張望

摘要：隨著經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步，智能變電站已經(jīng)成為未來變電站的發(fā)展趨勢。它通過信息共享和設(shè)備智能化，大大提高了電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。本文就220kV智能變電站進行了總體分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站;設(shè)計;應(yīng)用

1.智能變電站的內(nèi)涵

1.1設(shè)計原則

智能化變電站的設(shè)計要采用先進可靠、高度集成、低碳環(huán)保的智能設(shè)備，以實現(xiàn)全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化和信息共享標準化，并且要能夠自動完成電力信息的采集測量以及控制保護等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動、智能巡檢等高級應(yīng)用功能。

1.2智能化變電站的表現(xiàn)方式

要符合IEC61850通信規(guī)約的應(yīng)用;一次設(shè)備智能化;二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化;電子互感器及常規(guī)互感器就地數(shù)字化;合并單元及智能終端的應(yīng)用;增加變壓器等的在線監(jiān)測裝置;高級應(yīng)用的實現(xiàn);輔助系統(tǒng)的應(yīng)用等等。

1.3智能變電站的特點優(yōu)勢

可靠性：變電站的最基本要求。智能變電站在可靠性方面具有優(yōu)秀的自診和自治功能，能對設(shè)備故障進行可靠的預(yù)警監(jiān)測，提高了供電的可靠性，有效減少系統(tǒng)損失。

信息化：在接收“四遙”信息的同時，智能變電站也能夠接收其他數(shù)字信息，包括設(shè)備、圖像以及環(huán)境信息。智能變電站對信息的處理更加準確、實時和可靠，相比傳統(tǒng)變電站，站與站之間以及站內(nèi)信息的傳輸和訪問更加方便快捷。

數(shù)字化：智能變電站不僅能采集電氣量信息，也能采用數(shù)字化方式采集非電氣量和安全警報信息，從而能夠?qū)ο到y(tǒng)正常運行、預(yù)警與故障準確判斷。

自動化：智能變電站自動化體現(xiàn)在系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)的自動生成，二次設(shè)備的自動校驗以及變電站的狀態(tài)自檢。

2.智能變電站的設(shè)計與應(yīng)用

2.1?220kV變電站的數(shù)字化設(shè)計

數(shù)字化變電站，是由傳統(tǒng)意義上的變電站經(jīng)數(shù)字化改造或建設(shè)而成。其基礎(chǔ)是現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，220kV數(shù)字化變電站正是以IEC61850標準進行建模和通信的。其技術(shù)特性概括起來有以下三點，即：“一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、通訊信息標準化”。

2.2?220kV數(shù)字化變電站建設(shè)中的主要技術(shù)問題

2.2.1電流電壓回路的接入方式

常規(guī)綜自站的電流電壓回路，一般采用點對點接入，用控制電纜將互感器二次側(cè)的電流電壓接入保護、測控裝置，在裝置內(nèi)實現(xiàn)交流采樣。220kV數(shù)字化變電站的光電互感器采用光纖輸出，傳輸?shù)牟辉偈墙涣鞯碾娏?、電壓，而是采樣后的?shù)字編碼信息，高效快捷。

2.2.2??220kV線路縱聯(lián)差動保護的配合

220kV線路大多配置縱聯(lián)保護。其中，以縱聯(lián)電流差動保護為主。在建設(shè)220kV數(shù)字化變電站時，一般只在新建站采用數(shù)字化設(shè)備。線路對端的常規(guī)站擴建部分仍采用常規(guī)一二次設(shè)備，不采用數(shù)字化設(shè)備。否則，擴建間隔設(shè)備將無法接入現(xiàn)有母線保護、故障錄波器等公共設(shè)備，也無法使用已有的母線電壓互感器。

2.3智能變電站在線監(jiān)測與故障診斷

系統(tǒng)主要分為三個部分：過程層、間隔層以及站控層。變壓器油色譜在線監(jiān)測、GIS局部放電監(jiān)測、SF6氣體、微水監(jiān)測、容性設(shè)備在線監(jiān)測等裝置則分別采集相應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過接入器匯總，再以IEC61850協(xié)議發(fā)送到監(jiān)控中心。

2.4智能變電站設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)

智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)包括一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化和IEC61850標準。

2.4.1?IEC61850標準

變電站在處理通訊和保護、監(jiān)控系統(tǒng)信息時，要有一種操作性強且高效的通訊協(xié)議來進行信息的標準化傳輸。IEC61850作為國際標準為智能變電站的信息共享、交互操作提供了依據(jù)，是實現(xiàn)電力系統(tǒng)無縫通信的基礎(chǔ)，達到了真正意義上的雙向互動、功能自由，具有良好的擴展性和可適應(yīng)性。其功能的實現(xiàn)必須以智能變電站功能分層、信息建模、數(shù)據(jù)自描述和配置語言為基本前提。

2.4.2電子式互感器

電子式互感器是智能變電站的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的電磁式互感器由于成本高、絕緣復(fù)雜并不適用于智能變電站。由它輸出的電流可能會發(fā)生畸變，導致電網(wǎng)運行的安全性受影響，同時PT也會由于電磁諧振而產(chǎn)生過壓，使電氣設(shè)備無法正常運行。

智能變電站中的電子式互感器可以適應(yīng)小功率信號和數(shù)字信號的輸入，滿足IEC61850標準。目前主要可以分為兩種，包括光電式電子互感器和線圈式電子互感器。

2.4.3智能開關(guān)

智能開關(guān)是智能化變電站中的很重要的設(shè)備。是利用先進的計算機技術(shù)、電子式互感器以及電力電子技術(shù)將高壓電器設(shè)備重新組合起來的智能化高壓電器。由微機控制，電力電子器件執(zhí)行，能夠測量大量的數(shù)字量和模擬量，自動化程度更高，與上級監(jiān)控設(shè)備、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性更好。受技術(shù)條件限制，現(xiàn)階段僅限于通過就地安裝的智能終端控制裝置實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作及信息互傳。

2.4.4智能變壓器

智能變壓器的內(nèi)部安裝有各類傳感器和執(zhí)行器，可以實時在線監(jiān)測諸如油溫、微水、油中氣體、鐵心電流、繞組溫度等信息，并自動分析其工作狀態(tài)，通過智能化監(jiān)控單元實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的信息交換和操作指令。

總之，智能化變電站是今后變電站設(shè)計與應(yīng)用中的主流，目前存在的問題主要有：智能化終端廠家各成體系，相互之間配合還存在部分問題。有時需要現(xiàn)場對設(shè)備做出調(diào)整，但由于其一體化設(shè)計難以改動。受技術(shù)條件所限，有些變電站只能采用高壓設(shè)備智能化，而中低壓則采用半智能化設(shè)計的做法。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，這些問題終將得到妥善解決。

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