淺析河?xùn)|66kV全戶內(nèi)智能變電站

高勛　馬強(qiáng)　劉世闖

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球氣候變化、能源短缺、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及電網(wǎng)安全運(yùn)行的問(wèn)題日益突出，這些都成為當(dāng)前電力行業(yè)發(fā)展所必須面對(duì)和解決的問(wèn)題，電力行業(yè)被賦予了重要的社會(huì)責(zé)任，而智能電網(wǎng)成為世界電力工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)選擇。文章對(duì)河?xùn)|66kV全戶內(nèi)智能變電站進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：全戶內(nèi)；智能變電站；降噪技術(shù)；智能電網(wǎng)；電網(wǎng)運(yùn)行；電力行業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM63 文章編號(hào)：1009-2374（2015）01-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0065

1 建設(shè)背景

環(huán)境氣候的惡化迫切需要發(fā)展建設(shè)智能型電網(wǎng)。在自然環(huán)境方面，要能適應(yīng)全球氣候變化、自然災(zāi)害頻發(fā)、溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重，而能源生產(chǎn)和使用中所排放的溫室氣體占溫室氣體總排放量的65%。到2050年，據(jù)估計(jì)這一比例將會(huì)升高到85%。如何應(yīng)對(duì)氣候變化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，已成為全球電力行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)和變革的最主要推動(dòng)力。在電網(wǎng)安全運(yùn)行方面，隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)逐漸顯現(xiàn)出許多新特征、新問(wèn)題，如是否自愈、是否兼容、集成情況、如何優(yōu)化，而面對(duì)電力市場(chǎng)的變革，對(duì)如何增進(jìn)電網(wǎng)自動(dòng)化、如何提高電網(wǎng)信息化水平提出了進(jìn)一步的要求，因此智能電網(wǎng)勢(shì)必成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，如何更好更快地發(fā)展智能型電網(wǎng)已成為全世界追求的新目標(biāo)。

遼陽(yáng)河?xùn)|66kV智能變電站應(yīng)運(yùn)而生。河?xùn)|變電站按照國(guó)網(wǎng)公司要求建設(shè)成為“兩型一化”變電站（即環(huán)境友好型、資源節(jié)約型、工業(yè)化），充分體現(xiàn)了以人為本、環(huán)境友好，安全可靠、簡(jiǎn)潔適用，創(chuàng)新優(yōu)化、節(jié)約資源。

2 建設(shè)規(guī)模

該變電站按戶內(nèi)GIS無(wú)人值班智能化變電站設(shè)計(jì)，66kV系統(tǒng)接線方式為線路變壓器組接線，10kV系統(tǒng)接線方式為單母線分段接線。66kV配電裝置采用戶內(nèi)GIS設(shè)備，10kV配電裝置采用戶內(nèi)中置型金屬鎧裝高壓開關(guān)柜，戶內(nèi)雙列布置。66kV主變保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)集中組屏，10kV采用分散安裝的保護(hù)測(cè)控一體化裝置。

3 采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備

3.1 全站信息的數(shù)字化模式

想知道什么是全站信息數(shù)字化，就必須從它的概念入手。全站信息數(shù)字化是指實(shí)現(xiàn)頭次、再次設(shè)備的靈活操控，具有雙向通信工能，使控制人員可以利用信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理、操作，進(jìn)而滿足信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程的全新數(shù)字化模式。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化通信平臺(tái)

網(wǎng)絡(luò)化通信平臺(tái)指在IEC 61850的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)通信體系的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全站信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)倪^(guò)程。變電部門可以根據(jù)實(shí)際的用電需求靈活地分配電力分流，同時(shí)可以利用冗余技術(shù)提高系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性；互感器所采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到防護(hù)、故障錄波及相角測(cè)量等相應(yīng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享化；光纜的應(yīng)用可大幅度減少變電站系統(tǒng)內(nèi)的二次回路的連接線使用，從而也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性能。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)化信息共享

標(biāo)準(zhǔn)化信息共享指形成基于同一斷面的統(tǒng)一、唯一的基礎(chǔ)信息，建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化信息模塊、通過(guò)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、建立起模塊庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)外的信息交互和信息共享的準(zhǔn)確，避免不同功能應(yīng)用過(guò)程中發(fā)生相同信息的不匹配等情況。

3.4 高級(jí)應(yīng)用互動(dòng)化

高級(jí)應(yīng)用互動(dòng)化指實(shí)現(xiàn)各種變電站內(nèi)外高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)的互動(dòng)，可以全面滿足智能電網(wǎng)運(yùn)行、控制等要求。具體是指建立變電站內(nèi)的全景數(shù)據(jù)的信息一體化平臺(tái)，供各子平臺(tái)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化存儲(chǔ)讀取的訪問(wèn)以及和調(diào)度等相關(guān)系統(tǒng)的信息交換；滿足變電站集約化管理、順序控制等要求，并可與相鄰變電站、電源（包括可再生能源）、用戶間的協(xié)同響應(yīng)，是各級(jí)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

3.5 通信標(biāo)準(zhǔn)化

目前常規(guī)二次變?cè)O(shè)備缺乏統(tǒng)一的信息模型和通信指標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)不同廠家所成產(chǎn)設(shè)備的互連互通，必須設(shè)置大量的轉(zhuǎn)換器，增加了系統(tǒng)復(fù)雜程度和建設(shè)時(shí)設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)的工作量，進(jìn)而增加了變電站的復(fù)雜程度和成本支出。

4 變電站的設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新

4.1 基于智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)方法

河?xùn)|66kV智能變電站的狀態(tài)檢修評(píng)價(jià)方法采用專家系統(tǒng)、模糊計(jì)算等先進(jìn)的控制計(jì)算方法，通過(guò)各種信息判斷出設(shè)備不健康的水平，予以各種程度的減分，對(duì)某設(shè)備的總減分進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出設(shè)備的總體健康水平，并給出具體的檢修策略。

4.2 變電站采用了先進(jìn)的噪聲防控技術(shù)

4.2.1 主變壓器噪聲來(lái)源分析：（1）由于電磁場(chǎng)的交替變化所產(chǎn)生的電磁噪聲；（2）主變壓器的冷卻系統(tǒng)帶來(lái)的噪聲，其主要由油泵和冷卻風(fēng)扇兩部分構(gòu)成，但目前國(guó)內(nèi)所采用的均為自冷式主變壓器，沒有冷卻風(fēng)扇。

4.2.2 主變壓器噪聲的影響及傳播途徑。主變壓器噪聲在主變壓器室內(nèi)傳播，當(dāng)噪聲聲波遇上建筑物壁面以后，就發(fā)生反射和透射現(xiàn)象，反射波的疊加使得變電室內(nèi)部噪聲增強(qiáng)，透射波穿出變電室墻體傳播至變電室外，造成對(duì)附近人群的影響。一般反射波對(duì)周邊居民的影響較小，透射波通過(guò)對(duì)變電室墻體加裝隔音材料可以有效地減少主變壓器噪聲對(duì)外部環(huán)境的影響。

4.2.3 主變壓器室通風(fēng)降噪原因分析及方案設(shè)計(jì)。噪聲污染由噪聲源、傳播途徑和接受者三個(gè)要素構(gòu)成，必須三個(gè)要素同時(shí)具備才可構(gòu)成噪聲污染。因此，只要讓三要素不能同時(shí)存在便可有效控制噪聲污染的發(fā)生。（1）從源頭上控制。當(dāng)設(shè)備采買時(shí)，可向生產(chǎn)商提出主變壓器噪聲控制指標(biāo)，要求變壓器噪聲分貝控制在國(guó)家要求以內(nèi)；（2）變電站周圍的人群作為接受者也是客觀存在的。因此對(duì)變電站設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量避免或遠(yuǎn)離人群密集地帶，如無(wú)法避免則在變電室的建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)增強(qiáng)變電室的降噪處理，變電室的建造處理要在保證主變壓器的安全運(yùn)行的前提下還要從吸聲、隔聲、消聲等方面下功夫：（1）材料吸聲降噪處理。變電站場(chǎng)所主要采用了微穿孔板吸聲技術(shù)：先將龍骨架固定在主變壓器室內(nèi)四周墻體上，用玻璃纖維布包好離心超細(xì)玻璃棉，置放在龍骨與龍骨之間，面板采用鋁合金穿孔板覆蓋。其中要求室內(nèi)吸聲面積控制在主變壓器室總內(nèi)面積的60%左右。如室增加內(nèi)吸聲面積不但對(duì)降低室內(nèi)噪聲效果沒有增加，反而施工費(fèi)用卻提高。性價(jià)比下降；（2）阻隔聲音降噪處理。主變壓器室采取吸聲降噪處理措施以后，室內(nèi)反射聲波得到了有效控制，但主變壓器產(chǎn)生的直達(dá)聲波仍然可以通過(guò)大門等各個(gè)敞開口不斷向室外環(huán)境中傳播，為避免噪聲污染，應(yīng)對(duì)主變壓器室所有漏聲部位進(jìn)行隔聲處理。采用合理的密封降噪材料，對(duì)漏音部位進(jìn)行處理；（3）消聲降噪處理。主變壓器噪聲除了從門窗向外環(huán)境傳播外，還通過(guò)風(fēng)道口等部位向外環(huán)境傳播。風(fēng)道口需要通風(fēng)，因此是無(wú)法采取隔聲措施的，但是風(fēng)道是主變壓器室內(nèi)通風(fēng)散熱主要通道，如果采取隔音措施，不利于主變壓器的正常運(yùn)行。因此既要主變壓器的在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，又要保證通風(fēng)散熱不受影響，只有采取消聲的方法（安裝外部消音設(shè)備）；（4）方案設(shè)計(jì)。河?xùn)|66kV變電站在主變壓器室下部設(shè)置進(jìn)風(fēng)道口，其通風(fēng)面積約10m2。在進(jìn)風(fēng)道口安裝阻抗復(fù)合折板式進(jìn)風(fēng)消聲器進(jìn)行消聲處理。在主變壓器室上部側(cè)墻設(shè)出風(fēng)道口，室外側(cè)連接安裝低噪聲軸流通風(fēng)機(jī)，并將通風(fēng)機(jī)置于消聲室內(nèi)，通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)側(cè)加裝鋼板格柵，以防止零件等墜入主變壓器室。通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)道口通風(fēng)面積不小于5.2m2，喉部的通風(fēng)面積不小于3.0m2，出風(fēng)道口的通風(fēng)面積不小于6.0m2。在通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)道口采取消聲處理措施。通風(fēng)機(jī)的啟停配備就地控制裝置，可以手控和自動(dòng)溫控，自動(dòng)溫控在主變壓器室內(nèi)留有信號(hào)，并留有遠(yuǎn)程控制的接口，通風(fēng)系統(tǒng)還提供與消防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉鎖的接口。

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作者簡(jiǎn)介：高勛（1975—），男，國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院高級(jí)工程師，研究方向：變電站電氣設(shè)計(jì)、評(píng)審等。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint