一次設(shè)備智能化技術(shù)在智能變電站的探討

樊毅+王璠

摘 要：隨著電力事業(yè)的全面發(fā)展，在智能電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)過程中，與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站是重要的組成部分。智能變電站的最大特點(diǎn)在于一次設(shè)備的智能化上，一次設(shè)備智能化技術(shù)在智能變電站的應(yīng)用十分關(guān)鍵。其不僅能夠讓電力運(yùn)行的效率得到全面的提升，而且還能讓智能變電的可靠性得到全方位的改善。本文基于此，主要針對一次設(shè)備智能技術(shù)在智能變電站的應(yīng)用進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：一次設(shè)備;智能技術(shù);智能變電站;探討

中圖分類號： TM63 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2017）01-152-2

0 ?引言

自我國步入電氣時代以來，一次設(shè)備智能技術(shù)的應(yīng)用效率也逐步得到了提升。為了能夠讓智能變電站的運(yùn)行更加安全可靠。需要對一次設(shè)備智能技術(shù)進(jìn)行全面性分析。在目前，一次設(shè)備智能技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，智能變電站的結(jié)構(gòu)體系也在逐步優(yōu)化和更新。所以，對一次設(shè)備智能化技術(shù)進(jìn)行全面的探討，意義深遠(yuǎn)。

1 ?智能變電站的結(jié)構(gòu)

智能變電站的結(jié)構(gòu)為：過程層、間隔層、站控層。

①過程層：過程層的主要功能就是測量電力運(yùn)行過程中的實時電氣量，設(shè)備運(yùn)行過程中的大多數(shù)狀態(tài)就是采用栓測，在操作控制的執(zhí)行過程中進(jìn)行。

②間隔層：間隔層的主要功能就是將間隔過程中的實時數(shù)據(jù)信息匯總在一起，能夠?qū)σ淮卧O(shè)備啟用保護(hù)控制功能，在實施操作期間能夠使用其他控制功能，控制具有優(yōu)先級別的命令，例如，統(tǒng)計運(yùn)算、數(shù)據(jù)采集。起到了承上啟下的通信功能，能夠與過程層和站控層的網(wǎng)絡(luò)一起起到通信功能。在上下網(wǎng)絡(luò)的接口具有全雙工的方式，使得信息通道的冗余度提高，可以將網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性得到保證。

③站控層：站控層的主要功能就是通過高速網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r數(shù)據(jù)信息匯總在一起，對于實時數(shù)據(jù)庫的不斷刷新，可以將相關(guān)的各種數(shù)據(jù)信息傳向調(diào)度控制中心，通過接收到的調(diào)度能夠控制中心命令，通過間隔層和過程層進(jìn)行執(zhí)行，另外，在線編程的操作團(tuán)具有控制功能：在站內(nèi)能夠進(jìn)行監(jiān)控，使人機(jī)取得聯(lián)系，在線修改、在線組態(tài)、在線維護(hù)間隔層、過程層的設(shè)備功能。通過原有的變電站能夠自動地分析變電功能。

2 ?一次設(shè)備智能技術(shù)在智能變電站的應(yīng)用

2.1 智能化變電體系的構(gòu)建

過程層設(shè)備是一次設(shè)備和二次系統(tǒng)取得聯(lián)系的橋梁，能夠提供給間隔層設(shè)備獲取一次設(shè)備的數(shù)據(jù)，然后通過間隔層和站控層來進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制功能。間隔層設(shè)備能夠進(jìn)行一次設(shè)備的測量工作，進(jìn)行檢測、計量、保護(hù)、控制等功能。智能組件的主要特征為：信息互動化、功能一體化、狀態(tài)可視化、控制網(wǎng)絡(luò)化、測量數(shù)字化等，將過程層和間隔層的部分功能集合在一起，使得計量、保護(hù)、控制、檢測中的全部功能能夠得以實現(xiàn)。這樣一次設(shè)備與相關(guān)的智能組件能夠有機(jī)的構(gòu)成智能化一次設(shè)備，對于這種高上設(shè)備的內(nèi)嵌部分還能夠進(jìn)行智能組建工作，這樣還能夠獲取智能化的一次設(shè)備，例如，母線、互感器、斷路器、變止器等，二次設(shè)備主要包括智能組件、輔助系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)。智能變電站的重要標(biāo)志之一就是一次設(shè)備智能化。通過以標(biāo)準(zhǔn)的信息為借口，能夠?qū)⑿畔⑼ㄐ?、測控保護(hù)、狀態(tài)監(jiān)測等技術(shù)集于一體的智能化一次設(shè)備?？梢詫⒄麄€智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)流、信息流、電力流一體化的需求結(jié)合在一起，通過智能化的一次設(shè)備能夠?qū)ο冗M(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測手段進(jìn)行評價，科學(xué)地對一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，根據(jù)識別出的早期故障來對診斷結(jié)果進(jìn)行分析，合理地安排檢修和調(diào)度部門對運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，以便于能夠提供輔助決策依據(jù)。

2.2 故障自動診斷功能的實現(xiàn)

在設(shè)備發(fā)生故障時，能及時地對設(shè)備進(jìn)行故障分析，評估出故障的部位以及產(chǎn)重程度。通過大規(guī)模的間隙發(fā)電得知電網(wǎng)需要具有極高的靈活性，一次設(shè)備智能化能夠滿足此類要求。通過一次設(shè)備能夠?qū)⒅悄芑男畔鬏數(shù)叫畔⒁惑w化平臺中，對變電站的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，對于一次設(shè)備重要參數(shù)的在線監(jiān)測，能夠提供給電網(wǎng)管理設(shè)備基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐。對于實時狀態(tài)信息可以在專家進(jìn)行系統(tǒng)的分析處理工作后作出初步的判定決策，使得站內(nèi)的智能設(shè)備自診斷功能能夠得以實現(xiàn)。將智能組件的投入使用，不應(yīng)該對一次設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響：智能組件能夠自動連續(xù)地進(jìn)行存儲、監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理工作;在智能組件中應(yīng)具備自檢和報警的功能;使得智能組件能夠具有合理的監(jiān)測靈敏度和較好的抗干擾能力;使得監(jiān)測結(jié)果能夠更佳可靠。

2.3 智能技術(shù)的綜合應(yīng)用

2.3.1 ?主變壓器的智能化

在油中的溶解氣體應(yīng)具有在線監(jiān)測功能，例如，溫度負(fù)荷在線監(jiān)測、局部放電在線監(jiān)測、套管絕緣在線盜測等單元，能夠通過變壓器將油溶解氣體，產(chǎn)生局部放電，在套管的絕緣介損應(yīng)具有一些在線檢測功能，例如，油泵狀態(tài)、風(fēng)扇狀態(tài)、油位、油溫、溫度負(fù)荷趨勢、泄漏電流值、電容值等。

2.3.2 ?開關(guān)設(shè)備智能化。

在GIS密度的微水在線監(jiān)測系統(tǒng)中能夠?qū)F6氣體的密度作出微水的監(jiān)測，GIS的在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)GIS局放的在線監(jiān)測功能。通過溫度傳感器能夠?qū)lS的內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，直觀地對GIS內(nèi)部溫度變化情況進(jìn)行觀察。局部放電監(jiān)測是GIS的在線監(jiān)測方法，通過制造GIS設(shè)備，能夠?qū)ζ渌s物和導(dǎo)電粒子進(jìn)行安裝和維修工作，使得電極的表面會產(chǎn)生的毛刺、耐傷等損傷。斷路器在在線監(jiān)測系統(tǒng)中能夠測量出SF6氣體的密度，通過斷路器的儲能時間、儲能狀態(tài)、儲能電機(jī)電流波形、特征分合閘速度等參數(shù)在線監(jiān)測出來。

2.3.3 ?道雷器設(shè)備的智能化

通過避雷器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，使得避雷器的計數(shù)器動作次數(shù)、泄漏電流值的在線路測功能能夠得以實現(xiàn)。

2.3.4 ?電容性的設(shè)備營能化

通過此項特性能夠?qū)⑷嗖黄胶怆娏鞯谋O(jiān)測、電容量、介質(zhì)損耗因數(shù)測量出來;電纜。能夠監(jiān)測出電力電纜的局部放電情況，將直流分量、介質(zhì)損耗因數(shù)等情況進(jìn)行測量。

2.3.5 ?電子式互感器

對于變電站運(yùn)行的實時信息測量數(shù)字化的主要設(shè)備之一就是電子式互感器。對于電網(wǎng)的動態(tài)觀測情況，能夠使得繼電保護(hù)的可靠性得到提高。為了能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行整體水平得到提高，需要具有準(zhǔn)確的電壓動態(tài)測量和電流。電子式互感器的原理就是電磁感應(yīng)，采用羅氏線圈的方式，能夠?qū)﹄姼小㈦娙?、電阻等方式進(jìn)行分止。羅氏線圈纏繞在環(huán)狀的非鐵磁性的骨架上。對于電子式互感器的高壓平臺，需要具備電源供電的電子電路方式，通過模擬的形式來采集數(shù)值，然后通過光纖將數(shù)字信號傳輸?shù)蕉蔚挠嬃?、保護(hù)、測控系統(tǒng)中。

3 ?一次設(shè)備智能技術(shù)在智能變電站的技術(shù)要求

①一次設(shè)備采用的是在線監(jiān)測的方式，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行實時的監(jiān)測，使設(shè)備的狀態(tài)為可視化;對于在線檢測和保護(hù)裝置可以采取智能組件的形式，對于信號和控制電纜的長度能夠減少;使得監(jiān)測參量的狀態(tài)能夠符合通信標(biāo)準(zhǔn)。

②對于智能變電站的一次設(shè)備智能化的建設(shè)以在線監(jiān)測為基礎(chǔ)，再準(zhǔn)確選擇在線監(jiān)測參量。

③對于在線監(jiān)測智能終端的安裝方式采用就近安裝，智能單元是屬于電子元件，工作年限一般小于12年，對于時長運(yùn)行的測編精確性還有待檢驗。要建立相應(yīng)的設(shè)備維修和保養(yǎng)機(jī)制，需要成立相應(yīng)的設(shè)備部門，對設(shè)備進(jìn)行整體的維護(hù)管理，從而有效地降低電力設(shè)備出現(xiàn)的各種故障。

4 ?結(jié)語

一次設(shè)備智能技術(shù)在智能變電站的應(yīng)用十分重要，在進(jìn)行一次智能技術(shù)的應(yīng)用過程中。首先需要對其變電站的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面性分析，然后構(gòu)建相應(yīng)的自動變電體系，讓一次智能化變電技術(shù)得到綜合性的應(yīng)用。最后還要結(jié)合各種技術(shù)要求，讓一次設(shè)備智能技術(shù)能夠得到規(guī)范性的應(yīng)用。從而達(dá)到理想的應(yīng)用效果。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 周曉龍.智能變電站保護(hù)測控裝置[J].電力自動化設(shè)備，2010（08）.

[2] 付國新，戴超金，侍昌江，張明勇.智能變電站故障錄波系統(tǒng)設(shè)計與探索[J].電力自動化設(shè)備，2010（07）.

[3] 張保會，郝治國，Zhiqian BO.智能電網(wǎng)繼電保護(hù)研究的進(jìn)展（三）——保護(hù)功能的發(fā)展[J].電力自動化設(shè)備，2010（03）.

[4] 楊麗徙，曾新梅，劉蓉.變電站電氣一次設(shè)備智能化問題的研究綜述[J].高壓電器，2012（09）.

[5] 李孟超，王允平，李獻(xiàn)偉，王峰，蔡衛(wèi)鋒.智能變電站及技術(shù)特點(diǎn)分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010（18）.