浅谈智能变电站技术优点和运行维护

摘要：智能变电站是一种新型的低碳环保可靠的智能设备，主要特点是形成了全站信息的数字化传输和通信的网络化以及达到了信息的共享，采集，测量，控制和保护等功能都能够自动完成，并能够全天候的自动控制变电站运行状态，自动分析并调节的变电站。智能化将是现代化变电站的一个最明显的发展趋势。

关键词：智能变电站；运行；维护；可靠性

中图分类号：TM411+.4文献标识码：A文章编号：

1.概述

智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。

智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台两部分。智能高压设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。当运行方式发生改变时，设备根据系统的电压、功率情况，决定是否调节分接头；当设备出现问题时，会发出预警并提供状态参数等，在一定程度上降低运行管理成本，减少隐患，提高变压器运行可靠性。智能高压开关设备是具有较高性能的开关设备和控制设备，配有电子设备、传感器和执行器，具有监测和诊断功能。电子式互感器是指纯光纤互感器、磁光玻璃互感器等，可有效克服传统电磁式互感器的缺点。变电站统一信息平台功能有两个，一是系统横向信息共享，主要表现为管理系统中各种上层应用对信息获得的统一化；二是系统纵向信息的标准化，主要表现为各层对其上层应用支撑的透明化。

智能变电站具体分为过程层、间隔层、站控层。

过程层包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。

间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。

站控层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制的功能，完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

2.智能化变电站特点及优势

2.1智能变电站相比于传统变电站的几个关键技术

2.1.1智能化变电站各保护装置采用了统一的通信规范即IEC61850通信规范。

2.1.2 GOOSE技术

GOOSE通用面向对象的变电站事件，是IEC61850定义的一种通信机制，用于快速传输变电站事件，诸如命令、告警、指示、信息等；单个的GOOSE信息由智能电子设备（IED）发送，并能被若干个IED接收使用。GOOSE不仅可以传送开关量还可以用于传递某些模拟量，例如变压器温度、档位等。

2.1.3电子式互感器

电子式互感器通常由传感模块和合并单元（MU）两部分构成，传感模块又称远端模块，安装在高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。合并单元安装在二次侧，负责对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。在智能变电站中，合并单元是电子式互感器与二次设备的接口装置，负责信号合并、数据同步、分配信号、供电的职责。相较传统的电流、电压互感器相比电子式电流互感器和电子式电压互感器具有不含铁芯、没有磁饱和、频带宽、动态测量范围大、测量准确度高、测量保护范围内完全线性、传输性能好等优点，且体积小重量轻。特别是电流互感器二次开路不会产生高电压二次几乎工作在开路状态。电压互感器二次短路不会产生大电流，也不会产生铁磁谐振根除了电力系统运行中的重大故障隐患，保证了人身和设备安全。

2.1.4基于上述智能化变电站的三个关键技术，智能化变电站和传统变电站在继电保护具体实施过程中有着很多不同。

传统变电站的继电保护装置，各个二次厂家根据用户或设计院的要求将保护装置背板端子引到屏柜的端子排上，并根据实际要求在端子排和装置之间添加硬压板，同时各个保护屏柜之间的联系通过端子排之间的二次电缆连接。调试人员测试装置功能及二次回路。而智能化变电站在采用GOOSE功能之后，二次回路的连接变成了GOOSE网络的通信连接。各二次设备厂家可以根据需要提供GOOSE输入输出端子定义；设计单位根据该定义设计GOOSE虚端子；工程集成商通过组态工具和设计院的设计文件组态想成这个项目的SCD文件；各个二次设备厂家使用装置工具和全站统一的SCD文件，提取GOOSE收发的配置信息并下发到装置；调试人员测试装置的功能及全站的GOOSE联跳等。从上述过程可知采用GOOSE虚端子后，基本取消了传统的硬接线，所有的开人、模拟量得采集均在就地完成，将大大减少传统的信号电缆，降低电缆成本及管道面积、简化设计，屏柜内及屏柜之间的接线大量减少。

2.2网络通信技术成为关键

在智能变电站中，光纤通信网路取代了间隔层装置与过程层一次智能设备的电缆硬连接以及间隔层装置之间的信息联系。保护、测控装置信息的采集与命令的发出完全依赖与计算机网络。计算机网络已经成为保护、测控装置的重要组成部分。智能变电站采用统一的IEC61850通信协议，各种控制和管理信息通过通信网络传输，因此通信系统是智能变电站建设和运行的关键之一。

3.智能化变电站现存部分问题

虽然智能化变电站在我国供电领域中的使用时间及发展时间比较短暂，但智能化变电站的发展却十分迅速，在短暂的发展时期内也取得了一定的经验，并且在某些方面取得了突破性的进展。但在实际应用过程中还是出现了许多的问题，以下是对智能化变电站存在的问题的具体归纳：

3.1技术水平问题

智能化在变电站，是对传统变电站的一种创新，是一种新型的变电模式，从变电站的修建到变电站的维护等环节，都需要运用全新的技术手段和设备工具。因此，智能化变电站的运行、建造和维护工作需要一批专业技术过关的人才来进行智能化变电站的工作开展，而我国对于智能化变电站方面的人才还是有所欠缺，工作人员缺乏一定的专业知识，这一方面还需要更进一步的落实和实施。

3.2数据采集问题

目前，我国智能化变电站中对于数据同步采集的工作还存在一定的困难。对于传统变电站来说，可以在内部实现各个单元数据的同步采样工作，无需同其他设备单元配合工作。然而在智能化变电站中，需要依靠互感器内部的信息采集回路来完成，当互感器内部的任一回路出现问题后，整个数据采集工作就会失去意义，极易造成信息失效和保护装置的闭锁。

3.3实施方案问题

目前，将传统变电站改造为只能化变电站的工作还没有一种比较理想的实施方案和设计标准，这一问题就影响到了智能化变电站的推广和普及工作。智能化变电站在我国一般只能采用新建或者全部改造的形式来进行智能化变电站的发展和推广。

3.4数据共享问题

智能化变电站的主要意义在于能够对实际信息进行有效的统计和快速的获取，有利于供电质量的提高、供电可靠性的提高、电网运行管理水平的提高，以及供电成本的降低，有利于相关电力工作的开展。然而，我国智能化变电站过于重视对智能化变电站的技术研发和技术更新，没有履行智能化变电站的真正工作，没有解决智能化变电站数据共享的问题，或是只在站内进行数据信息的共享，更应该被整个电网所共享。

3.5信息安全问题

智能化变电站的运行和实施是需要借助大量的网络技术和网络设备的，智能化变电站的信息传输和数据共享都是依靠网络技术来完成和实现。而传统的变电站，是由人工进行数据的统计工作，由于网络的普遍性和复杂性，容易造成智能化变电站的信息流失，为变电站的运行埋下了一定的安全隐患，也给相关电力部门造成了一定的信息风险。

4.总结

智能化变电站，是对传统变电站技术的革新和创新，智能化变电站是对传统变电站建设的提高和优化。与传统的变电站相比，智能化变电站实现了智能化变电站信息的网络化、规范化、信息数据共享的标准化等功能要求，通过智能化变电站，提高了我国电网运行管理水平，也一定程度上提高了我国供电成本的降低，对于我国电力发展具有非常重要的意义。但智能化变电站也存在着一定的不足和问题，需要我们不断的摸索和研究，找到合理的解决方案，使智能化变电站能够健康、快速的发展下去。

参考文献：

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