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摘要:伴随着改革开放的不断深入,中国智能变电站推动了中国低碳经济的快速发展,对国家可持续发展起到了举足轻重的作用。智能电网和智能变电站的建立与发展,为智能电网奠定了基础。鉴于智能变电站是智能电网中电能分配调节的重要组成部分,加强对智能变电站技术的研究与应用,能有效改善电网性能,促进中国电网事业的长远发展。
关键词:智能变电站;技术;应用
引言
伴随着科技的不断发展,我国的变电站技术也日趋完善。智能化变电站的出现和应用,有效地提高了中国电力系统的安全可靠性。如何更好地利用智能变电站在新时代背景下的技术特点,是每一个变电站工程师都应该关注的课题。
1智能变电站基本内涵
智能型变电站比数字化变电站更先进,其功能主要是实现“智能化”,即将先进的智能应用与设备的智能有效结合。智能变电所主要由三个基本部分组成:站点控制层、间隔层和设备层,设备层通常包括智能组件及其智能设备,这些组件包括合并设备及其智能终端构成,能够有效地进行电能转换分配、计量传输和相应的控制保护工作。间隔层主要是指测控装置、继电保护装置等辅助装置。站控层主要包括自动化系统、通信系统、站控系统和时间同步系统,它们能够对站内的每一台设备进行测量和控制,从而有效地完成监控和数据收集,并进行相应的数据保护管理。
2智能变电站系统的结构
2.1站控层
站控层作为智能变电站的控制层,主要由计算机、路由器、人机交互设备等组成。控制层主要用来实现对变电站的检测和控制,以及对异常情况的及时报警,站控层已经成功的实现了这一功能。在变电站出现技术问题时,计算机与人机交互式设备能及时记录异常的能量交换情况,迅速作出反应和进行处理,并能及时反馈处理结果,便于变电站采取措施解决问题。
2.2间隔层
间隔层是特殊设备层,位于其他两层之间,包括继电器、总线保护装置、测控装置等。其功能包括连接、保护和监控。电能量转换过程中,当电能量通过间隔层时,测控单元记录过程中产生的信息,并送至站控层。其中,继电保护操作、初始故障检测、操作阻塞等可在间隔层实现。这些部件比较复杂,而电力设备主要是用来监测和保护电力传输的。
2.3设备层
智能变电站设备层由LCP现场控制柜和一次设备组成,作为电气设备的输入和接收设备。在这些装置中,最重要的是TA、高压显示闭锁装置、复合传感器等。智能化变电所主要采用Rogowski TA,而环磁线则是用来数字化的处理高阻抗环境中的信号输出和电压测量。在这些装置中,高压显示闭锁装置的作用主要是检测高压线路的带电状态,当高压线路带电时,该闭锁装置能对电气设备进行闭锁,防止发生线路安全事故。复合传感器是一种智能装置,其主要功能是对基本装置的运行状态进行监控。断路器、变压器、电流和电压互感器直接生成或传输电流,是配电和传输设备。
3智能变电站的关键技术简介
3.1在线监测技术
目前,智能变电站在线监测技术的发展十分成熟,通过智能在线监测,可以对变压器油色谱、铁芯接地、压力等综合信息进行监测,提高监测的准确性。但要根据实际情况,对监控开关与断路器连接进行综合研究。但由于目前技术水平的限制,智能变电站在线技术应用程度较为一般,主要表现为监视的可靠性相对较差,其主要原因是传感器容易损坏。系统长时间运行导致的监测疲劳可能会持续降低系统的精确度,从而导致数据失真。与此同时,变电站的外部环境也可能对变电站的设备和通信设施造成损害,智能变电站的在线监测技术至今仍处于试验阶段。
3.2电子互感器技术
作为现代智能变电站核心技术之一的电子互感器技术,在中国首批七个智能变电站的试点工程中,同时采用了光纤互感器和分压互感器等电子互感器,在试点应用中出现了以下问题:当电流较小时,光纤互感器会产生较大的噪音;在分压互感器的高压传感部分,存在着一些电路器件,如果没有外部电源,就会停止工作的问题,其电磁兼容性问题也必须解决。对此,研究人员在使用电子互感器技术时,常采用合并单元采样法与常规互感器组合,以提高设备运行的稳定性和可靠性。
3.3信息管理储存技术
集成数字信息平台可以实现对智能变电站的数据采集、存储和管理,为保证智能变电站的数据采集质量,需要使其具备故障恢复能力。智能变电站信息管理是以数字化为核心的智能化信息管理平台,实现信息的采集、集成、转换、传输和存储。数字信息平台高度集成和统一,为信息数据的收集、传输、扩展和共享提供了平台,同时也为智能变电站提供了经济性和可扩展性。
4智能变电站技术的应用
4.1一次变电设备的智能化
智能变电站通过实现变电站设备的智能化,特别是高压配电设备的智能化,为构建智能电网奠定了良好的基础。在智能变电站中,计算机技术已被广泛应用,特别是将电能传感器作为计算机联机监测的有效手段,并通过对电力设备的实时监测来实现对电力运行的控制,同时还可以自动处理故障,对变电站的安全可靠运行至关重要。此外,在现有的智能变电站中,将主设备集成到一起,实现了监控系统的一体化,实现了电力互感器、变压器、断路器和高压设备的有效连接,实现了设计的一体化,有效地实现了独立控制设备信息的融合管理。
4.2高级变电功能的实现
(1)变电设备整体监测
在计算机终端的支持下,可实现更全面的设备监控,并可连续采集各智能变电设备的运行数据及运行信号、电能输出和输入状态等信息,减少无效数据采集,提高监控效率。但由于技术水平的限制,智能变电站还很难实现全面监控,每个变电站都可以根据实际情况对关键设备进行监控,或者采用轮流监控的方式,以达到高效监控高负荷设备的目的。
(2)线路综合故障控制
高级数据采集技术为智能变电站提供了强大的信息处理和故障诊断能力。利用数据库模型技术和在线信息处理技术,研制了智能变电站状态监测与诊断系统。技术人员将电力设备的相关参数和运行特性输入数据库和诊断系统,实现了正常高效的运行。在系统投入使用后,根据系统的实际运行情况,特别是在一定的周期内,对设备进行深入的监测与评估。
(3)智能报警功能
智能变电站以分析决策系统为基础,其优点在于能在短时间内对变电站中的设备运行所产生的大量数据进行分析、识别。真实的故障信息能减少误报率,提高报警准确率。此外,为了有效地利用故障信息,智能报警系统还预先设置间隔报警机制,定期对故障进行报警。
结束语
智能变电站技术是一种尖端技术,它把最新的信息管理技术与电力传输和转换技术有效地结合起来,并充分利用了计算机技术的优势。智能变电站技术的应用,不仅改善了变电站技术走向数字化的进程,而且有效提高了变电站的工作效率,减少了电网事故的发生。当信息量巨大时,智能变电站技术能够更好地满足电力需求,为电力系统的电源配置提供了有效的技术保障。
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