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關鍵詞:模塊化;預制倉式變電站;110kV配網;電力網絡;變電站建設;電力系統 文I標識碼:A
中圖分類號:TM63 文章編號:1009-2374(2017)11-0080-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.041
1 概述
隨著我國城市化進程的不斷進行,城市的用電負荷也隨之不斷增加,110kV配網中需要建設更多的變電站。但是,由于城市的人口相對密集,土地面積緊張,想要在市區建設這些變電站,就必須考慮到變電站的占地面積以及電磁干擾噪聲干擾等方面的問題。近年來,在我國應用的預制倉式變電站中,能夠實現二次自動化設備的預制,但變電站的占地面積與工作量仍然很大,因此選擇建設結構更加緊湊的變電站是未來發展的目標,而模塊化預制倉式變電站就是能夠滿足這些需求的變電站結構。
2 模塊化預制倉式變電站的建設要求
在城市區域內建設變電站,最基本的要求就是要滿足其自身的美觀性、可靠性以及經濟性,所以模塊化預制倉式變電站的具體建設要求包括以下六個方面:第一,變電站能夠在戶外正常運行,并需要具有較強的抗沖擊能力、防盜能力以及防破壞能力;第二,具有優秀的防腐性能,確保正常使用40年后不得產生銹蝕;第三,變電站的防腐這標準必須達到國家標準以上;第四,運行噪聲能夠得到有效的控制,避免影響市民的正常生活;第五,占地面積應控制在設計范圍以內,保證整體結構的緊湊型性;第六,能夠實現一體化安裝,以縮短工程施工周期。
3 模塊化預制倉式變電站建設方案
3.1 變電站整體方案
在模塊化預制倉式變電站的結構設計中,通常會包括110kV的GIS預制倉、二次自動化預制倉、無功補償預制倉、消弧線圈預制倉以及變壓器預制倉等。這些預制倉的股價結構均為異地式,能夠滿足較高的剛度與機械強度要求,選用的材質以優質碳素結構鋼為主。預制倉的防護要滿足IP33D的要求,而倉體接縫處防護等級要保證在IP54以上,倉體內部應使用鋼板與阻燃材料分成不同的隔室,這些隔室之間的防護等級達到IP2X。預制倉中的門板、框架以及上蓋據需要使用優質冷軋鋼板作為材料,并對表面進行噴砂等方式的防腐處理,框架處鋼板的厚度必須保證在2.5毫米以上,門板以及上蓋板的厚度必須保證在2毫米以上。倉體內部的填充物可以選用聚氨酯防火材料,保證倉體具有較強的防火性能。倉體中使用的金屬構件的防腐處理必須保證40年不出現銹蝕,外側的冷軋鋼板必須經過處理,以確保其防腐性能。由于倉體內部需要設置變壓器、計算機等自動化控制設備,必須保證具有良好的防潮與防塵性能。預制倉的外形應符合其應用要求,必須做到不易積水,頂蓋應保證有一個大于5°的散水坡度。倉體的設計中必須減少緊固件的外露數量,防止出現水經過緊固件進入殼體內部,對于已經穿透外殼的孔,必須采取有效的密封措施,如果無法避免出現緊固件外露,則應選擇不銹鋼材質的緊固件,防止出現銹蝕。為了保證倉體具有良好的隔熱性,必須保證一般周圍空氣溫度下電器設備的溫度低于最高溫度,同時必須保證高于最低溫度。每個倉體的內部都應在頂部安裝自動煙感系統,煙感系統與自動化系統接通,一旦出現火災,能夠避免火災的進一步
蔓延。
3.2 變電站整體建設模式
在選擇模塊化預制倉式變電站的建設模式時,需要根據其占地面積與位置的需求來選擇,一般選擇落地平鋪的建設模式,也可以選擇立體建設模式,可以將倉體安裝在基礎層的置頂位置,其設計時必須對倉體承重以及減震系統進行處理。上下兩層的倉體間必須設立有效的隔震設施,用戶消除震動與噪音。上層的倉體結構的總重量要控制在100噸以下,最下層倉體的框架必須能夠承受100兆帕以上的應力。
4 模塊化預制倉式變電站主要技術要求
4.1 倉體防輻射性能要求
預制倉的防輻射主要采取工頻輻射防護的方式,對110kV的預制倉進行防護相對簡單,當時進出線接頭處比較容易出現問題,所以變壓器預制倉需要采取以下防護方案:第一,選擇合適的線路接入方式與路徑,盡可能使用地下電纜;第二,變電站中應減少分相設備數量,使用三相設備取代,以便可以應用三相電的優勢來消除電磁場;第三,應用適當的方法來屏蔽電磁場,對工頻電磁輻射采取屏蔽的措施效果非常明顯,站內的高壓設備與分立式輸電設備在運行時會產生電磁場,因此高壓設備應使用GIS裝置,利用建筑中的技術結構建立屏蔽網,實現對電磁場的屏蔽。與此同時,在變電站的防雷設計中,可以增加金屬網鋼筋的數量,使用截面較大的主筋進行連接,還可以通過增加接地極數量,增加金屬網的截面等措施提高屏蔽效果。
4.2 變電站隔音性能要求
為了保證變電站在工作過程中發出的噪音不會對居民的正常生活造成影響,在進行模塊化預制倉式變電站設計時,必須采取以下隔音措施:第一,在設計中選擇低噪聲軸流風機與消聲百頁,從源頭減小噪聲的產生;第二,將變電站設計為具有形狀規整、密封隔音等特點的雙側結構箱體;第三,在變電站周邊做好環境保護工作,種植相對高大的數木,在美化環境的同時能夠起到隔離噪音的效果。
4.3 倉體防腐性能要求
為了增強倉體表面的防腐性能,需要對其使用熱噴鋅、噴砂、噴鋅加涂料等方式進行處理,對于不銹鋼彩板,則需要使用噴砂、噴戶外高檔聚氨酯面漆的方式提高防腐性能。在這些金屬材料經過防腐處理后,必須保證其具有較高的附著力,確保倉體表面能夠達到40年不出現銹蝕的目的。與此同時,對于倉體的底架,則需要采用噴砂、噴鋅的處理方式,并使用瀝青漆進行重度防腐,確保40年不出現銹蝕。對于噴鋅表面的質量要求如下:必須保證涂層均勻,其中鋅層的厚度必須保證在55~65微米以上,并且不會出現裂紋、起皮、掉塊等
缺陷。
4.4 倉體保溫性能與耐寒性能要求
預制倉的倉體部分一般采用三層的金屬結構,應用與冰箱類似的保溫工藝。通常情況下,選用的是雙層優質鋼板,將這兩層鋼板間填充聚氨酯等防火保溫材料,再與環保金屬裝修層組合在一起。倉體的門板結構中應用了斷橋隔熱的技術,其中內板與外板處于懸浮狀態,間距必須保證在3毫米以上,并在其中填充聚氨酯,保證門板的熱傳導率在2%左右。與此同時,倉體的內部還要設計安裝自動溫控裝置與能夠長時間加熱的裝置,確保倉內溫度的穩定。高低壓倉必須擁有高濕排風設施與自動啟停空調設備,如果出現隔室內的溫度超出0℃~50℃這一溫度范圍時,空調設備就可以自動啟動,能夠實現對內部溫度的調控。如果相對濕度達到80%以上,高濕排風設施就會啟用,有效地降低倉內的濕度。
4.5 倉體密封性能及倉韌ǚ縲閱芤求
為了確保倉體的密封性能可以滿足變電站的要求,必須為倉體制作密封條,這些密封條可以使用硅橡膠或三元乙丙等材料制作完成,具有高彈性的特點,且必須保證其使用壽命可以達到10年以上。與此同時,如果倉體內部設有SF6這類電氣設備,必須為其設計專門的監測裝置以及排風系統,對倉體上的電動進風風閥以及強制排風軸流風機進行有效控制,保證其能夠在需要的時候實現快速起停,電動風閥及軸流風機的總通風量需保證每2min將倉體內空氣換氣一次。此外,在倉體的設計中會存在倉體密封性能與通風性能的矛盾,為了解決這一問題,必須對排風系統采用嚴格的防塵處理,風機的數量必須能夠滿足排風與除濕操作的實際需求。
4.6 倉體的抗內燃弧性能要求
預制倉的倉體必須采取抗內燃弧措施,并為其設置專用燃弧泄壓通道。燃弧通道的最佳位置應處于單元柜的上方,并且需要與所有功能隔室的泄壓通道形成連接,以確保在電氣設備出現故障時的人身安全。此外,在設置泄壓通道時,開關柜頂部不應設置泄壓板。
5 結語
總而言之,在我國電力系統的發展過程中,模塊化預制倉式變電站已經成為110kV配網中的重要組成部分,這類變電站具有占地面積小、投入成本低、施工周期短以及可靠性高的優勢,是推動電力系統進一步發展的關鍵因素。
參考文獻
[1] 周佳,貝新宇.輸變電設施電磁輻射環境影響評價方法探討[J].世界核地質科學,2010,(4).
[2] 趙璐,王友輝.預制倉式全金屬密封變電站在城市中心變電站中的應用[J].東北電力技術,2015,(12).
[3] 王青.智能變電站設計中存在的問題及改進[J].科技創新與應用,2015,(18).
[4] 李勤.關于變電站設計中存在的關鍵問題探究[J].硅谷,2013,(19).
關鍵詞:變電站;智能化建設;關鍵技術
Abstract: In this paper, starting from the features and functions of intelligent substation were analyzed, discussed the various technical problems in the intelligent building, in order to guarantee intelligent construction work smoothly.
Key words: intelligent substation; construction; key technology
中圖分類號:TM411+.4
前言
智能變電站是堅強智能電網建設中實現能源轉換和控制的核心平臺之一,是智能電網的重要組成部分,它是銜接智能電網發電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環節的關鍵,同時也是實現風能、太陽能等新能源接入電網的重要支撐。是智能電網“電力流、信息流、業務流”三流匯集的焦點,對建設堅強智能電網具有極為重要的作用。
智能化變電站的特點分析
智能化變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備,以全站信息數字化、通信平臺網絡化、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、計量和監測等基本功能,并可根據需要支持電網實施自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。作為電力網絡的節點,同常規變電站一樣連接線路、輸送電能,擔負著變化電壓等級、匯集電流、分配電能、控制電能流向、調整電壓等功能。智能變電站能夠完成比常規變電站范圍更寬、層次更深、結構更復雜的信息采集和信息處理,變電站內、站與調度、站與站之間、站與大用戶和分布式能源的互動能力更強,信息交換和融合更方便快捷,控制手段更靈活可靠。具有全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化和高級應用互動化等主要技術特征。
2、智能化變電站的功能概述
2.1 緊密聯結全網。從智能化變電站在智能電網體系結構中的位置和作用看,智能化變電站的建設,要有利于加強全網范圍各個環節間聯系的緊密性,有利于體現智能電網的統一性,有利于互聯電網對運行事故進行預防和緊急控制,實現在不同層次上的統一協調控制,成為形成統一堅強智能電網的關節和紐帶。智能化變電站的“全網”意識更強,作為電網的一個重要環節和部分,其在電網整體中的功能和作用更加明
2.2 支撐智能電網。從智能化變電站的自動化、智能化技術上看,智能化變電站的設計和運行水平,應與智能電網保持一致,滿足智能電網安全、可靠、經濟、高效、清潔、環保、透明、開放等運行性能的要求。在硬件裝置上實現更高程度的集成和優化,軟件功能實現更合理的區別和配合。應用FACTS技術,對系統電壓和無功功率,電流和潮流分布進行有效控制。
2.3智能化變電站允許分布式電源的接入。在海西電網中,風能、太陽能等間歇性分布式電源的接入。智能化變電站是分布式電源并網的入口,從技術到管理,從硬件到軟件都必須充分考慮并滿足分布式電源并網的需求。大量分布式電源接入,形成微網與配電網并網運行模式。這使得配電網從單一的由大型注入點單向供電的模式,向大量使用受端分布式發電設備的多源多向模塊化模式轉變。與常規變電站相比,智能化變電站從繼電保護到運行管理都應做出調整和改變,以滿足更高水平的安全穩定運行需要。
2.4 遠程可視化。智能化變電站的狀態監測與操作運行均可利用多媒體技術實現遠程可視化與自動化,以實現變電站真正的無人值班,并提高變電站的安全運行水平。
2.5 裝備與設施標準化設計,模塊化安裝。智能化變電站的一二次設備進行高度的整合與集成,所有的裝備具有統一的接口。智能化變電站時建設時,所有集成化裝備的一、二次功能,在出廠前完成模塊化調試,運抵安裝現場后只需進行聯網、接線,無需大規模現場調試。一二次設備集成后標準化設計,模塊化安裝,對變電站的建造和設備的安裝環節而言是根本性的變革。可以保證設備的質量和可靠性,大量節省現場施工、調試工作量,使得任何一個同樣電壓等級的變電站的建造變成簡單的模塊化的設備的聯網、連接,因而可以實現變電站的“可復制性”,大大簡化變電站建造的過程,而提高了變電站的標準化程度和可靠性。出于以上需求的考慮,智能化變電站必須從硬件到軟件,從結構到功能上完成一個飛越。
3、智能化變電站建設的技術關鍵
與常規變電站設備相比,智能化變電站的核心問題是信息的采樣傳輸與控制,包括 “新技術、新材料及新工藝”的應用,其中,由的技術相對成熟、由的技術還處于試運行和研發階段,需在現場結合其他變電設備進行調試。智能化變電站通過全景廣域實時信息統一同步采集,實現變電站自協調區域控制保護;與調度實現全面互動,實現基于狀態監測的設備全壽命周期綜合優化管理。
3.1 測量數字化技術。一次設備的狀態信號(如變壓器油溫、分接開關位置、開關設備的分、合位置等)都需要痛過模擬信號電纜傳送至控制室進行測量。測量數字化就是對運行控制直接相關的參數進行就地數字化測量。測量結果可根據需要發送至站控曾網絡或過程層網絡,用于一次設備或其部件的運行與控制。數字化測量參量包括變壓器油溫、有載分接開關位置、開關設備分、合閘位置。
3.2 控制網絡化技術。在運行中,變壓器的冷卻系統、有載分接開關和開關設備的分、合閘操作都需要控制,而控制網絡化就是對控制需求的一次設備或其部件實現基于網絡的控制,。控制方式包括:一次設備或其部件自有控制器就地控制;智能組件通過就地控制器或執行器控制;站控層設備通過智能組件控制。
3.3狀態可視化技術。狀態可視化由智能組件中的監測功能模塊完成,但其依據的信息不局限于監測模塊,還可以包括測量及系統測控裝置等模塊的信息。可視化是智能一次設備與電網調控系統的一種信息互動方式,準確實時地掌握一次設備的運行狀態。
3.4功能一體化技術。傳感器作為二次設備的狀態感知原件,參與測量、控制、監測、計量、保護等二次與一次設備的融合,傳感器將一次設備的狀態信息轉化智能組件的可測量信息。
3.5 信息互動化技術。作為智能一次設備的一部分,智能組件是一次設備與電網調控系統之間信息互動的橋梁,作為電網的原件,智能一次設備主要提供智能化信息,而真正的智能化應用,需要有調控系統實現,智能組件將一次設備的智能化信息通過站控層發送至調度系統,支持調控系統對電網優化控制。
關鍵詞:智能變電站 工廠化 一體化 自動化
0 引言
新一代智能變電站采用集成化智能設備和一體化業務系統,采用一體化設計、一體化供貨、一體化調試的變電站模塊化建設模式,實現“占地少、造價省、可靠性高”的目標。2015年國家電網公司組織實施了50座新一代智能變電站擴大示范工程,旨在進一步驗證和提升第一批示范工程應用的技術路線和相關標準,為后續智能變電站建設和推廣提供依據。
為確保擴大示范工程項目順利實施,有必要緊密結合新一代智能變電站的產品技術特點,對項目組織實施方案進行深入研究,以下從工程設計、生產采購、廠內調試與集成、現場實施等方面進行具體分析。
1 一體化、標準化設計
(1)編制產品技術方案
針對各個示范工程項目的技術要求和國網的相關標準規范,組織研發、工程、設計人員成立技術方案支撐團隊,從方案確定、設備選型、設計圖紙、生產支持、系統聯調乃至現場調試階段全程進行方案的跟蹤、評審與變更。方案支撐團隊首先對合同范圍內的所有設備進行逐項審定,確保選用的設備的軟硬件滿足合同的要求,同時均通過國網公司統一組織的入網檢測。
預制艙吊裝需要編寫專項技術方案,進行詳細的負荷測算,充分考慮吊裝實施安全措施,確保吊裝安全。預制艙運輸需要進行道路勘探,以合理設計預制艙的機構尺寸,選擇合適的運輸車輛,滿足道路運輸中對高度、重量、轉彎半徑等的具體要求。
(2)多單位、多專業協同設計
新一代智能變電站采用全站二次設備集中招標的一體化供貨模式,集成商負責各個單位、各個專業的統一協調工作。各廠家的二次設備屏柜最終在集成商處進行一體化集成,即入艙安裝,因此需要各個廠家二次設備屏柜設計、預制艙結構設計、設計院二次布線設計能夠進行跨單位、跨專業的協同工作,即實現一體化設計。例如各廠家的屏柜顏色、型式、開門方向、并柜結構、與艙體固定的配合結構等均需要進行充分溝通、協同設計。而艙內屏間電纜清冊和預制光纜清冊往往需要各專業設計方案確定后,設計院根據各個專業的圖紙出具施工圖后才能給出,留給后續長度復測、生產采購、安裝集成的時間非常有限,需要集成商與各廠家設計人員和設計院進行充分、有效的溝通。
(3)設計聯絡會議
公司設計部門牽頭負責組織各專業、各廠家的設計人員與業主和設計院召開設計聯絡會議。在設計聯絡會上,和相關設計院、業主單位進行細致的溝通,確定以下工作內容:
1)復核投標產品的主要性能和參數,并進行確認。
2)需設計院或用戶進行工程項目的詳細提資。
3)確定項目里程碑計劃。包括方案確定、設計確認、生產完成、廠內聯調、系統集成、運輸發貨、現場調試、驗收投運等。
4)討論各配合廠家、設計院、業主之間的溝通協調機制。
5)決定土建要求/運輸尺寸和質量,以及工程設計的各種接口的資料要求。
6)討論監造、工廠試驗及檢驗問題。
7)討論運輸、安裝、調試及驗收試驗。
8)溝通總進度控制、質量保證程序及質控措施。
2 模塊化、工廠化生產
生產加工階段根據各個專業的耦合關系,做好詳細的生產采購計劃,將項目生產、采購任務進行分解。按公司質量體系的規定做好產品狀態標識,加強生產過程檢驗和采購到貨檢驗,確保工程產品質量。參與工程實施的人員須按照質量管理體系相關產品作業指導書進行調試、檢驗及現場服務。
對預制艙式二次組合設備等模塊化集成設備,按照新一代智能變電站的功能模塊,在廠內進行設備集成。設備入艙集成環節,與項目業主單位和施工單位充分交流,熟悉地區二次電纜安裝接線規范要求,做到和現場施工工藝的一致性。
3 一體化、自動化調試
新一代智能變電站的工程項目采用一體化、自動化的調試手段,可最大限度的將廠外工作向廠內轉移,提高廠內聯調工作效率,減少現場調試的工作量,縮減現場調試周期,提高現場調試質量。具體步驟如下:
1)制訂聯調方案。制訂廠內聯調和發貨計劃,梳理全過程工作任務分解表并提交由業主方審核確認。
2)聯調提資。編制工程項目提資清單,向運行單位、設計單位、其他調試單位進行多方位的提資,收集相關ICD模型文件和圖紙資料。
3)SCD集成。利用虛端子可視化工具,批量導入各廠家ICD和設計院虛端子,可視化檢查虛回路,在線修改后離線導出文件供他方確認。大大提高了SCD集成效率。
4)單體調試和設備互聯測試。在設備聯調前利用自動化調試工具進行單體調試。各廠家設備進行互聯測試,為系統級調試做好裝置級的準備。
5)一體化調試。各廠家二次設備1:1模擬現場連接方式進行組網,在廠內進行二次設備的充分聯調。聯調過程中采用自動化調試工具檢驗虛回路配置的正確性、核查過程層和間隔層實時數據、進行網絡故障定位分析,提高系統調試效率。各廠家、業主、維護與運行單位、設計院、電科院、施工方均派員參加廠內聯調,并對聯調結果進行驗收確認,做到調試、驗收一體化,廠內、現場一體化。
4 裝配式建設、施工
新一代智能變電站二次設備通過一體化調試方式在廠內進行了充分的系統聯調,通過預制艙等模塊化集成手段實現了二次設備的安裝、接線和整體運輸,通過預制式光、電纜的應用,使得模塊間建立起快速的連接方案。這都減少了現場調試、施工的工作量。
現場僅需進行預制艙和模塊化二次設備的整體就位,模塊間二次光電纜的快速插接,二次設備與一次設備的聯調傳動,變電站與調度遠方的通信調試和信息核對。模塊化二次設備采用裝配式建設、施工方式,大大提高了現場施工效率。
5 結語
本文所述的變電站組織實施方案在國電南瑞所承擔的9座新一代智能變電站擴大示范工程中得到應用,通過采用標準化設計、工廠化加工、一體化調試和裝配式建設,示范工程項目得以順利實施。示范變電站應用了預制艙、二次設備模塊化集成和預制光纜,采用了工廠化、一體化的調試手段,減少了現場安裝、接線、光纖熔接和工程調試的工作量,實現了環保施工,提高了施工效率,節省了大量的人力、物力及資源成本。
參考文獻
[1]宋旋坤,李敬如,肖智宏等.新一代智能變電站整體設計方案[J].電力建設,2012.11.
[2]王進虎,楊威,王娜,呂賓賓. 新一代智能變電站站域保護調試技術研究.電力信息與通信技術, 2014.07.
[3]劉強興,田家運. 新一代智能變電站二次設備與系統優化集成探討. 電力系統裝備,2015.06.
[4]何磊,孟強,田霞.智能變電站試點建設中存在的問題探討.電工技術,2013.05.
作者簡介:
科學技術的進步,使電力事業發展過程中,可以充分使用科技發展的成果,建設更加智能化安全化的電力設施,促進電力系統的高效、穩定發展,提升電力事業對我國經濟發展和人民生活的支撐推動作用。變電站作為電力輸配過程中的重要電力設施,在電力運行過程中對電力的安全穩定具有重要的促進作用。傳統的變電站建設,在實際運行過程中,安全性和穩定性都有待提升,電力設備的消耗和電能的流失也成為傳統變電站發展的重要問題。對變電站的檢測和維護工作需要耗費大量的人力物力,增加了電力企業的發展成本。智能變電站,是在智能電力設備的基礎上,利用信息技術和網絡技術,實現變電站信息采集、檢測、控制等工作的自動化,提高變電站的分析決策和智能調節性能。
1.智能變電站的內涵
智能變電站是通過變電站建設過程中,安裝和使用先進的變電設備,并通過信息技術和網絡技術的使用,使變電站的運行具有自動化、智能化的特點。智能變電站可以有效提高變電站和電力網絡運行中的穩定性,提高運行問題的解決能力。智能變電站在運行過程中,通過先進的網絡技術和信息技術的使用,可以使變電站在變電站本身或者電網出現問題時,自動對相關問題進行修復和解決,或者提前向電力管理監測單位發出預警信息,從而減少電力運行過程中的故障給電力企業和用電客戶帶來的不便和損失,增強電力管理部門的問題處理能力。此外,在智能變電站的建設過程中,通過高科技的使用,還能大大提高變電站信息采集、檢測等工作的精確性。
2.智能變電站關鍵技術分析
2.1硬件的集成技術
在以往的變電站建設過程中,變電站的信息采集和信息處理都是通過中央處理器與芯片或設備的配合來完成的,相關數據的計算和分析都集中在中央處理器中,這就造成變電站的相關數據的采集和計算都要中央處理器來完成,中央處理器的工作性能直接決定了所有變電站工作的質量。這樣很容易造成中央處理器在處理信息數據時,無法做到及時有效。隨著技術的發展進步,智能變電站的硬件設計越來越模型化、自動化和模塊化,這就使得變電站在進行硬件設計時,可以針對不同板塊的技術要求,進行模塊化的設計,從而分散信息數據處理過程中過于集中、低效的問題,使信息的處理和計算更加實時性,從而保障變電站信息處理和傳輸的及時有效。
2.2軟件的構件技術
在變電站的建設過程中,變電站軟件的構件設計,是保障電網信息傳輸和測量、控制的實時、迅速的有效手段。在設計過程中,針對變電站的發展需要和電力網絡的運行規劃,在變電站和電力管理部門之間進行智能變電站軟件構件的安裝設計,可以使變電站的電網信息和管理部門之間形成遠程信息傳輸,實現變電管理部門對電網運行中的問題進行遠程的維護和管理,并根據智能變電站的智能修復和處理技術,對相關問題進行自我處理和修復,實現變電站系統和設備系統模型的自動重構等功能。
2.3信息的管理存儲技術
信息的儲存是進行電網管理的重要依據,信息的準確采集和傳輸的安全性是當前電網運行過程中,容易出現問題和需要進行提高的重要環節。智能變電站在信息采集和傳輸過程中,在遇到意外情況和干擾因素的情況下,可以根據其自我修復和自我處理功能,對相關問題進行自我解決,從而保障信息采集和傳輸工作的安全性,使電力管理部門獲得的電力數據和信息更加科學、準確。
3.智能變電站的構建方式
3.1體系架構
智能變電站在體系建構上,為了保障變電站的各項功能的充分發揮和各部分之間的有效配合,其構建更加完善、緊湊,更有利于變電站發展過程的高效率建設。智能變電站在設計過程中,由于要考慮到各個硬件設計之間的獨立性和配合性,在實際建設過程中,雖然各模塊之間更加緊湊,但是卻互相具有更高的獨立性。而為了保障信息采集傳輸的安全有效,在軟件構建和硬件的設計上,又保障了各個模塊之間的緊密聯系和密切配合,從而使智能變電站既實現了各個硬件模塊之間的獨立高效運行,又使得智能化的結構整體形成密切的配合關系,從而實現了設計的完善和緊湊,提高了運行的安全和靈活高效。
3.2保護控制策略
繼電保護是電網發展過程中提高電網保護措施和事故防范措施的重要手段,以往變電站的繼電保護由于缺乏智能化、自動化的技術手段,往往采取定期檢測的保護措施,這種保護方式無法監測到電網發展過程中的動態變化信息,對可能出現的問題無法進行跟蹤檢測。智能變電站的建設,可以通過網絡和信息技術的設定,對電網運行過程進行實時監控,對電網運行過程中的運行狀態進行自動判斷,并根據評價結果采取自動調整的保護措施,從而使繼電保護動作更加實時快捷,并實現了對動態電網信息的實時檢測。
3.3信息安全策略
信息安全是電網發展中的重要問題,也是智能變電站建設的主要方向之一。智能變電站在建設過程中,由于廣泛使用了網絡技術和計算機技術,其信息傳輸過程也受到了這些技術帶來的風險威脅。智能變電站在信息網絡建設過程中可以充分提高變電站的智能水平,升級智能設備的的性能和防護能力,實現對變電站網絡通信質量的實時監控和維護,并對網絡內傳輸的信息進行保護,防止來自網內外的惡意攻擊和竊取。除此之外,網絡防火墻技術、加密技術、權限管理和存取控制技術等計算機網絡安全技術的發展也為電力系統信息安全防護策略帶來了新的發展思路。
結語
關鍵詞:標準配送;智能變電站;標準化;裝配
引言
2009年國家電網啟動第一批智能變電站試點工程的建設,經過5年的探索和研究,智能變電站技術在原理研究、設備研制、設計優化和標準制定等方面取得了許多成果,并基本確定了新一代智能變電站的發展方向[1-4]。標準配送式智能變電站正是新一代智能變電站的發展方向之一。標準配送式智能變電站的主要技術特征是標準化設計和模塊化建設,形成電氣一次、二次、土建各專業標準化技術方案,實現“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”的目的,全面提高工程建設質量和效率,降低全壽命周期成本。2013年6月,國家電網公司的首批五項標準配送式變電站試點工程已經相繼建成投產,文章對這五項試點工程中應用的主要技術方案進行研究,并對工程的經濟技術指標進行分析,提出標準配送式變電站技術的發展方向。
1 技術方案
標準配送式智能變電站的主要技術特征是標準化設計和模塊化建設。標準化設計的主要技術表現形式為:應用通用設計和通用設備進行電氣主接線設計、電氣總平面布置以及設備選擇;一次設備與二次設備、二次設備間接線標準化,采用預制光纜、預制電纜,實現“即插即用”;建、構筑物應用裝配結構,結構件采用工廠預制,實現標準化,統一建筑結構、材料、模數,規范圍墻、防火墻、電纜溝等構筑物類型,應用通用設備基礎,應用標準化定型鋼模。模塊化建設的主要技術表現形式為:電氣一次設備高度集成測量、控制、狀態監測等智能化功能,監控、保護、通信等二次設備全部集成布置于預制艙,一、二次集成設備最大程度實現工廠內規模生產、集成調試、模塊化配送,有效減少現場安裝、接線、調試工作,提高建設質量和效率;建、構筑物采用工廠化預制、機械化現場裝配,減少現場“濕作業”,減少勞動力投入,實現環保施工,提高施工效率;基礎采用標準化定型鋼模澆制混凝土,提高成品工藝水平。
(1)一二次設備高度集成。一次設備本體配置傳感器、智能組件,集成就地測量、控制、保護、狀態監測等智能化功能。智能終端、合并單元、狀態監測單元就地布置間隔內,與匯控柜整合形成智能組件柜。廠內完成接線、調試,現場整體安裝。10kV、35kV采用“預制艙式配電裝置”,10kV、35kV開關柜分別布置于各自預制艙內,艙內設置安防、消防、暖通、照明、接地等設施,整艙運輸、現場拼接。
(2)預制艙式二次組合設備。采用預制艙式二次組合設備,實現二次設備整體采購,根據統一功能要求和技術規范,集成商承擔全站二次設備配置、調試、運輸、安裝等工作。預制艙內布置二次設備屏柜、交直流配電系統、通信設備,設置安防、消防、視頻監控,配置暖通、照明、接地設施,二次設備在工廠內完成安裝、接線、集成調試等工作。預制艙整艙運輸配送,現場整體吊裝、就位。預制艙式二次組合設備大大減少不同二次廠家之間現場技術協調,提高了二次系統整體性能,縮短了建設周期。
(3)二次接線即插即用。采用預制光纜、預制電纜,實現一次設備與二次設備、二次設備間光纜、電纜標準化連接,二次連接“即插即用”,提高了二次線纜施工的工藝質量和建設效率。
預制光纜、電纜由統一標準的連接器插座和插頭、線纜、熱縮管等構成。插座側固定于屏柜與設備連接;插頭側連接線纜,按照定制長度工廠預制,現場插接。變電站二次回路采用標準化設計,跨房間、跨場地不同屏柜間二次裝置連接采用預制光纜,一次設備本體機構箱至匯控柜間的控制電纜采用預制電纜,接線快捷、準確。
(4)裝配式建構筑物。a.裝配式建筑物。建筑物采用標準配送式結構,統一建筑結構、模數、柱距、層高、跨度等,形成標準化預制件,工廠加工、現場整體安裝,0米層以上建構筑物全面實現裝配化。建筑物主體一般采用輕型門式鋼架結構或鋼框架結構,外墻、內墻、屋面板等維護結構采用裝配式墻體,建筑墻板開展模塊化、精益化設計,在工廠內預留孔洞,完成各類埋管、接地件、配電箱、插座等安裝定位。現場無需開孔埋管,實現建筑物各類管線全部暗敷。b.裝配式防火墻、圍墻。圍墻、防火墻采用裝配式組合墻板體系,預制混凝土柱插接預制墻板型式,墻板工廠預制,運抵現場后采用插接安裝。c.裝配式構架。設備支架由設備廠家配送支架柱,現場安裝的方式,與基礎采用地腳螺栓連接,其方便施工及安裝,減少混凝土基礎杯底找平和二次灌漿施工環節,縮短工程周期。構架梁采用三角形格構式桁架結構,三角形格構式桁架梁分為鋼管格構式和角鋼格構式,鋼管格構式鋼梁弦桿拼接接頭采用法蘭連接;角鋼格構式鋼梁弦桿拼接接頭采用螺栓連接。梁腹桿可以采用焊接和螺栓連接。
2 試點工程的經濟技術分析
2.1 大幅減小變電站占地面積。試點工程圍墻內占地面積減少10~25%、建筑面積減少15~30%。
2.2 大幅提高工程建設效率。標準配送式智能變電站的工程設計、工廠加工、土建施工、安裝調試等環節有效銜接,實現全過程精益化管理。試點工程建設周期較常規變電站減少約60%,土建施工、電氣安裝、現場調試時間較常規變電站縮短約50~60%。
2.3 有效降低全壽命周期成本。與常規變電站工程相比,標準配送式智能變電站減少了占地面積、建筑面積、二次設備數量、施工安裝工作量,現階段由于建構筑物預制件尚未大規模工廠化生產,建筑工程費用有所增加,初期建設成本較常規變電站高約1.5~5%。標準配送式智能變電站建設大幅縮短建設周期,220kV變電站可提前9~10個月、110千伏變電站提前6~7個月取得經濟效益,經LCC成本測算,全壽命周期較常規變電站降低5~10%。
3 發展方向
經過首批五項標準配送式智能變電站的技術經驗積累之后,標準配送式智能變電站技術的發展方向是:第一、電壓等級向330kV和500kV發展;第二、裝配式建筑物向多層結構發展;第三、智能化變電站集成更多的高級應用功能,包括:故障綜合分析、智能告警、遠方不停電修改及核查定值,實現自動化系統信息一體化、模型標準化。
4 結束語
目前,標準配送式智能變電站還處于起步階段,隨著首批試點工程的實施,其在工程建設中的優勢已經突顯:占地少、效率高、功能集約、信息集成。隨著其在關鍵技術、設備制造和功能應用等方面的不斷提高,標準配送式智能變電站在投資、占地、環保、建設效率和智能應用等方面還有很大的提升空間,其必將是新一代智能變電站的典型發展方向。
參考文獻
[1]國家電網公司.智能變電站試點工程評價報告[R].北京:國家電網公司,2011.
[2]國家電網公司.Q/GDW383-2009.智能變電站技術導則[S].北京:中國電力出版社,2011.
[3]國家電網公司.國家電網公司輸變電工程通用設計:110(66)~750kV智能變電站部分(2011年版)[M].北京:中國電力出版社,2010.
關鍵詞:標準配送式;變電站;二次系統;設計
1引言
為集成應用新技術、 深化標準化建設;適應“大運行”、“大檢修” 要求;提高智能變電站建設效率;全面提高電網建設能力。國網公司2013年決定繼續選取部分110kV~500kV變電站作為第二批配送式變電站試點。某110kV變電站作為第二批試點工程,于2014年2月開工建設,2014年9月竣工投產。結合工程特點,總結配送式變電站設計中關鍵二次技術要點。
2標準配送式變電站技術特點
配送式變電站遵循“安全性、適用性、通用性、經濟性”協調統一原則 ,實現安全可靠、技術先進、節約環保、節地節資。概括為“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”。
(1)標準化設計
應用通用設計、通用設備。一次設備與二次設備、二次設備間采用標準化連接,實現二次接線“即插即用”。支撐“大運行、大檢修”,實現信息統一采集、綜合分析、智能報警、按需傳送。實現順序控制等高級應用功能模塊化、標準化、定制化。
(2)工廠化加工
建、構筑物主要構件,采用工廠預制結構型式。保護、通信、監控等二次設備,按電氣功能單元采用“預制艙式組合二次設備”。一、二次集成設備最大程度實現工廠內規模生產、集成調試。
(3)裝配式建設
建、構筑物采用裝配式結構,減少現場“濕作業”,實現環保施工,提高施工效率。采用通用設備基礎,統一基礎尺寸,采用標準化定型鋼模澆制混凝土,提高工藝水平。推進現場機械化施工,減少勞動力投入,降低現場安全風險,提高工程質量。
3二次設備布置及預制式組合二次設備艙
(1)二次設備布置
全站僅設置1面Ⅲ型預制式二次組合設備艙,放于配電裝置區,取消二次設備室。交直流一體化電源布置于10kV開關室內,一體化電源模塊柜主要包括2個模塊:1組蓄電池+直流饋線柜+直流充電柜;交流進線+分段柜。一體化生產、調試,整體運輸,減少現場拼柜及柜間布線調試時間。智能終端合并單元一體化裝置安裝于預制式智能控制柜內,在廠內安裝調試后配送至變電站。
(2)預制式組合二次設備艙
艙體尺寸12200×2800×3133mm(長×寬×高),保護測控裝置屏柜尺寸統一為2260×600×600mm(高×深×寬),服務器柜尺寸統一為2260×900×600mm(高×深×寬),為增加艙內屏柜數量,預制艙采用“前接線前顯示”二次裝置,屏柜雙列布置。
艙內二次設備按照功能分為站控層設備模塊、間隔層設備模塊、通信設備模塊。預制艙內二次組合設備,含消防、通風、照明等附屬設施均在工廠內規模生產、集成調試、模塊化配送,實現二次接線“即插即用”,有效減少現場安裝、接線、調試工作,提高建設質量、效率。
4 二次設備前接線技術
(1)保護、測控裝置“筆記本式”前接線方案
在保持現有裝置硬件結構基本不變的情況下,保留操作顯示面板,面板和裝置插箱一體,顯示面板的一側和插箱面板通過鉸鏈相連。正常工作時,顯示屏遮擋住插箱內部的端子接線、連接器、板卡等;操作顯示屏時,只需要打開屏柜門。前接線示意圖如圖4-1所示。此方案對現有裝置硬件結構改動量小,同時可滿足施工、運行使用需求。但設計中要注意面板電源供電可靠性及電磁干擾問題,目前主要設備廠家均已解決干擾問題。
(2)電源模塊 “熱插拔式”前接線方案
交直流監控裝置、絕緣監測裝置本身采用插件式安裝,所有的插件板均可獨立的從裝置中抽出,可將原裝置旋轉180°,使接線端子朝向屏前方,液晶顯示面板可與上述保護、測控裝置類似前置布置。
整流模塊、DC/DC變換器、UPS電源模塊采用的多個模塊組合設計,模塊本身是熱插拔設計,無需改為前接線即可方便安裝和檢修。
其他元件包括開關信號采集模塊、開關遙控控制模塊、蓄電池巡檢模塊、輔助電源模塊和繼電器裝置等。這些元件本身不帶顯示面板,實現前接線方式非常方便。
5預制電纜及光纜
慈云變110kV及主變一次設備至智能控制柜間電纜使用預制航空插頭,實現二次標準接口。預制電纜采用圓形高密度航空插頭,體積小,密度高,單端預制。
戶外預制光纜與艙內裝置連接方案采用光纖集中接口柜+艙內尾纜方案,艙間長光纜統一采用4、8、16、24芯,雙端預制;艙內尾纜由廠家連接后連同二次設備艙整體配送。
6信息一體化及高級應用
站內信息內容應規范化及標準化,采集采取統一命名格式,實現信息分類展示。本站高級應用功能由站控層設備集成實現,主要的功能有順序控制、智能告警及分析決策、事故信息綜合分析輔助決策、支撐經濟運行與優化控制、源端維護等功能。
參考文獻
[1]高美金,傅旭華.標準配送式變電站的特點與建設[J].浙江電力,2014(03).
[2]盛曉云.標準配送式智能變電站建設實踐[J].通訊世界,2014(1).
【關鍵詞】變電站 自動化監控系統 設計
在經濟社會快速發展過程中,社會各行各業對電力需求量逐漸增大,對供電安全可靠性也提出了更高的要求。變電站是電力系統中的關鍵環節,加強對其有效的監控,能夠提升電力系統運行安全。基于此,加強對變電站自動化監控系統設計的研究具有十分現實的意義。
1 變電站自動化監控系統概述
在國家電力建設改革過程中,對電力系統改造提出了兩點要求,第一,盡可能減少投資,提升建設效益,保證電力系統整體的運行水平;第二,確保電力系統運行的安全可靠性。變電站作為電力系統中關鍵的環節,與電力經濟效益、安全運行息息相關。計算機技術、電子技術、通信技術等不斷的發展,為變電站實現自動化監控提供了技術基礎。變電站自動化監控系統就是運用這些技術,通過有效的設計,在硬件設備以及軟件程序的共同支撐下,對變電站運行情況進行實時監控,保證變電站運行的安全性,對電網綜合自動化發展做出巨大的貢獻。
2 變電站自動化監控軟件開發
現階段,程序設計方法多種多樣,但以模塊化程序設計與面向對象的程序設計為主,將兩者有效地結合起來,形成一套完整的變電站自動化監控系統開發模式。變電站自動化監控系統一般使用后臺軟件,結合模塊化和面向對象的程序設計方式,基本上確定了后臺軟件應有的功能,由這些基本功能構成系統的主要特征。采用模塊化程序設計的方式,將后臺軟件分為若干個子系統,包括數據庫管理系統、報表系統、通訊系統、主控程序等等,每一個子系統由簡單的數據關系構成,容易建立模型。因此,在具體的軟件開發設計中,一般采用分層分析設計以及線程技術方法。
2.1 分層分析設計方法
根據變電站業務處理、控制流圖以及數據流圖等,明確后臺監控軟件的主要層次,即數據處理層、通信層、應用層、數據存儲層等,利用分層分析設計方法,逐層進行分析與設計,對層與層之間的接口進行明確規定,降低開發的難度,提高數據接口的兼容性以及移植性。
2.2 線程技術方法
以線程技術為主的變電站監控主站,能夠利用不同的線程完成不同的任務,合理區分線程的優先級別,就能夠完成實時性不同的任務,提高了變電站監控系統中數據處理效率,保證各項緊急任務發生后系統的響應速度。
3 變電站自動化監控軟件的構成
變電站自動化監控軟件的構成分為三個部分,即底層數據服務器、中間層數據庫以及高層應用程序。
3.1 底層數據服務器
該層具有數據處理以及通訊兩種功能,能夠接收到RTU采集的實時數據信息,包括變電站運行的狀態量、模擬量以及時間順序等等,同時還能夠向高層程序層的RTU發送控制命令,并顯示源碼數據。對原始的數據進行有效的處理,形成實時數據,并及時傳輸到中間層數據庫中,提供給應用軟件使用,確保信息的實時性。
3.2 中間層數據庫
中間層數據庫主要是面向應用程序,具有系統功能分析,是整個數據信息結構的核心,能夠為高層應用功能模塊提供各種有用的數據信息。根據系統性能的不同,將數據庫分為實時數據庫、參數數據庫、歷史數據庫以及輔助數據庫幾類。
3.3 高層應用程序
高層應用程序具有多個功能,包括監視功能、遙控遙調功能、數據采樣計算處理功能、打印功能、接線圖編輯顯示功能、報表功能、參數管理功能、人機接口功能以及系統安全維護功能。該層的應用程序,能夠將變電站運行的實時數據信息進行處理,并對數據庫信息進行監測,發現異常情況就會發出警報,并做好備份工作。對相關的數據信息、報表等還能夠進行打印,為系統設置、維護等提供配套的參數管理,根據用戶操作內容的不同,設置有效的權限管理。
4 變電站自動化監控系統軟件結構設計
在變電站自動化監控系統后臺軟件設計過程中,考慮到數據功能的組合與分散,系統通訊以及數據處理功能都是為高層應用程序提供有效的數據,如果將兩者分開,必會影響數據處理的時間,也會增多數據傳遞時間,將處理過程復雜化。所以,一般需要將通訊與數據處理功能進行組合,形成一個獨立的功能模塊,我們稱之為數據服務器,兩者的組合能夠節約數據處理時間,提高系統整體的效率。同時,數據庫管理、報表功能、數據存儲功能、遠動功能等功能之間數據聯系較少,獨立性較強,可以實行分散,盡可能使其與應用數據發生聯系,形成以數據為中心的功能結構,便于系統操作和維護。
值得注意的是,在變電站巡檢操作人員操作設備過程中,在主控室操作后,又必須到現場查看并驗證一次設備的實際位置,如果操作項目多的話,過程反復又浪費時間,自動化的程度還有待提高。假如操作人員在主控室或調度室就能查看一次設備的運行工況,則會大大減少操作人員的勞動量和時間。所以,未來的趨向將是在一次設備附近裝設視頻和聲控系統,通過遠動和通信系統進行數據采樣和傳輸,運行操作人員在遠方就能對設備的運行工況及狀態變化情況了如指掌,同時又減少與高壓設備危險接觸的不定因素。但就目前而言,大部分人員計算機技術能力有待提高,只能進行簡單分合閘操作以及線路改命名等簡單的數據庫編譯工作等,遇到復雜問題仍需向廠家求助,這一問題需要后續解決。
5 總結
通過上述分析可知,隨著社會經濟快速發展,電力事業改革工作正如火如荼地進行中,各行各業對電能的需求量不斷提升,給電力系統運行的質量提出了更高的要求。變電站是電力系統中關鍵的組成部分,是輸電系統中關鍵環節,在信息技術、通信技術、計算機技術等的發展過程中,我們要通過合理的設計,建立變電站自動化監控系統,對其運行進行有效的監控,保證變電站運行的安全與穩定。
參考文獻
[1]黃慧慧.牽引變電站多媒體遠程監控系統設計及開發[J].電力系統自動化.2012,15(8):122-126.
[2]曲彥斌,王建平,周慶明.基于CAN總線和DSP的變電站監控系統[J].電力系統自動化.2014,20(11):100-102.
[3]唐磊,陳偉榮,蔣志玲.變電站遠程視頻監控系統設計方案探討[J].電氣自動化.2013,2391):36-37.
[4]姚勝東,羅紅.變電站綜合自動化監控系統的應用實例[J].電氣自動化.2011,20(09):32-33.
關鍵詞:智能變電站;技術;應用
中圖分類號:TM411文獻標識碼: A
一、智能變電技術與一般技術的優勢比較
1、智能變電站技術上的先進性保證了數據傳輸的效率和準確性,能夠提升供電可靠性,保障電網更加安全穩定地運行。智能高壓設備中的智能變壓器與控制系統依靠通信光纖相連,可以及時掌握變壓器狀態參數和運行數據。在運行數據發生改變的情況下,設備會根據系統的電壓、功率等情況自動調節。當設備出現問題時,設備也會發出預警并提供狀態參數等,在一定程度上降低運行管理成本,減少隱患,提高變電站供電可靠性。
2、智能高壓設備中的開關設備具有較高的性能,它配有電子設備、傳感器和執行器,具有檢測和診斷功能。高壓設備中還包括電子式互感器,它能有效克服傳統電磁式互感器絕緣難度大、動態范圍小、需敷設電纜到二次設備、易產生鐵磁諧振,以及高壓危機人身和設備安全等缺點。隨著智能技術進一步實用化、模塊化、標準化,智能變電站的信息采集、傳輸和處理技術更加規范,有效支撐了“調控一體、運維一體”。通過集成視頻聯動、狀態分析等檢測手段,確保了順控操作準確無誤。遠方修改及核查保護定值等功能,為無人值守奠定了基礎。
3、相對于傳統變電站,智能變電站有效實現了節地、節資。由于有效節約了資源,智能變電站的清潔效益也非常明顯。智能變電站通過技術創新、設備集成、設計優化,大幅減少了占地面積和建筑面積,減少了二次屏柜數量。
4、智能變電站能夠有效提升電網基礎設施資源利用率和供電可靠性,達到節能減排的目的。國家電網公司基建部2013年開展的“標準化設計、模塊化建設”智能變電站試點工作,在變電站技術模式、設計設備、建設模式等方面都有進一步的創新。與普通變電站相比,模塊化智能變電站全面應用了通用設計、通用設備,在土建過程中采用全預制裝配結構建筑模式和預制光(電)纜,實現了二次設備“即插即用”。模塊化智能變電站還通過工廠內規模生產、集成調試后再運至現場,以及控制室、防火墻、圍墻、設備基礎等裝配式預制技術,減少了現場人工投入。
二、智能變電站的技術要點
1、控制終端的引入
智能變電站中引入了計算機終端,這就使智能變電站具有了自己的大腦,這個大腦可以在最短時間內及時對變電站內實際運行情況進行判斷和處理,這樣可以有效的確保變電站運行的可靠性,避免由于事故處理不當而導致的輸變電站事故發生。
2、分級控制技術的應用
智能變電站內采用分布式控制技術,將變電站層面進行了分割,分別為站控層、間隔層和設備層,而且將具有智能控制和處理能力的設備在各個層面進行安裝,這樣就有效的確保了分級調控功能的獨立性,而且可以有效的降低中央處理設備所需要承載的負荷,確保了設備工作效率的提升,有效的降低和分散了潛在風險的發生。
3、光纖技術的應用和電力裝置的集成化
目前在智能變電站內充分的應用了光纖技術,這樣就有效的確保了智能變電電各控制層局域網管理功能的實現,信息可以無障礙的在一次設備層、二層設備層和控制中心之間進行自由傳播,而且各層級在傳輸過程中其數據的穩定性和可靠性也得以進一步增強。同時先進的計算機數字技術的應有,有效的提高電能監測和設備管理的集成化,設備配置空間較小,有效的節約了占地面積,節約了安裝成本,可以使設備及早投入運行。
4、局部或全局智能控制的實現
智能化變電站,顧名思義,在控制設備的選擇上一定符合智能化的要求。于是,光電技術就得到了應用,在一次設備的控制設備中采用光電技術,使得就地控制柜變成一個微型的GIS。在二次設備中添加有自動控制功能和漏電鎖閉功能的智能電流互感器和高壓電流鎖閉裝置,在一定程度上解決了小故障不易排查的難題,實現了局部設備的無人職守。智能化的設備實現了對電力設備和電能傳輸的局部和全局智能控制。
三、智能變電站相關的技術分析
1、智能高壓開關設備技術
高壓開關設備對智能變電站的安全、可靠運行具有重要的意義,是不可或缺的。根據絕緣方式主要分為三類,即AIS、GIS及HGIS,它們各有特點,在智能變電站建設過程中需要根據經濟性、安全性、穩定性作綜合比較后選擇應用。GIS由于其封閉性和絕緣性好,不僅能抵御環境干擾,占地面積還有所縮減,可靠性較高,但成本較高,施工周期長,GIS的選擇應用需要著重考慮智能變電站建設成本。HGIS與AIS和GIS相比,其事故率是最低的。而且在高壓開關全壽命周期內,其故障率也是相對較低的,整體運行較為穩定。
2、智能變壓器技術
智能變壓器是智能變電站的主要設備,也是重要技術之一,在本體方面,智能變壓器與常規變壓器并無太大區別,只是為了提高變電站的整體智能化,在變壓器的控制、測量、保護等附件和功能方面做了智能化處理,相應增加一些智能化功能元件更好使傳統變壓器更趨向于智能變壓器。一般情況下,可根據智能變電站工程等級、類型、要求等合理配置智能變壓器智能組件,主要包括測量IED、監測功能組主IED、冷卻裝置控制IED、合并單元等。
3、電子式互感器技術
電子互感器是變電站中用于測量電壓和電流的基礎設備,目前變電站工程中所使用的電子互感器產品較多,需結合這些產品的特性選擇應用于智能變電站。有源電子式互感器以傳統成熟的互感器原理為基礎,具有抗干擾強、絕緣性好、成本較低等特點,同時與無源電子式互感器相比較,光路簡單、穩定性強。雖然用于AIS結構中,維修和供電有所不便,但若應用于GIS設備,可避免上述問題,因此有源電子互感器能與GIS設備進行很好的融合。無源電子電流互感器若想將其成熟地應用于智能變電站,需重點解決溫度、振動、成本及穩定性問題。光學玻璃型互感器選材廣泛、穩定性好,但也存在加工困難、材料易碎等缺點,具體實踐還有待進一步深入研究。
四、智能變電站技術的應用
1、一次變電設備的智能化
智能變電站顧名思義就是變電內的設備實現了智能化,特別是變電站內高壓配電設備智能化的實現,這為智能電網的建設奠定了良好的基礎。在智能變電站內,計算機技術得到廣泛的應用,特別是電能傳感器在計算機的連接上有效的發揮了監控的作用,實現了對電力運行情況的實時監控,這樣就有效的控制了電力設備,而且可以對故障進行自動化處理,這對于變電站安全穩定的運行具有極為重要的意義。而且在當前智能變電站內,一次設備實現了一體化,這樣就有效的將監測和控制融合為了一體,實現了電能互感器、變壓器、斷路器和高壓設備的有效的連接,從而實現了設計上的一體化,有效的分層控制設備的信息融合管理的實現。
2、高級變電功能的實現
2.1變電設備整體監測。由于建立了計算機終端,通過站控系統可以實現較為全面的設備監測,并可以不間斷的獲取電力設備運行數據和各種智能變電裝置的運行信號,以及電力的輸出和輸入狀態,從而減少了無效數據的采集提高了監控效率。但我們還要注意的一點是,由于技術水平的限制,在部分智能變電站中實現整體監測還有一定的困難,各變電站可以根據實際對關鍵設備進行監測或采取輪流監測的的方法,達到對高負荷設備進行有效監測的目的。
2.2線路綜合故障控制。先進的數據采集技術,使得智能變電站具有了強大的信息處理能力和故障排除能力。智能變電站借鑒了數據庫模型技術和在線信息處理技術開發了狀態監測和診斷系統,這個監測系統采用了故障診斷數據庫技術。技術人員將電力設備正常高效運行時的相關參數和運行特征輸入數據庫和診斷系統,待系統運行后,根據一定周期內變電系統實際的工作狀態對設備進行深入和具體的監控和評價。
2.3智能報警功能。智能變電站的具有的報警功能是建立在分析決策系統基礎上的,這樣的好處是,分析決策系統能在短時間內對變電站中設備運行產生的大量的數據進行分析和鑒別,找出真正的故障信息,降低了誤報率,提高了報警的準確度。另外,為了確保故障信息可以有效地被采納,智能報警系統還預設了間隔報警機制,對故障進行定時報警。
結束語
智能變電站技術是集多種先進技術的集合,充分的發揮了計算機技術的特點,將現代信息管理技術與電力輸變技術進行了有效的結合,提升了變電站技術向數字化方向的發展進程。通過智能變電站技術的應用,不僅有效的提高了變電效率,而且對于電網事故發生率的降低也起到了積極的作用,能夠更好的滿足當前信息量大,和電力供應需求集中的需求,為電力建設提供了有效的技術保障。
參考文獻
[1]鄧海方.新技術與新設備在智能變電站的應用[J].2012(26):55-57.