刍议智能变电站一次设备智能化技术

发表时间:2016/2/2   来源:《电力设备》2015年7期供稿   作者:刘亚荣
[导读] 国网宁夏固原供电公司 智能电网正常运行,要依赖与智能化与变电站的规划与设计、智能系统网架设置等多种因素有关,智能化只是其中的核心。
刘亚荣
  (国网宁夏固原供电公司  756000)
  摘要:智能变电站是智能电网的重要组成部分。智能化的应用必须以电网原有的安全性、经济性为基准,进行应用布控来得以实现的。因此,本文就智能变电站一次设备智能化技术做出简要分析。
  关键词:智能变电站;一次设备;智能化技术
  智能电网正常运行,要依赖与智能化与变电站的规划与设计、智能系统网架设置等多种因素有关,智能化只是其中的核心。因其的复杂性与系统性,决定了智能变电站的一次智能化的技术较为复杂。智能变电站,是以信息的采集、控制、保护、测量、计算和控制为基本服务目的的,以高速网络通信平台为信息传输基础的一种由稳定、新型、绿色、节能、组合而成的具有高级应用功能的设备。
  一、智能化变电站概念
  智能化变电站是指通过使用先进可靠、集成环保的智能电力设备,以实现电站运行过程中电力信息的形式数字化、共享标准化和平台网络化为准则, 进而实现对电站运行信息的自动化采集、测量、控制和保护。智能化变电站能够通过对人工思维和行为的模仿,对负荷髙低不同的输送电力根据实际需求进行相应的调整,有效实现在人工无法干预的电力输送环节的能源节约和网络控制。此外,智能化变电站还具备一些高级功能,如支持电网实现实时自动化控制、智能调节、协同互动和在线决策等。
  一、智能变电站的结构特点
  智能化变电站的特征由其自身的性能特点所决定,主要包括标准化的信息交换、自动化的运行控制、高度集成化的系统结构、在线化的分析决策和协同化的保护控制等。其中,最主要的特征是一次设备实现智能化。作为电网的主要组成部分,设备的高可靠性是智能化变电站的基础,自动协同控制、高效综合分析是智能化变电站的关键性能,而电站设备的信息数字化、结构紧凑化和功能集成化则是其主要的发展方向。智能变电站的结构主要分为:①过程层是连接联系一次设备和二次系统的桥梁。过程层,即以操作控制与驱动为手段,以实现电气量合理检测与设备状态参数检测为目的的结构层面。②间隔层是提供一次设备的数据,执行间隔层和站控层对一次设备的控制、调节完成对一次设备的测量、控制、保护、计量、检测等功能。间隔层,即以过渡性的通信功能及优先别控制为基础手段,以本间隔过程层实时数据信息进行汇总、保护一次设备功能、实现闭锁功能的间隔操作、实现操作一体化为阶段目的,以提高信息通道的冗余度,保证网络通信的可靠性为最终目的的结构层面。③站控层。站控层,即以组态在线、修改参数在线、间隔层对接、维护设备在线、人机联系、站内当地监控为基础手段,以通过2级高速网络汇总全站的实时数据信息、刷新及按时登陆数据库、调控配置数据、接收调度域控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行为基本目的,以实现变电站故障自动分析和操作培训功为最终目的的结构层面。④智能组件具备测量、控制、保护、计量、检测中的全部或部分功能。智能组件是以测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化为基本目的的智能部件组成部分。
  二、变电站一次设备的智能化技术分析
  电力系统的一次设备直接作用于电力能源的生产、输送的高压电网中,与电力能源的生产、变换、输送、分配、使用有着直接的关系。变电站一次设备的智能化是由高压一次设备与相关智能组件两大部分组成,是高压设备、智能组件独立运行的基础,是智能变电站重要的标志之一。

高压一次设备与相关智能组件的有机结合构成了智能化一次设备,这种有机结合可以是独立运行的高压设备加外置的智能组建,也可以是高压设备内嵌部分智能组建再加外置智能组件,还可以是高压设备内嵌相关智能组件。智能组件是一次设备实现智能化的主要途径。
  变电站设备主要包括断路器、接地开关、隔断开关互感器、电容器、电抗器、互感器等一次设备和变电站自动化系统、辅助系统、智能组件等二次设备。①断路器,即电力系统中各个设备连接、断开的把控装置。具有:断开电力系统的负荷电流和故障电流能力及调节潮流的功能。②隔断开关,即改变电力系统设备之间连接方式的,可形成明显的断开点,对检修设备进行有效的隔离。③接地开关,即一端与变电站的接地网连接,一端与带电设备连接的一种长期处于断开状态的设备组件。其主要对设备的残余电荷释放及检测电路的短路状态保障检修人员安全的设备组件。④电容器,即进行无功功率补偿,改善无功分布,是提高输电线路功率极限的重要设备。⑤电抗器,即限制高频信号传播,保障设备安全,限制空载过电压的设备组件。⑥互感器,测量电网电气参数,继电保护、计量设备、自动装置、测量仪表等二次设备感知电力系统运行状态的关键设备组件,其可将电力系统的高电压大电流转换成变电站二次设备可以使用的低电压小电流信息提供给二次设备的使用。
  三、对智能变电站一次设备智能化实现提出的要求
  智能变电站在实际的运行过程中,智能化的一次设备可以有效的将信息传送到一个特定的平台上,实现信息整合一体化。变电站的监控系统是智能变电站的重要系统之一,智能化的一次设备可以在有效的监控体系下,对系统自身的运行的科学性,并对系统本身的内在故障与问题做出详细的判断,智能化组所分析的数据又可以为设备的维修与养护提供相关的资料数据,有助于良好决策的制定,是系统故障、问题评估、检修的重要参数。智能化的组件是变电站一次设备智能化的核心,实现变电站一次设备的智能化的要求为:①正确使用安装智能组件,从组装上杜绝智能化受挫的一面。②智能组件的运行过程中,要逐步实现自动化的数据监控、处理以及储存。③安装报警系统,杜绝人为损坏。④充分整合、检查系统,保证智能组件检测数据的有效性与可靠性。⑤实施分合闸线圈检测,提供相关波形数据及触头机械特性检测实现断路器智能化,例如:分合闸波形数据、三相同期数据、分合闸时间数据等。⑥采用变压器油在线检测、绕组接地电流在线检测、套管在线检测、局放在线检测等相关手段,实现变压器的智能化。(7)变电站一次设备的智能化是通过标准的信息语言完成实现的。实现智能化一次设备问题与故障的自我诊断,自动的处理信息,使信息变得科学、合理,实现整个系统的决策。
  结语
  电力系统是我国构建过程中重要的体系之一。随着社会经济的不断发展,科学技术水平也得到了相应的提高,人们对电力系统的科学应用力度也不断加大,极大地督促了变电站一次智能化水平的不断提升,智能化设备的应用在智能变电站中的应用也越来越广泛。相关人员应不间断的对设备的智能化技术提供创新,从技术领域改变变电站电网运行的稳定、可靠、安全、高效。只有变电站一次设备智能化水平完善,才能促进变电站智能化水平的提高,为电网的规划于建设提供有利的保障。
  参考文献:
  [1]彭发东.智能变电站一次设备智能化技术的现状与展望[J].第四届智能变电站技术应用高峰论坛.2011
  [2]聂国祥,王云平.智能变电站一次设备智能化技术探讨[J].新疆乌鲁木齐:伊犁河流域开发建设管理局.2013
  作者简介:
  刘亚荣(1980.6),女,宁夏固原人,宁夏固原供电公司,变电检修工,单位:国网宁夏固原供电公司,研究方向:变电一次检修
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