變電運(yùn)維技術(shù)中的智能化技術(shù)分析

李彥明

摘 要：電力能夠確保社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展，積極提高電網(wǎng)碼頭運(yùn)輸效率，在我國(guó)目前變電站建設(shè)時(shí)，大多數(shù)都以高壓變頻變電系統(tǒng)為主，為了增強(qiáng)運(yùn)維技術(shù)發(fā)展質(zhì)量，必須對(duì)現(xiàn)有的變電運(yùn)維技術(shù)運(yùn)行情況進(jìn)行深入分析，對(duì)高壓變頻電源系統(tǒng)進(jìn)行深入控制，提高變頻電源運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，綜合利用VF分離控制、三相獨(dú)立控制、雙向同步并網(wǎng)控制等關(guān)鍵技術(shù)，可以有效提高變電運(yùn)維技術(shù)分離控制，解決輸出不穩(wěn)定和雙向同步并網(wǎng)問(wèn)題，增強(qiáng)變電運(yùn)維技術(shù)的整體運(yùn)行效果，為我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展提供重要?jiǎng)恿δ茉粗С帧?/p>

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)維技術(shù);智能化技術(shù);防盜技術(shù)

引言：目前世界上絕大多數(shù)電網(wǎng)，都以低壓供電為主，而低壓供電系統(tǒng)需要9根以上低壓電纜相連接，整個(gè)系統(tǒng)接線復(fù)雜、電線距離過(guò)長(zhǎng)，確保正常生產(chǎn)、生活。變電接入之后，與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)并行并網(wǎng)運(yùn)行，可以直接將用電負(fù)載轉(zhuǎn)移到變電電源，能夠有效減少船用柴油發(fā)電機(jī)使用頻率，既能夠降低環(huán)境污染，又能夠節(jié)省發(fā)電成本，變電變頻電源系統(tǒng)控制非常關(guān)鍵。積極針對(duì)變電運(yùn)維技術(shù)控制進(jìn)行深入分析，運(yùn)用VF分離控制、三相獨(dú)立控制，明確變電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，確保電網(wǎng)變電運(yùn)維技術(shù)運(yùn)行更加穩(wěn)定。

1變電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

變電系統(tǒng)主要包括供電設(shè)備、接口裝置、受電設(shè)備，為了確保采用高壓變頻的設(shè)計(jì)方案，在變電設(shè)備選擇上應(yīng)該以固定式結(jié)構(gòu)為主，電源容量保持在2000Kv，電源采用10Kv/50Hz輸入，為?？刻峁┓€(wěn)定電源。整個(gè)變電運(yùn)維技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高壓線高壓供電，低壓向低壓供電，避免高壓低壓相互干擾，滿足不同供電系統(tǒng)的實(shí)際要求。在不增加電力設(shè)備的基礎(chǔ)上，提高變電電源的綜合應(yīng)用范圍，具有較大的靈活性。高壓變頻電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該保證所有電源和頻率設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照《電力系統(tǒng)等級(jí)》進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保整個(gè)系統(tǒng)投入和退出穩(wěn)定可靠，供電系統(tǒng)運(yùn)行期間，要確保變電系統(tǒng)的質(zhì)量與國(guó)家規(guī)定保持一致，變電變頻電源裝置實(shí)現(xiàn)同步切換，增強(qiáng)自我保護(hù)能力和穩(wěn)定的信號(hào)傳輸能力，還要有一定的設(shè)計(jì)冗余度。變電控制系統(tǒng)需要對(duì)整個(gè)變電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作，確保未來(lái)智慧電網(wǎng)的建設(shè)。

2智能遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)應(yīng)用的前提條件

2.1系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)線相對(duì)較差

在變電站運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，無(wú)論是變電站的消防系統(tǒng)，還是相應(yīng)的反饋報(bào)警系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等都是相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，嚴(yán)重增加無(wú)功功率損耗。使用高壓供電的方式只需要使用少量高壓電纜，接線非常簡(jiǎn)單快速，線路損耗較小。高壓供電應(yīng)用存在著安裝船用簡(jiǎn)易變電站、自動(dòng)控制并網(wǎng)、大功率變頻變壓等各種問(wèn)題，使得變頻電源供電不穩(wěn)，變電站的運(yùn)行和維護(hù)出現(xiàn)故障時(shí)，各種系統(tǒng)之間的聯(lián)系會(huì)減少，此時(shí)很難正常發(fā)揮遠(yuǎn)程控制的作用，只能手動(dòng)完成，減少了變電站的運(yùn)行和維護(hù)，系統(tǒng)的安全性和可靠性還增加了兩名運(yùn)行和維護(hù)人員的工作量。

2.2自動(dòng)調(diào)整和監(jiān)測(cè)手段

在中國(guó)目前的變電站運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中，在測(cè)量變電站運(yùn)行和維護(hù)周圍的運(yùn)行問(wèn)題時(shí)，65 %的電力公司仍然將現(xiàn)有溫度計(jì)用于測(cè)量，但傳統(tǒng)的溫度測(cè)量存在很大的局限性。很難滿足新時(shí)期變電站運(yùn)營(yíng)開發(fā)的特定需求，也很難實(shí)現(xiàn)變電站溫度的自動(dòng)調(diào)整。

2.3 缺乏防盜技術(shù)

變電站在施工過(guò)程中容易受到外部因素和人為因素的影響，因此，很多地方在選擇變電站用地時(shí)，往往會(huì)選擇相對(duì)較遠(yuǎn)的地方，這也是變電站相關(guān)設(shè)備失竊的主要原因。原因是為了大大減少變電站操作和維護(hù)的困難。

3對(duì)智能變電站建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的建議

3.1加強(qiáng)智能變電站建設(shè)管理

建設(shè)智能變電站時(shí)要注意變電站的安全可靠運(yùn)行。建造的變電站要簡(jiǎn)單實(shí)用，運(yùn)維人員要方便，設(shè)備要不斷改進(jìn)設(shè)備水平。VFPS系列海變電力系統(tǒng)采用“單元系列多級(jí)”、“高-高”直接輸入輸出模式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并通過(guò)相移多級(jí)技術(shù)減少輸入端諧波，減少對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。相位輸出電壓通過(guò)SPWM波形調(diào)制和疊加由多個(gè)電源裝置形成，減少輸出電壓諧波成分和輸出電壓DV/ DT變化率。VFPS系列海變電力系統(tǒng)采用電力設(shè)備的串行連接形式，電壓疊加原理與“電池堆棧疊加”技術(shù)相似。需要6.6kV輸出時(shí)，6個(gè)電源設(shè)備串聯(lián)連接到每個(gè)相位，每個(gè)電源設(shè)備輸出的有效交流值為634V，相位電壓為3810V，線路電壓為6600V。每個(gè)設(shè)備最多可輸出690V，系統(tǒng)最多可輸出7170V.VFPS系列陸地電源系統(tǒng)由18個(gè)電源設(shè)備組成，每個(gè)電源設(shè)備串聯(lián)連接，形成相位。高可靠性和快速計(jì)算速度，與將單片機(jī)作為核心設(shè)備組成的主控制系統(tǒng)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)?？刂葡到y(tǒng)是逆變器的核心控制裝置，能調(diào)整所有動(dòng)力裝置的工作和控制，還能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷和陸上電力系統(tǒng)本身的各種保護(hù)功能，還能通過(guò)用戶控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)開關(guān)和模擬數(shù)量。變電站使用普通電流和電壓變壓器時(shí)，為了避免太多中間鏈路導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性下降，建議繼續(xù)在采樣中使用電纜訪問(wèn)方法。同時(shí)，相關(guān)智能變電站科研單位要加大電子變壓器的科研強(qiáng)度，注意提高穩(wěn)定性，使這些先進(jìn)設(shè)備更好地為智能變電站服務(wù)。

3.2不斷提高智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能

目前，智能變電站監(jiān)控畫面缺乏一致的標(biāo)準(zhǔn)和模式，各種后端制造商的監(jiān)控畫面設(shè)置不一致。智能變電站報(bào)告的信息主要使用輸入和輸出信號(hào)控制，控制系統(tǒng)和電源之間使用高速光纖通信，確?？刂葡到y(tǒng)和高壓電源之間的完全電氣絕緣。系統(tǒng)具有極高的安全性和抗干擾能力。主控制系統(tǒng)主要由主控制板、外部接口和部分檢測(cè)電路組成。電氣控制接口負(fù)責(zé)電氣開關(guān)控制和用戶操作說(shuō)明的接收。主控制板由主控制電路、監(jiān)控電路、液晶人機(jī)接口通信接口、電壓和電流檢測(cè)電路、光纖通信電路組成。變頻電源負(fù)載需要滿足不同電動(dòng)機(jī)的類型，利用VF分離控制技術(shù)可以輸出不同的電壓和頻率，增強(qiáng)用電的適用性。還能夠根據(jù)實(shí)際工況按照比例調(diào)節(jié)，串聯(lián)多個(gè)電平疊加變頻電源，利用高-高的變頻設(shè)計(jì)方案，對(duì)無(wú)數(shù)個(gè)低壓功率單元進(jìn)行串聯(lián)，增強(qiáng)電壓的功率疊加輸出能力。整個(gè)電網(wǎng)電壓由許多逆向變壓器，加壓后輸出給功率單元。功率單元包括三相輸入單相輸出的逆變器，可以實(shí)現(xiàn)交直交、PWM轉(zhuǎn)換、串聯(lián)功率。在輸入和輸出端也直接形成外形結(jié)構(gòu)，確保電壓頻率能夠?qū)崿F(xiàn)快速調(diào)節(jié)，而變壓器二次繞組則采用絕緣形式，增強(qiáng)變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與可靠性。不同功率單元的整體結(jié)構(gòu)和形式基本一致，能夠?qū)崿F(xiàn)互換共用。智能變電站通過(guò)光纖連接后，可以大大簡(jiǎn)化面板和面板之間的連接，但變電站開關(guān)的使用會(huì)增加。由于每個(gè)交換機(jī)有很多端口，如果找不到連接到每個(gè)端口的光纜，對(duì)以后的管理和維護(hù)非常不利，會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，因此施工方面需要找到每個(gè)交換機(jī)端口的光纜。其內(nèi)容應(yīng)具體反映在設(shè)計(jì)和施工圖紙中，土木工程期間嚴(yán)禁設(shè)備安裝，有效防止施工灰塵污染光纖設(shè)備接口，影響后期設(shè)備的正常運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

變頻電源系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行非常關(guān)鍵，能夠?yàn)樯a(chǎn)、生活提供必備能源，還可以有效減少環(huán)境污染問(wèn)題，節(jié)約供電成本。目前變電主要以低壓供電系統(tǒng)為主，供電速率慢，還存在許多方面的問(wèn)題和不足，必須積極針對(duì)大功率負(fù)載條件下非變頻電源系統(tǒng)進(jìn)行高壓控制。運(yùn)用VF分離控制技術(shù)、船岸同步雙向并網(wǎng)技術(shù)以及三相獨(dú)立技術(shù)，確保變電運(yùn)維技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，為建設(shè)智慧型電網(wǎng)自動(dòng)化電網(wǎng)提供重要技術(shù)支持。

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