探析數(shù)字化變電站的建設

謝志武

【摘要】隨著科學技術(shù)的進步，變電站數(shù)字化已經(jīng)是未來變電站建設的發(fā)展趨勢和方向。尤其是電氣的智能化每天都在發(fā)生著日新月異的變化，本文從數(shù)字化變電站的特征入手，闡釋了在建設數(shù)字化變電站過程中可能遇到的難點，提出了一些自己的建議。

【關鍵詞】數(shù)字化；變電站；電子式互感器；智能化開關；對策

【中圖分類號】TM63 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01—0067-02

1 數(shù)字化變電站的特征

所謂數(shù)字化變電站，是指變電站內(nèi)一次電氣設備與二次電子裝置都實現(xiàn)數(shù)字化通信，并在此基礎上建立全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)通信平臺，從而實現(xiàn)智能裝置之間的互操作性。根據(jù)這個定義，可以得出數(shù)字化變電站具有以下幾個方面的特征和優(yōu)勢。

1.1 數(shù)據(jù)采集數(shù)字化

與常規(guī)變電站相比，數(shù)字化變電站最主要的標志之一就是采用數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)采集電壓、電流等電氣量，各種數(shù)據(jù)從源頭開始就實現(xiàn)數(shù)字化，從而真正實現(xiàn)網(wǎng)絡通信、信息集成和數(shù)據(jù)共享，為實現(xiàn)信息集成化應用、促進常規(guī)變電站由裝置冗余向信息冗余轉(zhuǎn)變提供應有的基礎。數(shù)字化變電站打破了常規(guī)變電站的監(jiān)視、保護、控制、量測和故障錄波等幾乎是相互獨立、功能單一的裝置模式，改變了以往信息不共享、硬件重復配置、投資成本大的狀態(tài)。

1.2 系統(tǒng)分層分布化

數(shù)字化變電站的發(fā)展經(jīng)歷了從集中式向分布式的轉(zhuǎn)變，并為變電站實現(xiàn)自動化提供了有力的基礎。第二代分層分布式變電站自動化系統(tǒng)幾乎都采用了開放式的互連規(guī)約和成熟的網(wǎng)絡通信技術(shù)，從而能夠更加完整地記錄變電站的信息，并大大提高系統(tǒng)的響應速度。

1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊

數(shù)字化變電站的電氣量測系統(tǒng)具有重量輕和體積小等特點，可以將其集成在智能開關設備系統(tǒng)中，并按照變電站機電一體化的設計理念進行設備布置和功能優(yōu)化組合。在數(shù)字化變電站中，故障錄波、測控裝置和保護裝置作為一次智能設備的一部分，實現(xiàn)了返過程化的設計，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加完善和緊湊，從而簡化了系統(tǒng)配置、維護和工程實施。

2 數(shù)字化變電站建設中的難點

數(shù)字化變電站具有如此多的優(yōu)點，但在其建設過程中總會遇到種種難點和問題，主要表現(xiàn)為以下幾點：

2.1 數(shù)字化電氣測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性難點

眾所周知，電氣測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性對數(shù)字化變電站的建設至關重要。比如，非常規(guī)互感器包含的光電傳感器和光纖二次回路通信網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性可以直接影響數(shù)字化變電站采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。如果互感器存在測量精度偏差的話，會直接影響到變電站的順利建設。這是由于發(fā)光源器件發(fā)光強度下降、不同材料的維爾德常數(shù)受到外界影響以及線性雙折射現(xiàn)象造成的。要順利建設數(shù)字化變電站，必須對造成傳感頭誤差的各種因素進行詳細分析，并盡量減小誤差。

2.2 光電/電子式互感器難點

從目前來看，變電站的光電/電子式互感器的產(chǎn)品可選型號極其少，而且少數(shù)高壓電等級的電流互感器變數(shù)較大，所以這不能完全滿足數(shù)字化變電站的建設需要。同時由于光電/電子式互感器本身的工作方式與結(jié)構(gòu)特點，致使互感器的筆差、角差現(xiàn)場試驗不能順利運行，甚至極性試驗也無法順利開展。只有在儀器設備投運帶電之后才能檢驗出接線的準確性，這使得數(shù)字化變電器的建設具有一定的滯后性。

2.3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡選型難點

數(shù)字化變電站系統(tǒng)中的信息采樣、保護算法及其控制命令的形成是由網(wǎng)絡系統(tǒng)中多個CPU所共同完成的。如何控制好信息的同步采樣和保護命令的快速輸出是一個復雜的難點問題。要實現(xiàn)這兩項任務，最基本的條件就是現(xiàn)代網(wǎng)絡的適應性，關鍵是要提高網(wǎng)絡通信速度和制定適當?shù)耐ㄐ艆f(xié)議。

3 建設數(shù)字化變電站的對策與措施

3.1 實行邏輯連接虛擬化

在建設數(shù)字化變電站過程中，設備問的聯(lián)系要依靠GOOSE網(wǎng)絡來完成，其邏輯關系也要依靠GOOSE網(wǎng)對應表來實現(xiàn)，這種做法可以完全替代傳統(tǒng)的電纜控制連接，實現(xiàn)數(shù)字化變電站的兼容性和可靠性。因此，數(shù)字化變電站要嚴把工程調(diào)試關，利用GOOSE網(wǎng)絡，將設備傳動性等功能的檢驗和設備兼容性做細做足。

3.2 合理選型

由于數(shù)字化變電站建設最首要考慮的因素是安全穩(wěn)定性，所以在數(shù)字化變電站建設的試點階段一定要對采用的設備進行充分、科學的試驗驗證。在已有運行范例的產(chǎn)品中選擇合適的型號，這樣可以有效降低運行風險。另外，電子式互感器是數(shù)字化變電站的重點設備，所以在相關設備的采購上必須慎重，要對市場上已有產(chǎn)品的運行情況做了充分調(diào)研之后再進行選型，保證數(shù)字化變電站設備的安全可靠性。

3.3 修訂變電站建設的工作規(guī)程和標準

為了更好地建設數(shù)字化變電站，需要在其應用技術(shù)框架的基礎上，結(jié)合數(shù)字化變電站的主要特征，參照以往規(guī)程與標準，修訂并補充相應的技術(shù)規(guī)程和標準，研究全新的檢驗手段和方式，以便為數(shù)字化變電站新技術(shù)的應用提供扎實、科學、可靠的技術(shù)保障機制。

3.4 建立二次系統(tǒng)的狀態(tài)檢修體系

現(xiàn)階段，數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)的狀態(tài)檢修體系幾乎都是基于以預防1%t劃檢修為主的機制，這種檢修機制可能會導致狀態(tài)較好的設備檢修相對頻繁，在一定程度上造成了檢修盲目性。所以在建設數(shù)字化變電站之前，就得制定好二次系統(tǒng)的狀態(tài)檢修體系，利用可靠完善的實時在線檢測設備，根據(jù)監(jiān)測和診斷結(jié)果為數(shù)字化變電站的建設提供有力的信息。鐵皮整體朝后移，鏟掉鐵皮上的廢料以備下次使用。

3.5 攤鋪厚度

微表處攤鋪厚度的控制也是微表處施工中的一個重要環(huán)節(jié)，不合理的厚度會減少微表處的壽命。在設計微表處混合料級配時，級配曲線如靠近粗的一側(cè)，就必須鋪得厚一點，否則大骨料就不能合理地嵌入封層當中，并輕易被刮板帶起形成劃痕和搓板路。級配靠近較細的一側(cè)，就需要鋪得薄一點。

4 城市道路施工中應注意的問題

4.1 交通管制方案

施工前編制詳細、可行的交通導行方案。城市道路作業(yè)一般采用封道施工方法，封道長度不超過2 km。安排專人疏導社會車輛通過施工區(qū)間，引導施工車輛進入施工區(qū)域。交通管制區(qū)由警告區(qū)、過渡區(qū)、緩沖區(qū)、工作區(qū)及終止區(qū)組成。在施工區(qū)域要有專人看管，混合料未破乳前嚴禁行人踩踏，初凝前嚴禁一切車輛碾壓，在一些車流量大的什子路口盡量分兩次施工，每次只施工一半，盡量保證人流、車流正常通行。

4.2 安全施工措施

城市道路交通錯綜復雜，交叉口多，多機動車道和非機動車道，密集的車流量和人流量也給施工帶來很多安全隱患。微表處工程—般采用邊施工邊放行，在施工過程中要有專人疏導交通，保證社會車輛行駛安全，保證施工車輛安全進入施工區(qū)域，施工人員在施工過程要注意個人安全和操作工具的安全使用，進行詳細的安全技術(shù)交底。

4.3 夜間施工措施

城市主干線交通繁忙，白天不宜施工，盡量采取夜間施工。夜間施工溫度低、濕度大。溫度是影響微表處施工質(zhì)量的一個重要環(huán)境因素，甚至直接影響到微表處的成敗。在沒有日光曝曬的情況下，瀝青混和料水分很難自然蒸發(fā)。在夜間施工時針對不同的條件和環(huán)境應改變?nèi)榛癁r青配方，選用合適的配方，采取化學破乳的方法，以保證微表處混和料能夠較好地成型。

4.4 文明施工措施

城市道路車流量大，人口密集，市政工程維護對市民生活影響較大，文明施工也逐漸成為一個重要的服務評價指標，直接關系到市政工程的形象。為保證工程施工文明有序，在施工組織設計時要把文明施工作為一項主要內(nèi)容，現(xiàn)場由專人分管文明施工。場地內(nèi)保持環(huán)境清潔，工地適當位置處設標牌，做到“工完料盡場地清”。

4.5 環(huán)保施工措施

環(huán)境保護逐漸成為一個城市的重要生活指數(shù)，市政維護工程作為改善市政環(huán)境、服務市民的一項基本民生工程，更有義務保護城市環(huán)境。應該定期對車輛進行保養(yǎng)和維修，保證車輛廢氣排放符合標準；同時對使用的工程機械和運輸車輛安裝消聲器并加強維修保養(yǎng)，降低噪音，機械車輛途經(jīng)居住場所時應減速慢行，不鳴喇叭；廢棄物也要及時清理。

5 總結(jié)

數(shù)字化變電站具有功能強、自動化水平高、減輕值班員操作及監(jiān)視的工作量、縮短維修周期等優(yōu)越性，這已經(jīng)成為越來越多的電力部門的共識。但是，由于它是一種新生事物，所以建設數(shù)字化變電站是一項復雜而長期的系統(tǒng)工程，目前還有許多技術(shù)難點亟待解決，但數(shù)字化變電站是今后變電站系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，只有不斷努力，才能促進我國電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]沈明浩.數(shù)字化變電站解讀[J].科技傳播.2011（20）

[2]賀曉濤，賀紅濤，屈翠.變電站管理中集中控制模式應用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā).2011（21）

[5]越歡.數(shù)字化變電站建設的技術(shù)方案及實施[J].電力科學與工程.2009（09）