智能变电站及技术特点分析

智能变电站及技术特点分析

刘昌清王帮华常皓

（国网吉林省电力有限公司白山供电公司吉林省白山市134300）

摘要：随着科技的进步和电力工业的发展，智能变电站已经成为了未来智能电网建设的重要组成部分，在全国范围内出现了建设和升级改造的热潮。文章主要结合具体智能变电站改造项目进行分析一些关键技术特点，具有一定的借鉴价值。

关键词：智能变电站；关键技术；特点

智能变电站与常规变电站相比，具有稳定性能和多样功能等特征，然而这些能够体现智能变电站特征的实现必然需要一些关键技术的支持，这也是目前智能变电站建设过程中所要面临的现实技术问题。文章中对110kv智能变电站关键技术的特点进行了介绍分析。

1、智能设备与顺序控制

实现智能化的高压设备操作宜采用顺序控制，满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求；可接收执行监控中心、调度中心和当地后台系统发出的控制指令，经安全校核正确后自动完成符合相关运行方式变化要求的设备控制，即应能自动生成不同的主接线和不同的运行方式下的典型操作票；自动投退保护软压板；当设备出现紧急缺陷时，具备急停功能；配备直观的图形图像界面，可以实现在站内和远端的可视化操作。

2、电气主接线

电气主接线是变电站电气设计的首要部分，也是智能变电站建设的关键技术，在选择和应用时，简单地说主要考虑可靠性、灵活性、经济性、扩展性及先进性这几项要求。

常用的电气主接线方式主要包括单母线分段接线和桥式接线两种。该变电站原110kV主接线为单母线分段接线方式（刀闸分段），35kV/lOkV为单母线分段接线方式。虽然单母线分段接线方式（刀闸分段）清晰、简单、易扩建，且可对母线和母线隔离开关实施分段检修，能够很好地控制母线故障停电影响范围。但用隔离开关进行分段，总体可靠性不高。

桥式接线突出的优点是断路器使用数量较少，4个回路只需3台断路器，是所有接线中断路器用量最少的，结构简单，投资较小，在110kV电气主接线中的使用较为广泛。桥式接线又分为内外两种，内桥接线适用于线路较长，变压器小于线路故障概率，变压器又无需经常切除的输电线路。而外桥接线合用于线路较短，且为了实现变压器的经济运行需经常切换变压器的输电线路。另外，电网有超越性功率经过变电站，穿越性功率经过连接桥上的一台断路器，也可选用外桥接线。

桥式接线可靠、灵活、断路器使用少、建设成本低，并且容易发展为单母线分段或者双母线接线。因此电压等级220kV及以下的智能变电站改造工程或者新建工程中可广泛使用。

3、电子式互感器

智能变电站的特征之一是电气量的传递实现了数字化，这主要依赖电子式互感器的数字数字输出技术。作为智能变电站过程层的主要设备，近年来电子式互感器成为了研究的热点。

电子式互感器是支撑智能变电站发展的关键技术，各项性能要远远优于常规互感器，目前主要有三种：罗氏线圈互感器、磁光玻璃式互感器和全光纤式互感器，后两种是纯光学电流互感器（OCT）。大量应用实践证明，光学电流互感器（OCT）在稳定性方面要优于罗氏线圈互感器。其中，从原理、传变特性、应用范围上比较，全光纤型互

感器是最先进，也是未来电子式互感器发展的方向。

110kV智能变电站改造首要目标是提高变电站运行可靠性，其次是提高运行管理水平，降低操作和检修工作量。考虑到纯光学互感器响应快、反应快、传输量大等诸多优点，且能极大提高继电保护和安全自动装置动作的快速性和灵敏性。因此，在互感器选择应用时，110kV侧互感器采用OCT/OPT，35kV和lOkV侧采用常规电磁式互感器。虽然电子互感器各方面的性能优于常规互感器，但由于开发较晚，运行数量较少，稳定性和可靠性方面还有待进一步提高。

4、智能开关设备

智能开关设备是智能变电站的关键部分，日常的开关站又称高压配电装置，主要有AIS，H-GIS和GIS三种高压配电装置。

在智能变电站改造中，为提高自动化水平，建议采用H-GIS或者PASS，这更符合我国国情。特别是PASS开关，不仅安全、可靠，而且经济性明显高于GIS。以本文所研究的智能变电站110kV侧桥式接线为例，PASS与GIS比较，它的总投资预计比用GIS省45%左右。并且PASS方便运行维护管理，是110kV开关设备智能化建设的优选方案之一。

5、在线监测

以往断路器、变压器等一次设备的运行状况多采用定期检修、预防性试验，但在实际运行中，定期检修的缺点已经暴露出来，更无法适应智能变电站的运行需求。为了智能变电站发展的需要，需要采用状态检修，其中，设备在线监测是状态检修的基础，对智能变电站的稳定运行起着重要的作用。

智能变电站设备实现广泛的在线监测，使设备状态检修更加科学可行。在智能变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置的故障和动作信息及信号回路状态；智能变电站中二次设备状态特征量的采集上减少了盲区。但就目前的在线监测发展水平来看，尚不具备实现囊括所有设备在内的全面在线监测的可能性，对变电站内主要一次设备采取有针对性的在线监测技术可取得较好的投资效益。因此，该110kV变电站改造工程中，在线监测也是关键技术之一。

6、信息融合

信息融合又称数据融合，是对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化的技术，从而以多角度得到各种信息的内在联系和规律，剔除无用的和错误的信息，保留正确的和有用的成分，最终实现信息的优化。

7、电压无功自动分析控制

电压无功控制系统将区域子系统电压控制作为第二级控制，以子系统的电压合格、经济和最少操作次数为目标，实现子系统内上下级变电站之间的智能协调控制，实现子系统内各变电站之间的智能协调控制。无功电压自动控制系统首先从调度自动化系统采集数据，送入电压分析模块和无功分析模块进行综合分析，形成变电所主变分接头调节指令、变电所电容器投切指令、多主变经济运行指令，交由调度中心或集控中心控制系统执行。

8、智能操作票系统

智能操作票系统应当包含顺序控制软件和五防联闭锁软件的功能。智能操作票系统可以充分利用平台提供的各项功能以及服务，共享实时SCADA模型及图形，保护模型，并实现实时态和模拟态数据可靠隔离，保证了整个过程的安全、实时、可靠。系统基于网络拓扑的接线模型识别，开票规则的用户自定制，操作票的智能推理，业务表单的自由定制，多种开票方式的灵活切换，操作票生命周期的全过程管理；采用彻底的图票一体化技术，即图中开票、票中执行，提高了操作票整个运转生命周期的可视性以及直观性；严格地基于系统拓扑五防的校验机制以及完善的权限管理机制。保证整个过程的安全、实时、可靠。

智能操作票系统主要包括以下主要功能：1）开票功能；2）系统拓扑五防功能；3）操作票流程管理；4）权限的定制。系统功能结构见图1。

图1智能操作票系统功能结构

智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，是变电站建设的发展方向。工作人员需要牢牢把握关键技术的应用规范，以免出错。

参考文献：

[1]吴毅，苟文庆.关于智能变电站技术特点的研究[J].科技风.2013（09）.