探析智能变电站自动化设备的应用研究

探析智能变电站自动化设备的应用研究

王浩

国网安徽省电力公司检修公司安徽合肥230000

摘要：随着我国社会经济水平的逐步提高，以及各个行业的快速发展，人们日常工作和生活对于电力资源供给也提出了越来越高的要求。随着科学技术的发展，智能变电站自动化逐渐成为电力系统的主要发展方向。智能变电站自动化设备与原有的变电站设备相比，具有安全性更高、节能效果好以及运行效率高等显著优势，因而更加符合社会发展需要。

关键词：智能变电站；自动化设备；应用

引言

随着社会的不断发展，电力系统逐渐完善。在我国电力网络系统设计和建设过程中，变电站是配电、输电和发电过程中十分关键的环节，对于整个电力供应网络运行的有效性和安全性具有非常重要的意义，随着我国电力系统工作人员对于智能变电站研究的逐步深入，智能变电站自动化水平明显提高。智能变电站自动化设备的调试与运行维护是电网管理工作的关键环节，一旦此环节出现问题，则会对特定区域电网运行的质量和效率造成十分严重的影响。因此，提高智能变电站自动化设备的调试水平与运行维护质量，最大限度降低电网大范围停电和中断供电的发生率，对当前智能电网的建设有着重要意义。

1智能变电站简介

智能变电站指的是利用先进数字化控制设备将传统变电站的监控、电力传输、计量、信息采集等工作通过各种数据控制端进行智能化控制，很好的实现了全天候、全时段的智能化运行。变电站常见的智能设备主要包括自动化的监控设备、输变电设备、合并单元设备、时钟同步设备等，自动化设备在变电站可靠性、安全性、交互性以及绿色环保性方面都是传统变电站所不具备，智能变电站是未来变电站发展趋势，下文将分析和介绍智能变电站中一些常见的自动化设备的具体应用。

2智能变电站自动化设备应用分析

2.1自动化的智能监控设备的应用

自动化智能监控设备是通过系统集成、将全站信息进行汇总，进行各项数据的综合分析实现智能预警，有效生产、管控和调度最为关键的设备系统。纵向方面，监控设备汇聚了过程层以及间隔层的各类数据，是变电站的信息处理中心，横向方面，监控系统协调整个电力系统的生产、调配工作，并进行数据的向上传输，是有效管控变电站子节点功能的关键。另外，配合辅助系统，还能实现变电站周围环境、火灾等灾害、安防数据的采集，监控尽可能的为满足电力生产调配工作的需求。总之，监控设备，对于保障智能变电站核心设备的运行、变电站内外部环境数据分析以及安全预警等方面的工作都有着重要的作用。

2.2时钟同步设备的应用

每个变电站都是供电系统中的一个节点，智能变电站要想正常工作做好基准时间控制是关键的部分。现存的各种时间源或多或少的都与UTC标准时间存在一定的误差（精度范围一般控制在1us之内），但随着智能变电站智能设备的层级逐渐增加，选取更加接近UTC时间的时间源则非常必要。当前，智能变电站通用的时钟同步系统以主时钟多重化配置为基础，并通过扩展设备来实现变电站内的软硬件设备的时钟校对工作。主时钟的时钟信息来源主要基于卫星时钟（可以选取我国自主的北斗卫星或者美国的GPS卫星信号），通过该系统预留的地面时钟源来实现智能变电站的精准时钟同步。因此，智能变电站时钟同步设备的应用是其他设备正常工作的重要保障，实现全系统统一调配管理的关键。

2.3TCP/IP网络和Goose信息交换、SV数据交换共网传输设备的应用

智能化变电站通常采用数据分层管理的形式进行数据信息的交换，一般而言，合并单元以及智能终端的一次设备功能层次称为过程层；而测控、录波、日志等二层系统成为间隔层；主机控制、远程通信设备以及其他的辅助设备构成了站控层，该层主要完成信息监控、与数据中心（总控中心）进行数据交互、操作锁闭、远程数据采集等工作。而过程层通常使用goose（IED设备之间信息传递，面向通用对象变电事件传输，在常见的联闭锁信号等传送中常见）、sv（采样值，交换各种采样数据）以及TCP/IP协议进行共网数据交互。而共网传输技术的应用是避免和解决交换网络中常见的数据延时、信号抖动等问题关键，常见的解决方式是将故障录波设备与共网传输设备共用。总之，共网传输设备的应用是智能变电站子节点内部数据采集、分析以及与远程控制中心进行数据交换的重要设备。

2.4合并单元设备的应用

合并单元设备（即MU，MergingUnit）主要部件是数模转装置，目的是将电压电流互感器的二次侧模拟量转化成数字信号，以sv报文形式提供给站控层IED。电流互感器连接电流MU，电压互感器连接电压MU。MU上一般设置有两个数模转换装置，以保证采样的可靠性。MU直接可以级联传输数据，以适应多间隔间数据的传输。依据220kV以上变压等级双重化配置的需要，110kV以上的开关单元都设置有两套MU，对应于两套保护装置。由于智能变电站处理的是数字量，对于数字信号的实时性具有相当高程度的要求。MU作为数字信号的采集的源头，即使在失去GPS对时信号的情况下，内部时钟也必须高度的精准度。这样才能避免在对时系统故障的情况下，保护装置因差动保护两侧采样偏差而误动作。

当然，变电站的智能化设备远远不止上述内容所述，还有常见智能门禁系统、网络打印设备、火灾报警系统等一系列设备，本文只是将一些常见的自动化设备应用进行分析。同时智能化设备也应用也存在一些诸如数据传递容量问题、数字信息的同步问题、二次回路图实问题，相信伴随这电力智能化设备的发展以及通信信息技术的进步，这些问题都能得到很好的解决，进一步发挥智能变电站的作用。

3智能变电站自动化设备的运行维护

3.1提高智能设备的管理水平

智能设备采用的是“测控就地化”的模式，智能汇控柜代替了原来的保护及测控屏，大量的光纤通信代替了原来的电缆模拟信号传输，通信状态是自动化设备正常运行的基础，自动化设备又是智能变电站稳定运行的关键，因此，加强电子式互感器、在线监测系统、一体化监控系统、智能终端、合并单元、保护装置、网络交换机等设备的巡视和维护显得尤为重要；同时健全设备的台帐和技术资料，定期开展设备状态分析，将智能设备纳入缺陷管理流程等都是必不可少技术手段。

3.2加强运行维护人员的培训

现阶段，智能变电站的普及范围不广，运维人员对自动化设备的认识还不够深入，所以，加强人员的培训也是当前形势下的一个重要环节。智能变电站的培训应进行全员普及，培训对象不仅仅是管辖智能变电站的人员，应将培训工作的步伐迈在智能电网建设的前面，为智能电网的发展打好基础。

3.2.1应结合实际有针对性地进行理论知识培训、厂家培训和现场培训。定期组织学习智能变电站的相关规定，熟悉智能变电站的新技术、新特点；设备在厂家联调期间，安排人员入厂学习，熟悉其工作原理；设备现场统调期间，安排人员参与调试工作，熟练操作流程。

3.2.2设备验收结束，安排设备厂家及现场施工人员对运行维护人员进行综合培训，对相关设备结构、原理、性能、技术规范、关键技术及策略、配置方案、应用模型、验收标准、运维特点以及注意事项等知识进行讲解。

3.2.3对于智能设备运行中以及使用中发现的问题，应组织进行深入分析，找出应对措施对全员进行培训，同时完善智能设备的事故异常处理方法。

结语

我国变电站经历了从RTU、分布式、数字化以及智能化的发展过程，自动化信息设备的综合运用，使得变电站的安全性、稳定性以及环保型都有了较大的提升。本文，分析了智能变电站一些常见的自动化设备的应用，例如智能监控设备、时钟同步设备、合并单元设备以及共网传输设备的应用。正如上文所述，智能变电站自动化设备远不是上述四方面的内容，同时，这些自动化的设备在使用以及控制方面还有一些缺陷亟待解决，随着我国技术水平的进一步提升，该类问题都应能得到较好的解决，进而实现我国电网生产、调配的现代管控。

参考文献

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[2]邓华春.智能变电站一次设备的选择及应用研究[J].广东科技,2014(14):70-71.

[3]万仲海.研究智能变电站自动化设备的调节及运行维护[J].信息通信,2014(09):108-109.