500千伏變電站二次系統(tǒng)智能化改造策略探討

陳龍

摘要：隨著電力行業(yè)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)得到了有效的發(fā)展并且發(fā)揮著越來越大的作用。為了實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)，其中一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)就是智能變電站的實(shí)現(xiàn)。要想真正意義上的實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)，必須保證變電站的智能化，從而實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的自愈功能。本文主要闡述了變電站智能化改造中的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：變電站;智能化;改造;策略

隨著現(xiàn)代電網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，各國根據(jù)自身電力工業(yè)發(fā)展的具體情況，通過不同領(lǐng)域的研究和實(shí)踐，形成了各自的發(fā)展方向和技術(shù)路線，也反映出對未來電網(wǎng)發(fā)展模式的不同理解。近年來，隨著各種先進(jìn)技術(shù)在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，智能化已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，發(fā)展智能電網(wǎng)已在世界范圍內(nèi)形成共識。從技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的角度看，智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動控制技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成，形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。而智能變電站是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵，是建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的核心平臺之一。

1智能化變電站體系結(jié)構(gòu)

對變電站實(shí)施智能化改造，主要是針對常規(guī)變電站，在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范情況下，借助電子形式的互感器以及智能化開關(guān)等設(shè)備、站控層間隔層、過程層等建立相應(yīng)的職能設(shè)備，通過這種方式促使變電站中相關(guān)智能設(shè)備的信息實(shí)現(xiàn)信息共享和相互操作。伴隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展以及廣泛應(yīng)用，變電站智能化獲得極大的促進(jìn)，其中大多數(shù)智能化和低能耗的電子設(shè)備均獲得常規(guī)變電站所應(yīng)用[1]。通常情況下，可以在常規(guī)變電站的站控層以及間隔層安裝一定設(shè)備，還可以使用常規(guī)電磁性電流互感器和電壓互感器對相關(guān)信息進(jìn)行采集。但是，將智能化變電站和常規(guī)變電站進(jìn)行對比，智能變電站在技術(shù)上存在較高的優(yōu)勢。其中智能化變電站可以對標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行相互交互，使用智能化設(shè)備，可以促使變電站的具體運(yùn)行得到智能化控制和互動化應(yīng)用。

2智能化改造面臨的問題

在智能變電站中，保護(hù)功能壓板發(fā)揮關(guān)鍵作用，它分為硬壓板和軟壓板。硬壓板以實(shí)物形式存在，目前標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、操作檢查方便直觀。軟壓板通過軟件實(shí)現(xiàn)，通過保護(hù)裝置、監(jiān)控系統(tǒng)畫面顯示，顯示不統(tǒng)一，給運(yùn)維人員對其進(jìn)行狀態(tài)識別帶來困難。某些功能壓板由軟壓板和硬壓板組合而成，只有全部投入時(shí)保護(hù)功能才投入，任一項(xiàng)退出即功能退出。造成這種現(xiàn)象的原因有以下幾個(gè)方面：（1）保護(hù)軟件出錯，導(dǎo)致軟壓板誤投;（2）保護(hù)傳動試驗(yàn)投入的軟壓板，在工作結(jié)束后未退出，且未在后臺監(jiān)控進(jìn)行檢查核對;（3）運(yùn)行人員誤投入軟壓板。目前對硬壓板管理比較完善，但缺乏對軟壓板的安全管理制度。為此，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行管理、軟壓板的操作管理及運(yùn)行管理，按照定值單要求對軟壓板定期進(jìn)行“三核對”，確保軟壓板狀態(tài)與監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)裝置、定值單保持一致。上述軟壓板的管理方法對智能變電站及繼電保護(hù)遠(yuǎn)方投退軟壓板等新技術(shù)應(yīng)用的安全管理也具有借鑒意義。

3500千伏變電站二次系統(tǒng)智能化改造策略

3.1常規(guī)變電站智能化改造

3.1.1一次設(shè)備智能化改造

常規(guī)變電站一次設(shè)備的智能化蓋在是在一次設(shè)備上對狀態(tài)監(jiān)測功能單元進(jìn)行增加，如在斷路器或者變壓器上增加狀態(tài)監(jiān)測功能單元，從而實(shí)現(xiàn)對它們的狀態(tài)的綜合的分析和評價(jià)。已經(jīng)建設(shè)并且投入運(yùn)行的常規(guī)互感器不適合進(jìn)行數(shù)字化改造。

3.1.2二次系統(tǒng)智能化改造

對于二次系統(tǒng)的智能化改造，其保護(hù)應(yīng)該選擇直采直跳的方式，現(xiàn)階段不需要對其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化改造。然而，至少在1個(gè)線路間隔或變壓器及其相關(guān)的開關(guān)間隔應(yīng)用智能組件。全站實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，取消協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備。如果站內(nèi)直流、所用電等輔助系統(tǒng)現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)建模有困難，可暫時(shí)采用協(xié)議轉(zhuǎn)換器，將來完全可以標(biāo)準(zhǔn)化建模時(shí)，取消協(xié)議轉(zhuǎn)換。站控層功能，根據(jù)需求增加高級應(yīng)用，可對外提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口，支持信息一體化平臺應(yīng)用要求，滿足相關(guān)要求。高級應(yīng)用和輔助設(shè)備智能化技術(shù)要求相間附錄。

3.2數(shù)字化變電站智能化改造

在實(shí)施數(shù)字化變電站改造過程中，可以對變電站中一次設(shè)備的檢測功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑欤⑶铱梢宰屍渌呒壒δ茌o助系統(tǒng)得到智能化改造。相應(yīng)數(shù)字化變電站當(dāng)中，對其進(jìn)行智能化改造，可以保障已有過程層的數(shù)字化水平，同時(shí)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)合閘，首先無需對其進(jìn)行改造。在具體改造過程中，重點(diǎn)是進(jìn)行智能高級應(yīng)用，一次設(shè)備以及輔助設(shè)備等方面的智能化改造。對變電站實(shí)施一次性改造，其中存在的關(guān)鍵一次設(shè)備，可以將其添加到智能單位當(dāng)中去，通過這種方式，對這一設(shè)備進(jìn)行比較全面的分析。當(dāng)分析結(jié)果滿足DL/T860標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)后便進(jìn)行上傳，此后將其和相關(guān)系統(tǒng)之間進(jìn)行互動。針對二次系統(tǒng)而言，在對其進(jìn)行具體改造過程中，需在間隔層對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和整合，針對二次接線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)的整合。并且針對站控層的功能、智能高級應(yīng)用等實(shí)時(shí)相應(yīng)的改造，要求其和常規(guī)性質(zhì)的改造相同。

3.3智能變電站關(guān)鍵技術(shù)

（1）一次設(shè)備智能化技術(shù)：對變電站一次設(shè)備的智能化進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，也就是實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)診斷、狀態(tài)檢測、狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)檢修以及智能預(yù)警等功能。應(yīng)用了多傳感器信息采集和融合技術(shù)，對各種特征量狀態(tài)信息進(jìn)行了獲取，包括氣體生成物、設(shè)備電脈沖以及局部過熱等。能夠?qū)υO(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和評估，應(yīng)用以太網(wǎng)與外部系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信，為提供狀態(tài)量，可以通過安裝智能附件或者安裝智能一次設(shè)備本次實(shí)現(xiàn)。對一次設(shè)備智能化進(jìn)行實(shí)現(xiàn)需要以實(shí)際需要以及技術(shù)現(xiàn)狀為依據(jù)對部分功能或者全部功能實(shí)現(xiàn)分步驟、分階段和有選擇的實(shí)施。（2）互動技術(shù)：實(shí)現(xiàn)了與相關(guān)變電站、大用戶以及調(diào)度中心之間的互動和交流。（3）協(xié)調(diào)控制技術(shù)：實(shí)現(xiàn)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了電能質(zhì)量控制以及電壓協(xié)調(diào)控制。（4）智能應(yīng)用：對數(shù)據(jù)的采集實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集，并且實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)存儲，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了分析決策的智能化，有效的對變電站智能應(yīng)用水平進(jìn)行了提高。（5）智能變電站狀態(tài)估計(jì)技術(shù)：為智能電網(wǎng)提供支撐。

4變電站智能化技術(shù)改造的必要性

某330kV變電站于1987年投運(yùn)，站內(nèi)現(xiàn)役電氣設(shè)備多為1995-2000年出廠，存在以下問題：（1）一次設(shè)備運(yùn)行時(shí)間已達(dá)25年，運(yùn)行時(shí)間長，老化嚴(yán)重，載流量不足，超過服役周期;（2）二次設(shè)備運(yùn)行時(shí)間已達(dá)到或超過使用壽命年限;（3）站內(nèi)采用常規(guī)控制系統(tǒng)，操作繁瑣，二次回路復(fù)雜;（4）全站交直流回路存在一定的安全隱患和運(yùn)行薄弱環(huán)節(jié)。為促進(jìn)電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步，滿足現(xiàn)代電網(wǎng)控制要求，根據(jù)國家電網(wǎng)公司對智能化變電站建設(shè)的有關(guān)規(guī)定，以更換一、二次設(shè)備為契機(jī)，引進(jìn)智能電網(wǎng)技術(shù)對變電站進(jìn)行智能化改造。變電站經(jīng)智能化改造后，可有效減少設(shè)備安全隱患，降低事故發(fā)生幾率，提高變電站運(yùn)行的安全性、可靠性。

結(jié)語

綜上所述，為了讓變電站管理工作能夠在信息技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代背景下，充分適應(yīng)人們的需求，就需對變電站進(jìn)行智能化改造。對于常規(guī)變電站來說，一定要進(jìn)行智能化改造。在對變電站實(shí)施智能化改造過程中，要了解常規(guī)變電站智能化施工過程中存在的設(shè)備安裝問題。與此同時(shí)，在實(shí)施改造施工過程中，要高度重視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，以防止具體改造過程中控制室的屏位發(fā)生沖突。

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