智能變電站技術(shù)及其應(yīng)用

曲中直 周揚(yáng) 韓思瑋

摘? 要：近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，有效推動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展，并加大了對(duì)電力事業(yè)的人才和資金投入力度，而變電站肩負(fù)著比較關(guān)鍵的供電任務(wù)，傳統(tǒng)的變電站已經(jīng)無法滿足時(shí)代的發(fā)展需求，而智能變電站技術(shù)的應(yīng)用不僅可以解決傳統(tǒng)變電站中所存在的缺陷和不足，而且還可以更好的推動(dòng)電力行業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而提高人們的生活水平。

關(guān)鍵詞：智能變電站技術(shù);特點(diǎn);應(yīng)用效果

中圖分類號(hào)：TM63? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）36-0132-02

Abstract： In recent years， with the development of economy and society， the development of the power industry has been effectively promoted， and the talent and capital investment in the power industry has been increased， while the substation shoulders a relatively key power supply task. The traditional substation has been unable to meet the needs of the development of the times， and the application of intelligent substation technology can not only solve the defects and deficiencies in the traditional substation. But also can better promote the development of the power industry， and then improve people's living standards.

Keywords： intelligent substation technology; characteristics; application effect

智能變電站主要是以網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字信息化平臺(tái)為主的新型變電站，其引用了先進(jìn)的、環(huán)保的、可靠的智能設(shè)備，不僅可以完成信息的自動(dòng)采集、分析和整理等功能，而且還支持電網(wǎng)實(shí)行智能調(diào)節(jié)、自動(dòng)控制等高級(jí)決策的功能。實(shí)際上，智能變電站將傳統(tǒng)變電站與人工智能結(jié)合在一起，并通過各種技術(shù)的改造和應(yīng)用，來充分發(fā)揮智能變電站技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而有效推動(dòng)電力行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

1 智能變電站技術(shù)的特點(diǎn)

（1）設(shè)備智能化。在智能變電站中，智能斷路器和電子式互感器的應(yīng)用，能夠使光纖和數(shù)字光信號(hào)逐漸取代傳統(tǒng)的控制電纜和模擬信號(hào)，這樣可以使智能變電站設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)搜集，并為信息的共享提供必要的技術(shù)支撐;（2）通信網(wǎng)絡(luò)化。智能變電站技術(shù)可以構(gòu)建統(tǒng)一的信息平臺(tái)，并借助遠(yuǎn)程控制技術(shù)來發(fā)現(xiàn)和解決其中所存在的問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)內(nèi)用戶間的有效交流與互動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能變電站的通訊網(wǎng)絡(luò)化;（3）信息數(shù)字化。智能變電站技術(shù)可以借助一、二次設(shè)備來有效管理和控制信息網(wǎng)絡(luò)，并將搜集到的信息通過相關(guān)處理后以數(shù)字化的形式進(jìn)行輸出，進(jìn)而有效提高變電站的管理效率;（4）信息共享化。通常情況下，智能變電站的間隔層和站控層設(shè)備能夠在變電站各平臺(tái)間構(gòu)建信息共享協(xié)議，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，而且還可以為智能變電站技術(shù)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ);（5）應(yīng)用互動(dòng)化。智能化變電站能夠?qū)崿F(xiàn)變電站和變電站間、變電站和用戶間、用戶和用戶間的互動(dòng)，以期更好的發(fā)揮智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì);（6）輔助智能化。智能變電站借助一體化設(shè)計(jì)來完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)視，并智能監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行對(duì)環(huán)境的影響及運(yùn)行的安全性，并通過輔助設(shè)備來向變電站發(fā)出指示和警告信號(hào)，以此來確保變電站的安全、高效運(yùn)行。

2 智能變電站的主要技術(shù)

2.1 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)屬于智能變電站中比較常用的一項(xiàng)技術(shù)，且已經(jīng)發(fā)展到比較高的水平，可以借助智能化的設(shè)備來開展在線檢測(cè)工作，進(jìn)而提高檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性、準(zhǔn)確性。然而，在線檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，仍然存在各種各樣的問題與弊端，例如斷路器接頭或檢測(cè)開關(guān)等一些細(xì)節(jié)部分還需要進(jìn)一步的優(yōu)化與完善，從而導(dǎo)致該技術(shù)的應(yīng)用存在一定的局限性，致使其價(jià)值和作用無法得到充分的發(fā)揮，因此需要采取有效措施來對(duì)該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以期更好的發(fā)揮在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高智能變電站的運(yùn)行效率。

2.2 電子互感器技術(shù)

目前，電子互感技術(shù)是智能變電站諸多技術(shù)中最關(guān)鍵的一項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)，且該技術(shù)在我國(guó)第一批智能變電站試點(diǎn)項(xiàng)目中得到應(yīng)用，其主要包括分壓式互感器、光纖式互感器等。在試點(diǎn)過程中，電子互感器技術(shù)還存在如下問題：（1）對(duì)于分壓式互感器而言，在若干電路設(shè)備中均存在高壓傳感器部分，當(dāng)缺少了外部供電時(shí)，會(huì)導(dǎo)致工作停止，同時(shí)還需要對(duì)電磁兼容問題給予解決;（2）對(duì)于光纖式互感

器而言，當(dāng)電流比較小時(shí)，會(huì)有較大的噪音產(chǎn)生。因此，在使用電子互感器技術(shù)時(shí)，工作人員需要將合并單元采樣與傳統(tǒng)互感器結(jié)合在一起使用，以此來確保設(shè)備運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

2.3 信息管理儲(chǔ)存技術(shù)

在智能變電站運(yùn)行過程中，不管是數(shù)據(jù)采集、管理，還是存儲(chǔ)，都是以數(shù)字化信息平臺(tái)為核心來進(jìn)行，此時(shí)為了提高數(shù)據(jù)信息采集、管理和存儲(chǔ)的效率，就需要對(duì)信息管理儲(chǔ)存技術(shù)給予科學(xué)、合理的應(yīng)用。在智能變電站信息管理過程中，最核心的角色是數(shù)字化平臺(tái)，其能夠完成信息的采集、轉(zhuǎn)換、調(diào)用、集成和儲(chǔ)存等功能，并在經(jīng)濟(jì)性和擴(kuò)展性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2.4 接地線安裝技術(shù)

在智能變電站運(yùn)行階段，接地線安裝技術(shù)屬于比較關(guān)鍵的保護(hù)控制技術(shù)，其是智能變電站中第一道質(zhì)量關(guān)卡，將會(huì)直接決定智能變電站能否順利運(yùn)行。實(shí)際上，接地線安裝技術(shù)采用了銅包鋼作為主要材料，并結(jié)合實(shí)際特點(diǎn)來確定深埋地底深度。

3 智能變電站技術(shù)的應(yīng)用效果

3.1 在電子式互感器中的應(yīng)用

通常情況下，電磁式互感器和電子式互感器間最主要的差別是電子式互感器具備良好的絕緣性能，且絕緣結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。如果羅氏線圈互感器未配置鐵芯時(shí)，那么將會(huì)有效消除電子式互感器的鐵磁諧振與磁飽問題。同時(shí)，如果低壓側(cè)與高壓側(cè)間只通過光纖進(jìn)行聯(lián)系，將會(huì)有效提升抗電磁干擾的性能。通過對(duì)電子式互感器在國(guó)家電網(wǎng)的應(yīng)用效果進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其可靠性還需要給予不斷提升，最常見的問題是在小電流條件下，將會(huì)導(dǎo)致全光纖式電流互感器產(chǎn)生很不光滑的波形，甚至存在很多的毛刺。此外，由于高壓傳感頭部分存在電子電路器件，不僅需要外部供電，而且還可以對(duì)電磁兼容給予特殊處理，以此來更好的發(fā)揮智能變電站技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而提高電子式互感器運(yùn)行效率。

3.2 在油田電網(wǎng)中的應(yīng)用

如今，在我國(guó)大部分油田中，一般采用了35kV和110kV兩種類型的變電站，且隨著油田生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，導(dǎo)致油田電網(wǎng)日趨飽和狀態(tài)，甚至還存在超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象。此時(shí)，要想確保油田生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行，就需要不斷增加變電站建設(shè)數(shù)量，而傳統(tǒng)變電站無法滿足變電站高效管理需求，甚至還有可能增加油田生產(chǎn)成本。鑒于此，智能變電站技術(shù)開始在油田電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，具體體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面：（1）實(shí)現(xiàn)油田變電站無人值守，不斷提高油田電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制效率。作為油田企業(yè)，需要對(duì)現(xiàn)有的電網(wǎng)管理制度給予優(yōu)化和完善，并對(duì)變電站運(yùn)維管理人員數(shù)量給予科學(xué)、合理的控制;（2）傳統(tǒng)的年檢方式無法確保油田電網(wǎng)的檢修質(zhì)量，而智能變電站技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油田變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)檢查，這樣即可以確保油田電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性，而且還可以進(jìn)一步提高油田電網(wǎng)建設(shè)，為油田的生產(chǎn)提供良好的供電服務(wù)。

3.3 在電氣化鐵路中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，有效推動(dòng)了交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，不斷增加鐵路修建規(guī)模，而此時(shí)智能變電站技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以推動(dòng)電氣化鐵路的發(fā)展，而且還可以推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。在電氣化鐵路建設(shè)過程中，可以將電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)安裝在所有的鐵路干線上，其可以通過切換遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程遙控、遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程通訊功能來實(shí)時(shí)了解和掌控鐵路運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)際上，智能化變電站技術(shù)是在傳統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新型技術(shù)手段，具有更理想的應(yīng)用效果。同時(shí)，為了使智能變電站技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到更好的發(fā)揮，還需要結(jié)合我國(guó)鐵路行業(yè)的特點(diǎn)來對(duì)其進(jìn)行改革和創(chuàng)新，這樣既能夠提高鐵路的牽引能力和供電能力，而且還可以推動(dòng)我國(guó)鐵路行業(yè)的發(fā)展。

3.4 智能變電站的高級(jí)應(yīng)用

（1）設(shè)備狀態(tài)可視化。在智能變電站技術(shù)應(yīng)用過程中，設(shè)備狀態(tài)可視化的最大優(yōu)勢(shì)是可以結(jié)合不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目來采用不同的監(jiān)測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而呈現(xiàn)出與其相匹配的監(jiān)測(cè)結(jié)果。同時(shí)，工作人員還可以按照特定的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目來對(duì)在線監(jiān)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)和管理，并借助比較明顯的顏色來對(duì)超過閥值的項(xiàng)目給予直觀的顯示。然后通過音效、顏色、曲線、指示燈等效果來對(duì)設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)給予綜合反映，這樣不僅可以對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的各種項(xiàng)目波形和曲線進(jìn)行調(diào)取，而且還可以對(duì)不同時(shí)期的波形和曲線進(jìn)行對(duì)比，從而為后續(xù)相關(guān)工作的開展提供借鑒;（2）經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和優(yōu)化控制。在應(yīng)用智能變電站技術(shù)過程中，要想充分發(fā)揮其高級(jí)應(yīng)用的效果，就需要對(duì)無功補(bǔ)償設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能給予重視，其大多數(shù)情況下是借助電壓、無功的管理模式來確保智能電網(wǎng)的穩(wěn)定工作、優(yōu)化控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。實(shí)際上，無功電壓控制主要是在站內(nèi)安裝無功電壓控制設(shè)備，并對(duì)無功電壓采用分層或分級(jí)控制的辦法，從而使智能變電站處于最理想的運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)束語

綜上所述，智能變電站在各行各業(yè)中均得到了廣泛的應(yīng)用，且與傳統(tǒng)變電站進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，智能變電站具有設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、信息數(shù)字化、信息共享化、應(yīng)用互動(dòng)化、輔助智能化等多方面的特點(diǎn)，并在電子式互感器、油田電網(wǎng)、電氣化鐵路中獲得了比較理想的應(yīng)用效果，其既可以降低電網(wǎng)事故的發(fā)生率，而且還可以有效提高智能變電站的運(yùn)行效率，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張繼雄.智能變電站技術(shù)及其應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)裝備，2018，9（3）：56-57.

[2]秦飛，許娟，程嵩.智能變電站技術(shù)應(yīng)用探討[J].科學(xué)與財(cái)富，2019，12（33）：113-114.

[3]陳勇剛.探討智能變電站技術(shù)在中海油海上平臺(tái)的應(yīng)用[J].化工管理，2019，5（11）：88-89.