500kV變電站智能化改造的關鍵技術探究

楊祺慧 李濟民

【摘 要】智能化是變電站主要發(fā)展方向，同時，也是保障變電站安全運行的重要條件。當前，我國進一步加大變電站改造力度，國家相繼出臺了國家電網(wǎng)智能化總規(guī)劃，為實現(xiàn)智能化變電站提供了理論基礎。文章將以500kV變電站智能化改造必要性和改造原則為切入點，對智能變電站改造關鍵技術和具有方法進行分析，以期為相關工作人員提供參考。

【關鍵詞】500kV變電站；智能化；必要性；現(xiàn)狀；關鍵技術

智能變電站作為建設智能電網(wǎng)的基礎和保障，實現(xiàn)變電站智能化，能夠實現(xiàn)發(fā)電到用戶雙向信息交流。當前，數(shù)據(jù)采集、自動化控制技術等逐漸成熟，并廣泛應用于電力建設中。實現(xiàn)變電站智能化為電網(wǎng)智能化建設提供了技術支持和保障。為了不斷適應社會發(fā)展需要，將變電站進行智能化升級改造勢在必行，改造后的變電站能夠實現(xiàn)提升運行效率、優(yōu)化資源配置、降低運維成本的目的。

一、500kV變電站智能化改造的必要性

隨著科學技術地發(fā)展，新型傳感器、計算機信息技術等廣泛應用于變電站系統(tǒng)中，在很大程度上，推動了變電站智能化發(fā)展。但是，由于一些管理人員不了解新型技術，沒有經(jīng)過專業(yè)技能訓練，在智能化系統(tǒng)應用和設計過程中，通常是按照自身需求進行設計，導致總系統(tǒng)和各個子系統(tǒng)之間關聯(lián)性較差，尤其是在實際應用過程中，很多子系統(tǒng)都是獨立存在的，主要表現(xiàn)在以下幾點：第一，各個通信接口之間缺少一致性，想要真正實現(xiàn)信息資源共享，難度較大，這在某種程度上會導致信息采集失敗；第二，經(jīng)改造后系統(tǒng)依然依賴者原有通信協(xié)議，后期系統(tǒng)維護難度較大。因此，實現(xiàn)500kV變電站智能化改造，將通信技術和計算機技術引入其中，靈活運用相關標準，大大提高了變現(xiàn)站的相互操作性、靈活性、快捷性，故而，500kV變電站智能化改造對時代發(fā)展具有重要意義。

二、500kV變電站智能化改造原則

500kV變電站智能化改造必須要遵循以下基本原則：第一，遵循電力行業(yè)和社會相關標準，變電站智能化改造要具有一定的發(fā)展性，并充分考慮改造后系統(tǒng)、設備的兼容性；第二，從設備全生命周期出發(fā)進行變電站智能化改造，有效避免變電站智能化改造中產(chǎn)生的不必要的破壞；第三，技術人員的設計原則一定要向典型化設計靠攏，加強設備配置和主接線等優(yōu)化；第四，全面考慮500kV變電站智能化改造中系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)制造、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)安裝、系統(tǒng)運行、系統(tǒng)維護等環(huán)節(jié)；第五，結合節(jié)約清廉的思想進行改造，充分考慮選用設備的經(jīng)濟性、先進性和可靠性；第六，將實現(xiàn)供電質(zhì)量、延長壽命周期以及企業(yè)的利益最大化，作為改造核心原則。

三、500kV變電站智能化改造關鍵技術及方法

（一）變壓器智能組件技術

一次設備智能化改造的重要特征是智能組件作為變電站設備層的關鍵設備，主要有變壓器冷卻系統(tǒng)匯控柜、有載調(diào)壓開關控制器、短路控制箱等。智能組件就是可以實現(xiàn)集成、分散、內(nèi)置、外置等任意組合的靈活設備。

變電器主要通過主、子智能電子設備，采集、處理設備狀態(tài)信息。主LED設備主要是對一次設備故障進行診斷和分析，根據(jù)各智能檢測組件的檢測數(shù)據(jù)進行判斷，主LED的功能相當于前置服務器，被安置在智能匯控柜中。變壓器智能組件關鍵技術如下：第一，同步監(jiān)測技術，可以實現(xiàn)多種狀態(tài)量實時同步監(jiān)測，如微水監(jiān)測、鐵芯電流監(jiān)測、油溫監(jiān)測、有載開關監(jiān)測、工況信息等；第二，過載能力評判，主LED結合環(huán)境溫度、油溫、負荷等情況，完成對變壓器過載能力的估算，建立變壓器負荷動態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)；第三，設備壽命評估，主要通過對頂層油溫、環(huán)境溫度、負荷等情況進行設備絕緣老化與壽命進行評估，通過智能組件對溫度的監(jiān)測，計算絕緣老化率。

（二）故障警告和分析技術

變電站運行中設備比較多，在發(fā)生故障時，如果依靠人工的方式進行檢測，其效率比較低，依靠現(xiàn)代智能化故障警告和分析技術，能夠幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)問題。故障分析系統(tǒng)能夠實現(xiàn)單一事件、關聯(lián)事件等智能化推理，單一事件的推理主要是對每條警告信息進行推理，并對警告信息進行分析，給處發(fā)生故障的原因和處理措施；關聯(lián)事件是對多個事件進行分析和判斷，最終給出一個綜合性處理措施。故障智能分析能夠對故障的類型、發(fā)生的條件等進行分析，根據(jù)設備的運行方式、接線方式、運行狀態(tài)等因素進行綜合性判斷，從而給出故障的相關信息以及解決方法。

（三）建立一體化信息平臺

基于500kV變電站的現(xiàn)狀來看，一體化信息平臺地建立，是實現(xiàn)500kV變電站智能化改造的基礎。一體化信息平臺地建立，操作人員可實現(xiàn)遠程操作或者監(jiān)控后臺操作，并通過計算機監(jiān)控對變電站的實際運行情況進行全面、及時地了解。同時，一體化信息平臺還能通過遙測的方式采集數(shù)據(jù)信息。此外，標準化、一體化和規(guī)范化各個子系統(tǒng)地管理，可以實現(xiàn)全面監(jiān)控，最重要的是，建立一體化信息平臺的，可以讓變電站成功轉型為智能變電站。采用計算機檢測，能夠實現(xiàn)變電站順序控制功能，進而使500kV變電站的改造能夠朝著自動化和數(shù)字化的方向發(fā)展。

（四）應用功能智能化

電路或變電站改造是社會發(fā)展的必然趨勢，加大變電站智能化開發(fā)和研究，對實現(xiàn)智能電網(wǎng)具有重要意義。實現(xiàn)應用功能智能化，可以在通信規(guī)范建設的基礎上，實現(xiàn)500kV變電站內(nèi)部電氣設備信息共享，進而現(xiàn)代化變電站。例如，網(wǎng)絡化的二次設備、電子式的互感器與智能化的開關，分層次的建設智能化變電站。此外，在一體化信息平臺上，對500kV變電站實行智能調(diào)度、智能化操作與智能化調(diào)控，進一步優(yōu)化應用功能。

（五）輔助功能智能化

500kV變電站改造過程中，必須確保各項輔助性功能智能化，也就是要按照實際需要，構建智能化巡視體系，例如，配置斷路器保護裝置、實現(xiàn)測量、保護與監(jiān)控一體化。此外，還要根據(jù)系統(tǒng)的需要配置分段、總路，認真測試變電站戶外溫度、火警、空調(diào)等運行情況，給無人值班與智能化巡視創(chuàng)造條件。

四、結束語

綜上所述，變電站智能化建設是實現(xiàn)電網(wǎng)智能化的基礎，以500kV變電站為例，實現(xiàn)變電站智能化改造，能夠實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提高運行效率，降低運營和維護成本。500kV變電站智能化改造是一個循序漸進的過程，需要相關人員進一步深入探索系統(tǒng)的兼容性、穩(wěn)定性及可靠性改造技術和方法，總結出一套符合社會發(fā)展需要的、資源利用效率高、改造成本低的改造方案，實現(xiàn)500kV變電站智能化改造，進一步推進電網(wǎng)智能化改造。

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