趙寧強　許祥輝

【摘 要】本文介紹了智能化變電站的各種應用功能。智能化變電站的應用功能以信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為平臺，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測。

【關鍵詞】智能化；在線監(jiān)測；順序控制

智能化變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能的變電站。

智能化變電站具有以下功能：

1.在線監(jiān)測評估功能

通過工控機及系統(tǒng)集成軟件，對各狀態(tài)在線監(jiān)控裝置的動態(tài)參數(shù)進行集成，建立變電站設備狀態(tài)綜合數(shù)據(jù)庫，自動生成設備狀態(tài)參數(shù)報表和變化趨勢曲線，對設備狀態(tài)的歷史參數(shù)進行“橫比”、趨勢分析和相對比較相結合，實現(xiàn)設備狀態(tài)的初步診斷，形成了供電設備在線監(jiān)測評估系統(tǒng)。

設備狀態(tài)在線監(jiān)測評估系統(tǒng)作為變電站內(nèi)一次設備狀態(tài)監(jiān)測的集中展示平臺，主要提供在線數(shù)據(jù)的提取、處理、分析及變壓器、斷路器、GIS、避雷器等一次設備狀態(tài)的診斷與展示，同時提供數(shù)據(jù)的存儲服務。

1.1 110kV側GIS狀態(tài)在線監(jiān)測評估

SF6氣體全封閉組合電器（GIS）將變電站中除變壓器以外的電氣設備，包括斷路器、隔離開關、負荷開關、接地開關和快速接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線和出線套管等全部封裝在接地的金屬外殼內(nèi)，殼內(nèi)充以SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。由于GIS的全封閉金屬外殼，使得運行維護不能采用常規(guī)的方法進行，為了及時發(fā)現(xiàn)并消除故障隱患，避免重大事故發(fā)生，對GIS實現(xiàn)在線狀態(tài)監(jiān)測就顯得尤為重要。

1.2 開關柜在線監(jiān)測評估

開關柜一般由高壓斷路器、負荷開關、接觸器、高壓熔斷器、隔離開關、接地開關、互感器，控制、測量、保護、調(diào)節(jié)裝置，以及內(nèi)部連接件、附件、外殼和支持件等組成，擔負著控制、保護的雙重功能。

開關柜智能化在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測項目主要有以下幾個方面：

（1）斷路器的實際運行狀態(tài)：即開關量的采集，判斷斷路器當前是分閘還合閘，它是在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本功能之一。

（2）斷路器動觸頭行程：從斷路器動觸頭行程—時間曲線上，可以計算出平均分、合閘速度、最大分、合閘速度、動觸頭行程、分、合閘時間等，從而獲得很多對斷路器狀態(tài)分析很有價值的信息。

（3）機械振動信號：提取機械振動信號，分析信號的特征量，用于判別故障是否出現(xiàn)，找出故障源。

（4）絕緣監(jiān)測：用于判斷開關柜的絕緣特性，主要包括母線絕緣、套管絕緣、支柱絕緣、電纜絕緣和互感器絕緣等。

（5）柜內(nèi)接點溫度：通過監(jiān)測開關柜內(nèi)導電接觸部件溫度的高低，可有效防止開關柜的火災發(fā)生。開關柜內(nèi)母線室、電纜室、手車室和隔離觸頭都是應重點監(jiān)測的部位。

（6）開斷電流：用于計算真空斷路器的電壽命。

1.3變壓器在線監(jiān)測

變壓器是供電系統(tǒng)中非常重要而且昂貴的設備，變壓器實施安全在線監(jiān)測可以實時地監(jiān)視變壓器的狀況，及時地采集故障前兆信息，通過故障診斷技術，判斷變壓器可能會發(fā)生的故障，提前采取措施，避免重大事故的發(fā)生。

通過故障模式分析，變壓器及其有載開關是在線監(jiān)測的重點。變壓器在線監(jiān)測項目主要有油中氣體測量與分析、局部放電測量、有載開關的觸頭磨損及機械和電氣回路的完整性測量等。項目中變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測項目監(jiān)測的參數(shù)項目有：繞組溫度多點測量；鐵芯溫度測量；油位、油量、油溫測量；繞組輸入、輸出電壓、電流、有功功率、無功功率監(jiān)測；絕緣分解物測定；內(nèi)部局部放電量檢測和位置判斷；冷卻系統(tǒng)檢測。變壓器的狀態(tài)參量體系。

2.順序控制功能

2.1主要任務

順序控制的主要任務是通過操控系統(tǒng)預先設定和程序?qū)γ旱V供電系統(tǒng)的設備進行系列化操作。

2.2操作與注意事項

煤礦供電系統(tǒng)實現(xiàn)順序控制是煤礦自動化系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。煤礦供電系統(tǒng)中的電氣設備具有運行、熱備用、冷備用和檢修四種狀態(tài)。順序控制就是從一種狀態(tài)到另一個狀態(tài)，實現(xiàn)四種狀態(tài)中兩兩之間的互相轉換。順序操作的功能全部于煤礦供電系統(tǒng)操控系統(tǒng)和通信及測控裝置實現(xiàn)，測控裝置接收操控系統(tǒng)發(fā)來的命令后，按照目的操作任務指令自動完成生成一系列的操作步驟，每一步操作前檢查上一步操作的完成情況，同時檢測當前操作是否符合電氣閉鎖條件，保證順序控制只能從當前狀態(tài)向目標狀態(tài)進行。順序控制每一步的執(zhí)行都對操作前條件是否滿足、操作后設備是否到位進行嚴格的校驗和確認，每一步操作必須條件滿足才能發(fā)出控制命令。當前的操作必須在設備操作到位才認為操作成功，允許進行下一步操作。對于需人工進行的某一步操作（如檢查項），系統(tǒng)自動彈出對話框，經(jīng)操作人員檢查確認該步操作完成后，進入下一步操作。

3.防誤閉鎖功能

防誤閉鎖的主要任務是防止誤操作和對開關設備進行相應的閉鎖。

導致誤操作的原因主要有三部分，分別是運行值班員、檢修人員及其也人員的誤操作。運行人員的誤操作主要包括誤拉、誤合隔離開關和斷路器、誤入間隔等；檢修人員的誤操作主要包括檢修、試驗過程誤碰運行間隔。其中五防是指：

（1）防止帶負荷拉、合刀閘。

（2）防止誤分、誤合斷路器、負荷開關、接觸器。

（3）防止接地刀閘處于閉合位置時關合斷路器、負荷開關。

（4）防止在帶電時誤合接地開關。

（5）防止誤入帶電間隔。

煤礦供電系統(tǒng)中需要強制閉鎖的一次設備主要有斷路器、自動刀閘、隔離開關、接地刀閘（臨時接地線）、網(wǎng)門等， 防誤操作閉鎖主要通過判斷與要操作的刀閘、接地刀閘相關的設備的狀態(tài)來確定所要進行的操作是否違反“五防”，若違反“五防”的規(guī)定，則閉鎖要操作的設備。

4.結論

（1）供電系統(tǒng)全部數(shù)據(jù)信息數(shù)字化、標準化，數(shù)據(jù)的高效利用和充分共享，提高了設備運行的可靠性，降低了維護費用。

（2）實現(xiàn)了系統(tǒng)故障的準確、快速處理，故障切除時間小于50ms，保證了故障隔離與恢復的快速性，減少了停電范圍和供電恢復的時間，極大保證了供電的可靠性。

（3）實現(xiàn)了開關、變壓器、避雷器等關鍵設備的狀態(tài)集中在線監(jiān)測，各設備狀態(tài)監(jiān)測和診斷在后臺統(tǒng)一完成，為供電設備的狀態(tài)檢修提供了必要的判斷依據(jù)，既節(jié)省了大量的人力、物力，又防止了設備的過檢修和欠檢修，保護了設備。實現(xiàn)了設備狀態(tài)的可視化。

（4）提高了設備管理的效率，也提高了設備的可靠性和抗災能力，有效避免了事后檢修造成設備的重大破壞。

（5）一鍵式順序控制，提高了系統(tǒng)操作的方便性、快捷性和可靠性，并省時省力，極大提高了煤礦供電系統(tǒng)的操控水平。

5.結束語

智能化變電站高應用功能的完善需要較長時間，將隨著智能化變電站技術的發(fā)展和智能電網(wǎng)建設的推進而逐步走向成熟。 變電站作為煤礦生產(chǎn)運行的動力來源，高質(zhì)量的可靠供電為煤礦實現(xiàn)安全生產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益提供了重要保障。 [科]

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