浅谈数字化变电站建设中如何应用新技术

摘 要：随着电力在人们生活中发挥着越来越重要的作用，变电站技术趋于成熟。数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备组成的，实现了变电站电气设备之间的相互操作以及信息共享。随着科学技术的快速发展，数字化变电站技术日益提高，尤其是数字化变电站的电子式互感器、通信技术以及自动化系统，逐渐趋于成熟。文章通过分析数字化变电站新技术的应用，以此推动变电站向数字化变电站转变。

关键词：数字化变电站；通信技术；电子式互感器；自动化系统

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）17-0094-01

数字化变电站主要是为了使变电站内部的一次和二次电子装置能够实现数字化，并能够建立数据通信平台，实现信息共享，提高设备之间相互操作性以及智能性，降低电力运行的成本。随着科学技术和网络信息技术的快速发展，数字化变电站技术趋于成熟，为数字化变电站建设奠定了坚实的基础。为了推动新技术在数字化变电站建设中的有效应用，文章主要分析电子式互感器、通信技术以及自动化系统在数字化变电站建设中的应用，并提出需要注意的问题，以此推动数字化变电站的发展。

1 通信技术在数字化变电站建设中的应用

网络化通信技术在数字化变电站建设中的应用，使变电站内部可以有效实现电器设备相互操作性能、智能化以及信息共享。数字化变电站的建设使用了大量通信设备，选择先进的通信技术，简化了二次设备之间的复杂性。比如在江苏投建并运行的三个110 kV数字化变电站：无锡圆石变电站、徐州佟村变电站和淮安城南变电站。无锡圆石变电站建设时间早，有效应用电子式CT/PT、采样值数字化传输等，并选用了PSI3000数字化变电站综合自动化系统。徐州佟村变电站采用PSI5000系统。淮安城南变电站建设时间晚，采用了光电式罗氏线圈CT，电感分压式电子式PT，IEC61850-9-1点对点采样值传输网络，独立GOOSE网络以及站控层GOOSE网络。在数字化变电站中运用通信技术，提高了电网运行的安全性和可靠性。同时在宁波即将建设的220 kV数字化变电站时，其中都是由标准化和模块化的微处理机代替二次设备，利用通信网络技术，实现了各个设备之间的互操作性和智能化，并达到了数据之间的共享。

2 自动化系统的应用

数字化变电站建设中应用自动化系统，主要是为了有效记录和统计电力运行数据和状态，可自动化分层数据信息，实现自动分流，可自动检测故障原因，分析报告和处理意见等。同时自动化系统的应用，实现电器设备的智能化，可直接处理设备信息，独立执行本地功能，不会受到其他系统控制，还可实现自我检测，及时发现问题并发出警报，达到状态设备检修。自动化技术在数字化变电站中的应用，提高了我国电力企业的信息化水平，增强电网调度速度以及电力输配能力，降低了电网运行投入成本，实现电网运行的现代化。

3 电子式互感器的应用

我国变电站建设大都使用的是电容式电压互感器、电磁式电压互感器和电流互感器，但是很难满足电网运行的安全性和可靠性。并且这些常规互感器结构复杂，电磁式电压互感器本身具备着一些缺点，在使用时需要投入大量成本，难以适应电力发展的需求。而使用电子式互感器，较小的体积，紧凑的结构，可抵抗电磁干扰，有利于传送数字信号。电子式互感器分为电原理型互感器和光学型互感器。光学型互感器采用光线在电厂或者磁场中的偏转，按偏转角度，对电厂和磁场的强度进行计算，然后可有效计算系统的电流值和电压值。光学型互感器有着良好的绝缘性能，高度的灵敏性。但信号弱，很容易受到周围环境的影响，而且光学型互感器材料无法保证长久的稳定性和可靠性，在封装时也极易出现问题，使电力工程还无法有效应用光学型互感器。电原理型互感器有着简单性能和较高的安全性、可靠性和稳定性，在变电站建设中已大量投入使用。随着变电站不断升级，电子式互感器所具备的优势能够适应高压的电力系统。在数字化变电站建设中使用电子式互感器，能够增强电气设备的安全性和可靠性，提高测量信息的准确性，降低误差。

4 数字化变电站建设中新技术应用需要注意的问题

①变电站的定位。变电站建设中最重要的就是明确定位。变电站实现数字化，主要是为了保证电网运行的安全性、可靠性和经济性。建设数字化变电站，不能只是为了实现数字化，而是要在数字化变电站建设中，首先要站在安全可靠以及经济基础上进行建设。在建设前，需要进行有效的风险评估，对经济效益进行综合考虑，保证数字化变电站的安全性、可靠性和经济型。

②通信网络的拓扑结构。我国数字化变电站设备通常是采用星形以太网，推广使用单星型光结构。但是使用单星型光结构缺乏较高的可靠性，当线路和交换机设备出现故障后，极易造成整个通信网路瘫痪。而为了提高通信网络的可靠性，可使用双星型网结构，但是无法有效处理通信冗余问题。因此，为了使数字化变电站实现互操作性，必须要对网络拓扑结构的选型进行控制。

③有效配置网络分析仪。利用数据传输网络，必须充分发挥数字化变电站的保护、测量和控制作用，达到信息资源共享目的。而数字化变电站中的智能化设备的网络通信的可靠性决定了数据传输网络功能的好坏。这时，在数字化变电站建设中，必须配置相应的网络分析仪，详细记录网络的数据信息，能够度数据信息进行检索、分类等。但根据国外投入使用的MMS报文看来，投入配置时，需要耗费大量的成本，并且不具备较高的稳定性。

④电子式互感器的应用问题。在数字化变电站建设中应用电子式互感器，首先要合理配置互感器装置的位置与合并单元，并要实现变电站内部二次设备之间信息资源的共享。其次需要对差动保护采样数据的同步进行有效解决。

⑤传输延时的不确定。数字化变电站建设中，通常是采用合并单元，各个传感器的输出数据是经过A/D的变换，然后将数据传输给合并单元，再由合并单元对传感器的输出量进行有效处理，以此实现数字化。最后利用以太网将采样数字值发送到变电站的二次保护和测控设备，实现数字通信。但是在数据传输过程中，会由于网络变化，使数据传输出现超时、顺序错乱等问题，而在到达时也无法正确记录数据时间，对测量的精确度产生一定影响。

5 结 语

在数字化变电站建设中，为了实现数字化变电站的安全性，可靠性以及经济性，必须有效应用新技术，如网络通信技术、自动化系统以及电子式互感器。在数字化变电站建设过程中，必须实现变电站内部一次和二次电子装置的数字化，并可建立数据通信平台，实现信息共享，提高设备之间相互操作性以及智能性，以此降低电网运行投入成本，实现电网运行的现代化。

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