智能變電站的技術(shù)應(yīng)用探討

劉軍

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司谷城縣供電公司，湖北 襄陽 441700）

在現(xiàn)代人的生活當(dāng)中，科學(xué)技術(shù)的力量正在不斷沖擊著人們的實際生活。在當(dāng)前社會中，每一天甚至是每一刻都在誕生著各種各樣的科研成果，不同的科技領(lǐng)域隨時都可以看到全新成果的身影。在此背景下，我國的電力行業(yè)以及電力系統(tǒng)也在不斷發(fā)生著各種各樣的體制變革與機制創(chuàng)新，并且取得了比較理想的應(yīng)用效果。

1 關(guān)于我國變電站的發(fā)展歷程分析

1.1 傳統(tǒng)變電站

傳統(tǒng)變電站主要指的是上個世紀80年代之前出現(xiàn)的變電站。當(dāng)時的變電站所應(yīng)用的各種保護設(shè)備主要是以晶體管和集體電路為主，而二次設(shè)備基本上都是按照傳統(tǒng)方式來進行布置，每個部分都可以自主獨立地運行。后來在微處理器和通信技術(shù)的不斷發(fā)展下，遠程裝置的性能也得到了很大的提升，傳統(tǒng)變電站也隨之增加了重要的四遙功能，分別是遙測、遙控、遙信和遙調(diào)。

1.2 綜合自動化變電站

在上個世紀的90年代，我國的變電站發(fā)生了實質(zhì)性的變化，自動化變電站模式出現(xiàn)了。這與當(dāng)時微機保護技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、計算機以及通信技術(shù)的發(fā)展都有著不可分割的聯(lián)系。綜合自動化變電站是借助當(dāng)時先進的計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及信息處理技術(shù)來對變電站二次設(shè)備的功能重新進行了組合與優(yōu)化設(shè)計，其最大的進步就在于實現(xiàn)了對變電站設(shè)備運行情況的監(jiān)視、測量、控制以及協(xié)調(diào)。關(guān)于綜合自動化變電站，其基本上經(jīng)歷了3種不同結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展，分別是集中式、分散式以及分散分層式，在不斷升級與完善的過程中，變電站的設(shè)計的合理性、穩(wěn)定性也得到了顯著的提升。

1.3 數(shù)字化變電站

數(shù)字化變電站是智能變電站的重要前身，其數(shù)字化特征最主要體現(xiàn)在過程層設(shè)備的數(shù)字化、變電站內(nèi)部信息的網(wǎng)絡(luò)化和斷路器設(shè)備的智能化。數(shù)字化變電站成功結(jié)合了設(shè)備集成與功能優(yōu)化兩種概念的優(yōu)勢，實現(xiàn)了一次設(shè)備和二次設(shè)備的初步融合。

1.4 智能變電站

智能變電站被正式提出是在2009年，當(dāng)時國家電網(wǎng)公司首次提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的重要目標。智能電網(wǎng)會涉及到6個重要環(huán)節(jié)，分別是發(fā)、輸、變、配、用以及調(diào)度。關(guān)于智能變電站的定義，其主要是指借助各種先進的智能設(shè)備，以通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、全站信息數(shù)字化以及信息共享標準化作為最基本的要求，自動完成信息的采集、測量、控制、保護以及監(jiān)測等基本功能，然后根據(jù)實際需求來支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)以及在線分析決策等高級應(yīng)用功能的變電站。

2 關(guān)于智能變電站的主要技術(shù)分析

2.1 電子互感器技術(shù)

在現(xiàn)階段的智能變電站的諸多關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)中，電子互感技術(shù)是最重要的一項基礎(chǔ)性技術(shù)。我國第一批智能變電站試點工程在實際運行過程中就已經(jīng)采用了此項技術(shù)，其中主要包括光纖式互感器、分壓式互感器等。在試點應(yīng)用過程中表現(xiàn)以下問題：光纖式互感器，如果電流較小，會產(chǎn)生較大的噪音；分壓式互感器，其高壓傳感器部分存在若干電路設(shè)備，如果沒有外部供電將會停止工作，并且還需要解決電磁兼容的問題。所以，工作人員在使用此項技術(shù)時，通常會結(jié)合傳統(tǒng)互感器和合并單元采樣，這樣做的目的就是要確保設(shè)備在實際運行過程中的安全性與穩(wěn)定性。

2.2 在線監(jiān)測技術(shù)

智能變電站在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展到今天，其技術(shù)的成熟度已經(jīng)進入到了一個比較高的水平，已經(jīng)能夠借助智能化的設(shè)備完成在線檢測，并且檢測得出的最終結(jié)果也是相當(dāng)準確，此項技術(shù)的重要性已經(jīng)得到了很好的證明。但是，這并不能夠代表在線檢測技術(shù)就是完美的，還存在著很多的問題與弊端。其中涉及到的一些細節(jié)部分，諸如檢測開關(guān)或者斷路器接頭等，都還是亟待得到進一步的優(yōu)化與完善。此外，因為技術(shù)水平的局限性，智能變電站的在線技術(shù)并沒有真正發(fā)揮出其原有的全部價值和作用。舉例說明：在當(dāng)前的智能變電站當(dāng)中，傳感器很容易出現(xiàn)不同程度上的損壞，這就會嚴重影響到檢測結(jié)果的可靠性。如果任由此問題繼續(xù)發(fā)展下去，原本因為檢測器自身的問題而影響到的精確度，在最后很有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，其后果可想而知。

2.3 接地線安裝技術(shù)

接地線安裝技術(shù)是智能變電站電力控制工作中非常重要的一項保護控制技術(shù)。接地線安裝技術(shù)可以說是安裝工作中的第一道質(zhì)量關(guān)卡，其影響非常之大，會直接影響到管理人員的生命安全。一般情況下，接地線安裝技術(shù)通常會使用銅包鋼作為主要材料，但是其還是要根據(jù)具體的要求來確定深埋地底的深度。

2.4 信息管理儲存技術(shù)

現(xiàn)階段的智能變電站中，無論是數(shù)據(jù)采集、儲存還是管理，基本上都是在數(shù)字化信息平臺上面來完成，因此，要想提高數(shù)據(jù)信息的采集、儲存以及管理的實際質(zhì)量，就必須要確保其擁有良好的故障恢復(fù)功能。在智能變電站的信息管理中，數(shù)字化平臺便是最核心的角色，因為數(shù)字化信息平臺會統(tǒng)一完成好采集信息、集成、轉(zhuǎn)換、調(diào)用以及儲存等多項功能。除此之外，數(shù)字化信息平臺還在變電站的擴展性以及經(jīng)濟性方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。

3 關(guān)于智能變電站技術(shù)的實際應(yīng)用分析

3.1 在線監(jiān)測技術(shù)的實際應(yīng)用

眾所周知，在線檢測技術(shù)是狀態(tài)檢修工作中非常重要的一個組成部分。其會在各項設(shè)備處于正常工作的前提之下，對其進行連續(xù)或者定期監(jiān)測的一種自動化設(shè)備。圖1是關(guān)于在線監(jiān)測技術(shù)的一個基本框架。

圖1

3.2 電子式互感器的實際應(yīng)用

電子式互感器和電磁式互感器之間最大的區(qū)別就在于電子式互感器具有絕緣性能，而且絕緣結(jié)構(gòu)更為簡單一些，這也是電子式互感器自身所具備的獨特優(yōu)勢。如果羅氏線圈互感器不包含鐵芯，那么電子式互感器的磁飽和與鐵磁諧振問題便能夠得到有效消除。另外，如果高壓側(cè)與低壓側(cè)之間只存在光纖聯(lián)系，那么抗電磁干擾的性能便會得到顯著提升。從國家電網(wǎng)在采用電子式互感器的效果來看，其可靠性還有待于進一步提高。其中存在的典型問題便是，如果是在小電流的情況下，全光纖式電流互感器的波形則很不光滑，而且會出現(xiàn)很多毛刺。而電壓互感器因為高壓傳感頭部分有電子電路器件，需要外部供電，電磁兼容就需要特殊處理。

3.3 智能變電站的高級應(yīng)用分析

經(jīng)濟運行和優(yōu)化控制。關(guān)于智能變電站技術(shù)的高級應(yīng)用，必須要提到的一點便是無功補償設(shè)備的自動調(diào)節(jié)裝置，借助變壓器的重要作用來對其進行優(yōu)化與控制。其大部分是通過無功、電壓的管理，完成智能電網(wǎng)的穩(wěn)定工作、經(jīng)濟運行和優(yōu)化控制。無功電壓控制一般是把無功電壓控制設(shè)備安裝在站內(nèi)，然后通過分級或者分層無功電壓控制的辦法，來確保其和地區(qū)電網(wǎng)無功電壓協(xié)調(diào)控制達到最理想的狀態(tài)。

設(shè)備狀態(tài)可視化。關(guān)于設(shè)備狀態(tài)的可視化，其最大的優(yōu)勢就在于能夠根據(jù)不同的監(jiān)測項目來顯示與之相應(yīng)的監(jiān)測結(jié)果，而且可以實時監(jiān)測，實時顯示。工作人員可以根據(jù)特定的監(jiān)測項目來分析和總結(jié)在線監(jiān)測的結(jié)果，并用較為顯著的色彩顯示超過閥值的項目。通過曲線、音效、顏色、指示燈等效果來綜合反映設(shè)備的各種狀態(tài)，進而通過調(diào)取監(jiān)測設(shè)備的各種項目曲線以及波形來提供不同歷史時期曲線的對比功能。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)階段的變電站中，智能變電站技術(shù)已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并且在實際運行過程中，智能變電站技術(shù)也用自身的實力和優(yōu)勢證明了自己的價值，成為當(dāng)前最受關(guān)注的技術(shù)類型。智能變電站技術(shù)成功將電力輸變技術(shù)和現(xiàn)代化信息管理技術(shù)有效結(jié)合在了一起，實質(zhì)上是一種集合多種先進技術(shù)的有效結(jié)合體，它不僅在提升變電站技術(shù)向數(shù)字化方向的發(fā)展進程方面發(fā)揮著不可替代的重要作用，更在很大程度上有效降低了電網(wǎng)事故的發(fā)生概率，全面提高了變電站的變電效率。