淺談變電站的演變過程

許征勝 （合肥供電公司，安徽 合肥 230022）

0 前 言

變電站是有高壓電源經(jīng)過輸電線路輸送到一個地方，經(jīng)過變壓器降壓，然后輸送到千家萬戶，供給用戶的電源，這一過程及這個地方稱之為變電站。我國最初的變電站是常規(guī)的變電站，變電站核心部件是選用的油斷路器。到了20世紀(jì)90年代初期演變成數(shù)字變電站，采用的是真空斷路器?，F(xiàn)在變電站又在逐步的改造為智能變電站。

1 合肥市明光路變電站具體演變過程

1.1 概況

明光路變電站建設(shè)于20世紀(jì)70年代，是一個常規(guī)變電站，當(dāng)時建的是35kV變電站，變電站采用戶外和戶內(nèi)相結(jié)合的變電站，戶外設(shè)置的是35kV配電裝置，35kV斷路器選用的是少油斷路器。戶內(nèi)設(shè)置的是10kV配電裝置，10kV斷路器選用的也是少油斷路器。此站采用常規(guī)的設(shè)備，二次設(shè)備中的繼電保護(hù)和自動裝置、遠(yuǎn)動裝置等，采用電磁型或晶體管式。

1.2 優(yōu)缺點(diǎn)分析

這個變電站設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備全是肉眼能看到的設(shè)備，在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題能及時發(fā)現(xiàn)，及時處理。

它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低，油斷路器體積大，占地面積大，對環(huán)境的污染嚴(yán)重，由于斷路器油易滲漏，操作過程中產(chǎn)生的電弧容易造成火災(zāi)。主控室和繼電保護(hù)室占地面積大，變電站由于運(yùn)行功能不強(qiáng)，一些重要的數(shù)據(jù)無法送到調(diào)度中心，變電站本身缺少自動控制的手段和調(diào)節(jié)手段，因此無法進(jìn)行實(shí)時控制，不能安全、穩(wěn)定運(yùn)行。由于設(shè)備的可靠性能差，在用電高峰操作頻繁，所以損壞頻繁，需要長時間的檢修和維護(hù)，不利于提高運(yùn)行管理水平和自動化水平。另外此變電站是有多數(shù)人分幾班倒的有人值守的變電站。

1.3 改造情況概述

明光路變電站在90年代末進(jìn)行了全面改造，改造成數(shù)字變電站。首先進(jìn)行了從35kV升壓為110kV變電站，因為此變電站地處市中心，占地面積受到限制，所以110kV配電裝置移置到戶內(nèi)，110kV斷路器采用的是全戶內(nèi)GIS組合電器，10kV配電裝置仍然是戶內(nèi)設(shè)置，但是10kV斷路器改成了真空斷路器型的開關(guān)柜。此變電站采用了數(shù)字式變電站，也就是二次保護(hù)等技術(shù)采用的是計算機(jī)技術(shù)，微機(jī)保護(hù)。

1.4 改造后的變電站優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.4.1 優(yōu)點(diǎn)

①斷路器有油換成GIS組合電器和真空斷路器，對環(huán)境的污染減低，不會發(fā)生因頻繁操作產(chǎn)生的電弧引起火災(zāi)，占地面積也大大減小。

②由于變電站綜合自動化系統(tǒng)都是由微機(jī)組成，它們多數(shù)具有故障診斷能力，這使得變電站的一、二次設(shè)備的可靠性大大提高，提高了安全、可靠運(yùn)行水平。

③變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化后，監(jiān)視、測量、記錄、抄錄等工作都由計算機(jī)完成，既提高了測量精度，又避免人為的主觀干預(yù)。提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行、管理水平。

④系統(tǒng)中采用計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)信息共享，大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，使得結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、功能強(qiáng)。縮小變電站的占地面積，降低造價。

⑤系統(tǒng)中各子系統(tǒng)具有自診斷功能，縮短維修時間。定值的在線和遠(yuǎn)方修改，監(jiān)視系統(tǒng)的自動抄表，與上級調(diào)度的通信，可實(shí)現(xiàn)少人或無人值班。減少維護(hù)工作量，減輕值班人員的勞動，實(shí)現(xiàn)減員增效。

1.4.2 缺點(diǎn)

①二次設(shè)備由于采用的微機(jī)保護(hù)，所有的信息均要送至后臺的計算機(jī)中，所以二次小電纜增多，接線變電復(fù)雜。

②斷路器有少油改為真空斷路器，但是真空斷路器在操作過程中易產(chǎn)生操作過電壓，這是我們在選用新產(chǎn)品時遇到的新問題。

1.5 保護(hù)措施

限制真空斷路器操作過電壓的保護(hù)措施主要分為兩類：其一是電容器與電阻元件串聯(lián)而形成的阻容吸收器，另一類是氧化鋅閥片構(gòu)成的過電壓限制器。

①阻容吸收器是由改變開斷回路的阻抗參數(shù)入手來吸收過電壓的能量，從理論上講，這是最理想的過電壓保護(hù)措施。阻容吸收器聯(lián)接在真空斷路器的負(fù)載側(cè)，整個回路的特征阻抗隨著等值電容的增大而變小，過電壓的幅值將得到抑制；電阻將增加高頻電弧振蕩回路的阻尼，改善高頻振蕩發(fā)生的條件，消除高頻電弧重燃的機(jī)會，加速高頻電弧重燃過電壓的衰減。

實(shí)踐表明，不論斷路器容量大小，一般阻容吸收器的電容大約為0.3μ～0.5μF，電阻大約是200Ω～500Ω。

但是，值得注意的是：阻容吸收器的投入，也使得中壓配電系統(tǒng)的相對地電容值增加，中壓配電系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式及零序保護(hù)的配置須慎重考慮。

②氧化鋅過電壓限制器由氧化鋅閥片疊加組成，具有十分優(yōu)異的非線性伏安特性。正常時，泄漏電流只有幾十毫安，實(shí)際上相當(dāng)于一個絕緣子；但在異常電壓發(fā)生時，它的電阻又非常小，過電壓行波后，不存在工頻續(xù)流，因而是理想的限制過電壓設(shè)備。

1.6 擬改造成智能化變電站

智能化變電站顧名思義是數(shù)字化變電站的升級和發(fā)展，是對變電站自動化技術(shù)進(jìn)行充實(shí)，以實(shí)現(xiàn)變電站智能化功能。從智能電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)看，智能變電站是智能電網(wǎng)運(yùn)行與控制的關(guān)鍵。作為銜接智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。智能化變電站是智能電網(wǎng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力流向和調(diào)整電壓的重要電力設(shè)施，是智能電網(wǎng)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”三流匯集的焦點(diǎn)，對建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)具有極為重要的作用。

它的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)國家電網(wǎng)公司《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》，智能化變電站是采用先進(jìn)的傳感器、信息、通信、控制、智能等技術(shù)，以一次設(shè)備參量數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化信息平臺為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)變電站實(shí)時全景監(jiān)測、自動運(yùn)行控制、與站外系統(tǒng)協(xié)同互動等功能，達(dá)到提高變電可靠性、優(yōu)化資產(chǎn)利用率、減少人工干預(yù)、支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行。其內(nèi)涵為可靠、經(jīng)濟(jì)、兼容、自主、互動、協(xié)同，并具有一次設(shè)備智能化、信息交換標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)高度集成化、運(yùn)行控制自動化、保護(hù)控制協(xié)同化、分析決策在線化等技術(shù)特征。它的誕生大大地減輕了人為控制的工作量，減輕了員工的勞動強(qiáng)度。也減少了人為造成的事故。

它的缺點(diǎn)是由于智能變電站是一個新的事物，人們對它不夠了解，所以運(yùn)行維護(hù)和操作的員工較少，需要盡快的培訓(xùn)此方面的員工。

2 結(jié) 語

雖然我們從理論上已了解了智能變電站的性能，但是明光路110kV智能變電站2014年年底才改造完成送電，目前等待著運(yùn)行的結(jié)果。相信此變電站在運(yùn)行一年后一定是一個安全性能高、運(yùn)行效率高、可靠性好的智能變電站。