小議智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)及改造要點(diǎn)

蔣雷

（河南省電力公司商丘供電公司檢修部，河南商丘 476000）

小議智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)及改造要點(diǎn)

蔣雷

（河南省電力公司商丘供電公司檢修部，河南商丘 476000）

智能電網(wǎng)是我國的國家戰(zhàn)略，目的是更加強(qiáng)韌的電網(wǎng)，進(jìn)一步降低大規(guī)模停電的風(fēng)險(xiǎn)，提高設(shè)備使用效率，降低人工成本等。智能變電站是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的重要節(jié)點(diǎn)，我國的變電站經(jīng)過長期的發(fā)展，已經(jīng)初步形成了數(shù)字化變電站，但是這還不是真正意義上的數(shù)字化變電站。智能化變電站是變電站自動化技術(shù)、一體化的GIS系統(tǒng)結(jié)合各種傳感器系統(tǒng)，能夠兼容虛擬發(fā)電站以及微網(wǎng)，并且能夠遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，能夠在遠(yuǎn)程控制中心實(shí)施一定的控制和檢修，而檢修方式上也由傳統(tǒng)的定期檢修轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)檢修為主。

智能電網(wǎng)；智能變電站；變電站改造

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源問題和環(huán)境問題日漸突出，我國面臨著全球變暖和大范圍霧霾天氣污染等嚴(yán)重環(huán)境壓力。我國電力供應(yīng)中以燒煤為主的火電占了很大份額，因此在我國能源安全和環(huán)境安全的壓力下，建設(shè)智能化高效的電網(wǎng)迫在眉睫。

1 智能變電站的技術(shù)特點(diǎn)

1.1 智能化

變電站中IED設(shè)備的智能化和信息化是智能變電站的技術(shù)關(guān)鍵，因此在智能變電站中的一次設(shè)備智能化的IED主要有光電互感器、智能通訊設(shè)備、微處理器、智能變壓器等。其中光電互感器的大量使用能夠更好地將變電站的參數(shù)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電信號，通過IEC61850規(guī)約遠(yuǎn)程傳遞給控制中心，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程檢測和控制，簡化了常規(guī)機(jī)電繼電器及控制回路和導(dǎo)線連接的復(fù)雜設(shè)計(jì)和維護(hù)。此外一次設(shè)備的智能化也為二次設(shè)備的智能化提供了條件，因此在智能變電站的設(shè)備層中繼承了傳統(tǒng)變電站的過程層和間隔層

1.2 二次設(shè)備的信息化

基于一次設(shè)備的智能化和信息化，智能變電站中的很多二次設(shè)備也可以與一次設(shè)備共同享用光電傳感器，通訊設(shè)備等，二次設(shè)備中如繼電保護(hù)器、測量控制系統(tǒng)、無功補(bǔ)償、安全檢測設(shè)備都可以利用IEC61850通訊規(guī)約實(shí)現(xiàn)在線狀態(tài)檢修。由于IEC61850通訊規(guī)約的存在因此不需要出現(xiàn)各種五花八門的I/O接口，可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)接口和信息的網(wǎng)絡(luò)化，通過光纖實(shí)現(xiàn)智能變電站的“全景”監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，為狀態(tài)檢修提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

1.3 IEC61850通訊規(guī)約

IEC61850通訊規(guī)約能夠很好地解決目前各廠家IED設(shè)備之間混亂的通訊現(xiàn)狀，以兼容性和擴(kuò)展性實(shí)現(xiàn)了智能變電站從過程層到整個(gè)電網(wǎng)及遠(yuǎn)程控制中心的的信息無縫對接。能夠?qū)崿F(xiàn)智能電網(wǎng)撒謊能夠變電站內(nèi)外信息的交互和信息共享，為以后的系統(tǒng)間數(shù)據(jù)和信息無縫結(jié)合提供條件。

1.4 為狀態(tài)檢修提供條件

智能化的變電站最突出的在于各種設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，最明顯的好處在于可以遠(yuǎn)程獲知一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、工作狀態(tài)，并可通過數(shù)據(jù)分析對使用壽命和故障點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測和分析，為及早發(fā)現(xiàn)問題預(yù)防重大事故提供了基礎(chǔ)。相比傳統(tǒng)變電站來說，智能變電站的監(jiān)測點(diǎn)從以往只檢測主要設(shè)備（如只有變壓器才裝有狀態(tài)在線監(jiān)測設(shè)備）變成涵蓋更多設(shè)備更多檢測數(shù)據(jù)（例如，以前沒有能力涉及到的GIS、斷路器、隔離開關(guān)等），檢測的方面涵蓋更廣，能夠做的遠(yuǎn)程診斷越精準(zhǔn)。

2 常規(guī)變電站智能化改造的要點(diǎn)

2.1 改造原則

常規(guī)變電站的智能化改造必須遵守以下幾個(gè)原則：安全性和可靠性，不能引文改造而降低安全水平；經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，需要具體問題具體分析根據(jù)變電站的重要性、設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行環(huán)境等問題經(jīng)濟(jì)實(shí)用的智能化，以企業(yè)的運(yùn)營效率和資產(chǎn)使用效率為出發(fā)點(diǎn)考慮；標(biāo)準(zhǔn)化，變電站的智能化的標(biāo)準(zhǔn)必須是嚴(yán)格遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的，否則就違背了智能化的初衷。

2.2 過程層智能化改造

本著經(jīng)濟(jì)性的原則，在一次設(shè)備達(dá)到工作壽命前，對其加裝在線檢測設(shè)備。對于高壓設(shè)備需要將傳感器放置在高壓設(shè)備外，實(shí)現(xiàn)對高壓設(shè)備的數(shù)字狀態(tài)采集。由于變壓器所涉及的參數(shù)較多，在變壓器上需要設(shè)置智能組件柜。各種斷路器的測量參數(shù)較少，沒必要每個(gè)都設(shè)置智能組件柜，而采用在場區(qū)設(shè)置一個(gè)總的智能組件柜。智能組件柜在一次設(shè)備達(dá)到工作壽命后，徹底換代成專用集成電路式智能檢測器和斷路器，按照智能電站的設(shè)計(jì)規(guī)范對間隔層和站控層進(jìn)行相應(yīng)改造，完成智能變電站的智能化。

2.3 間隔層的智能化改造

IEC61850通訊協(xié)議是整個(gè)變電站智能化的關(guān)鍵，因此間隔層的智能化改造要對不符合IEC61850通訊協(xié)議的保護(hù)設(shè)備進(jìn)行更換，對有些雖然支持IEC61850通訊協(xié)議但現(xiàn)在執(zhí)行103規(guī)約的保護(hù)設(shè)備進(jìn)行改造，原則是讓所有的設(shè)備都以IEC61850通訊協(xié)議連接。

在間隔層的設(shè)備更換時(shí)，過程層的設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行需要在電磁式電流互感器和電壓互感器此類的一次設(shè)備加裝數(shù)據(jù)采集控制單元。

2.4 站控層的智能化改造

智能化的變電站的站控層要遵守IEC61850通訊協(xié)議，要求是集監(jiān)控、遠(yuǎn)程通訊、運(yùn)行監(jiān)控、五防閉鎖于一體。對不符合接入以太網(wǎng)或光纖的設(shè)備要及時(shí)更換或加裝轉(zhuǎn)接設(shè)備。目前我國變電站基本上是微機(jī)綜合自動化變電站，對此不需要整體更換，只需要在站控出口處適當(dāng)改造以適合IEC61850通訊協(xié)議，而對沒有進(jìn)行微機(jī)綜合自動化變電站直接按照IEC61850通訊協(xié)議的規(guī)則整體智能改造。

[1]趙馳.智能化變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)研究[D].天津大學(xué), 2011.

[2]智全中,秦廣召,婁偉,徐曉東.五防系統(tǒng)在智能化變電站中應(yīng)用分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2009,23:108-111.

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1003-5168(2014)04-0097-01