行監(jiān)控。

4 結(jié)束語

綜上所述，變電站智能化是未來變電站的發(fā)展方向，對變電站的監(jiān)測系統(tǒng)集成以及變電站的信息平臺進(jìn)行智能開發(fā)，能夠有效幫助變電站智能化技術(shù)的發(fā)展。該技術(shù)對于實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度有著重要作用，對于電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平的促進(jìn)起到良好的保障作用，同時大大加強(qiáng)了電網(wǎng)的性能和可靠性，對保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定具有重大的意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：王昱芬（1974-），女，陜西省榆林市人，大專，陜西省地方電力（集團(tuán)）榆林電力分公司變電運(yùn)行處助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。