智能變電站技術及其應用

楊瑞++楊晉

摘要：智能變電站是變電站發(fā)展的新趨勢，與傳統(tǒng)變電站相比智能變變電站有集成化、智能化以及標準化等特點。在電網(wǎng)技術快速發(fā)展的背景下，智能變電站技術變得越來越重要，在一定程度上反映了電網(wǎng)的智能化程度。電網(wǎng)智能化是未來發(fā)展的必然趨勢。加強智能變電站技術及其應用的研究是提升智能電網(wǎng)的重要措施，文章旨在重點研究智能變電站技術及其應用現(xiàn)狀。

關鍵詞：智能變電站；數(shù)字通信同步；智能電網(wǎng)；一次設備；二次設備

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0037-02

變電站是電網(wǎng)的重要組成部分，近些年來隨著電網(wǎng)技術的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)成為時代發(fā)展的新趨勢。智能變電站的出現(xiàn)和發(fā)展是這種趨勢的具體體現(xiàn)。在電力技術快速發(fā)展的今天，智能變電站在電力網(wǎng)絡中的作用越來越重要，不僅要承擔傳統(tǒng)變電站的各項功能，同時還具有新功能。當前隨著智能電網(wǎng)的不斷普及和推廣，智能變電站的發(fā)展已成為深入發(fā)展的重要前提，在今后的發(fā)展中應該進一步加強智能變電站的研究。

1 智能變電站技術的特點

智能變電站主要指的是由先進可靠、節(jié)能環(huán)保、數(shù)字化集成設備組合而成的一種自動實現(xiàn)信息采集、測量、保護、計量以及監(jiān)測等基本功能，同時還能承擔電網(wǎng)自動控制、在線分析決策、智能調(diào)節(jié)以及協(xié)調(diào)互動等高級功能的變電站。智能變電站是傳統(tǒng)變電站的新發(fā)展，與傳統(tǒng)發(fā)電站相比更具優(yōu)勢。

智能變電站有其自身特點，詳細分析智能變電站技術的特點是了解其應用的重要前提。智能變電站技術是信息處理技術和計算監(jiān)控技術的有機融合。設備集成化和智能化控制是智能變電站技術的主要特點。具體而言智能變電站技術具有以下三個特點：

1.1 控制端的引入

智能變電站技術引入了計算機終端，控制端相當于智能變電站的大腦。通過計算機終端系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對電能運行狀況的實時監(jiān)測，能夠有效降低突發(fā)事件帶來的變電站故障，這對于提升供電可靠性具有重要意義。

1.2 設備集成化及光纖技術的應用

設備集成化是智能變電站技術的典型特點。通過設備集成化智能變電站的性能得到有效提升。此外光纖技術的應用能夠有效實現(xiàn)站內(nèi)各控制層的局域網(wǎng)管理?？刂浦行摹⒍卧O備、一次設備之間基本上能夠實現(xiàn)信息的自由傳播，數(shù)據(jù)傳輸將更加穩(wěn)定和可靠。設備集成化節(jié)省了設備空

間和安裝成本。設備集成化是智能變電站發(fā)展的新趨勢。

1.3 局部或全局智能控制的實現(xiàn)

智能控制是智能變電站的明顯優(yōu)勢。在智能變電站中對一、二級設備的控制主要是通過采用先進的光電技術來實現(xiàn)專業(yè)化的控制。光電技術的應用實現(xiàn)了電流閉鎖裝置、電流互感器以及控制柜的智能化。

2 智能變電站結構

2.1 設備層

智能變電站的設備層主要是由控制柜和一次設備共同組成的電能接受和輸入設備。復合型傳感器、TV、TA是其中的核心設備。VD裝置是一項重要裝置。在設備中VD裝置主要是用來對高壓電路帶電情況進行檢查。當高壓線路帶電時則可以通過VD裝置來實現(xiàn)對電氣設備的閉鎖。VD裝置在智能變電站中的應用能夠有效防止線路安全事故。復合型傳感器是一種智能型檢測及監(jiān)控設備，這一設備主要是對一次設備運行狀態(tài)進行實時檢測。智能變電站的設備層中有許多一次設備。電壓/電流互感器、變壓器是其中最為典型的一次設備。一次設備的主要功能就是要實現(xiàn)電流中轉。這對于實現(xiàn)智能變電站基本輸電和配電功能具有重要意義。

2.2 間隔層

間隔層是設備層和站控層的中間架構，該層主要是由測控設備、繼電器以及母線保護單元構成。間隔層主要作用就是要實現(xiàn)設備層同站控層的有效連接。此外它還可以實現(xiàn)對重要設備的監(jiān)控及保護。繼電保護是變電站的重要特點。繼電保護的操作也主要是在間隔層中實現(xiàn)的，同時還能夠實現(xiàn)初步檢測故障及閉鎖等功能。電能轉換過程中電能在通過間隔層時，測控單元會將這些信息完整記錄下來并傳輸給站控層。

2.3 站控層

站控層是變電站的控制層，這一層主要是通過主機、路由器以及人機交互設備相互連接來實現(xiàn)控制。站控層的主要職責就是要實現(xiàn)對變電站的實時監(jiān)測。對于電路運行過程中的異常情況要能夠實現(xiàn)及時報警和控制。對于變電站中電能交換的問題，工作人員通過計算機能夠實現(xiàn)實時記錄并能夠及時采取針對性措施來予以應對。在處理完異常問題之后還需要把結果反饋到遠方控制中心。這樣才能方便上級變電站應對。

3 智能變電站技術的應用分析

智能變電站技術是一項專業(yè)性的技術，這項技術的應用能夠取得明顯效果。這項技術的應用有效提升了電力智能化水平。今后應該進一步加強這項技術的研究。變電站設備分為一次設備和二次設備，我們針對智能變電站技術的應用分析就可以從一次設備和二次設備這兩個角度來進行深入分析。

3.1 在一次設備中的應用

一次設備中的應用主要表現(xiàn)在電子式互感器技術、智能電力變壓器以及高壓開關設備智能化技術的應用。高壓開關設備智能化技術能夠分成混合式氣體絕緣開關設備、氣體絕緣金屬封閉開關設備以及空氣絕緣敞開式開關設備。這些設備都是高性能的設備，空氣絕緣敞開式開關設備是單一功能的獨立單元組成的隔離開關、接地開關以及斷路器等。這些設備主要是由架空線路連接而成的。這種開關設備在變電站中應用非常廣泛，但是在實際應用過程中也需要注意到該系統(tǒng)是呈現(xiàn)分散布置狀態(tài)的。在實際工作過程中非常容易發(fā)生故障，此外設備的安裝調(diào)試也是非常復雜的。這些問題都是需要我們高度重視的?；旌鲜綒怏w絕緣開關設備是新型電力高壓開關設備，這種設備安裝和維護都非常方便同時運行可靠性也非常強。

智能電力變壓器的應用。智能電力變壓器同常規(guī)變壓器并沒有多大差別，智能電力變壓器只是對變壓器控制、保護以及報警處理設置的附件進行了智能化處理。智能電力變壓器的智能組件能夠根據(jù)工程的實際需要來進行配置，這是智能電力變壓器的典型優(yōu)勢。局部放電監(jiān)測IED、冷卻控制裝置IED、有載分接開關控制IED是其中比較典型的智能組件。

電子式互感器技術的應用。電子式互感器技術是由若干個電流或者電壓傳感器組成的。電子式互感器能夠把被測量的量傳輸給繼電保護或控制裝置測量儀器及儀表。電子式互感器能夠分成有源電子式互感器和無源電子式互感器兩種類型。這兩種類型的適用范圍不同。在實際工作中要結合實際需要來采取相應的電子式互感器。

3.2 在二次設備中的應用

二次設備方面具體表現(xiàn)為程序化操作技術和在線式五防技術的應用。在線式五防系統(tǒng)后臺五防通常是與測控裝置緊密連接在一起的。該系統(tǒng)主要是可遙控空氣斷路器、五防專用鎖具、智能操作箱等設備組成。程序化操作指的是按照既定程序來實現(xiàn)對多個控制對象的控制。程序化操作又可以分為：站控層程序化操作、間隔層程序化操作和混合程序化操作三種模式。程序化操作在實際工作中的應用能夠有效提升變電站設備的性能。

智能變電站技術是一種新型的專業(yè)化的電網(wǎng)智能技術，智能變電站技術的應用是電網(wǎng)智能化建設的必然要求。本文詳細分析了智能變電站技術的特點及結構，并從一次設備和二次設備這兩個角度重點分析了智能變電站技術的應用。

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作者簡介：楊瑞，國網(wǎng)河南省電力公司檢修公司南陽分部信陽運維班助理工程師，研究方向：變電站運維；楊晉，國網(wǎng)河南省電力公司檢修公司南陽分部信陽運維班助理工程師，研究方向：變電站運維。endprint