變電站智能化建設(shè)和改造

張志坤

（哈爾濱供電公司，黑龍江 哈爾濱150010）

變電站是電力網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)，是電網(wǎng)的重要組成部分，它具有變壓器、斷路器等重要設(shè)備，連接線路并輸送電能。同時(shí)，變電站向電網(wǎng)提供必要的信息（電流、電壓、設(shè)備狀態(tài)等），變電站直接控制著整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，變電站數(shù)量越來越多，其信息不全面、不可靠、模型不標(biāo)準(zhǔn)將大大加大運(yùn)維的工作量。對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的調(diào)控極為不利。

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電能質(zhì)量的要求也越來越高，隨著科技的進(jìn)步，電網(wǎng)采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備也越來越多，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站將成為外來的主流。智能化變電站將逐步代替老式變電站成為智能電網(wǎng)的重要組成部分。

現(xiàn)階段哈爾濱供電公司智能變電站的建設(shè)和改造主要包括智能高壓設(shè)備改造和變電站統(tǒng)一信息平臺(tái)建設(shè)兩部分。在設(shè)備改造方面主要是電子式互感器的更換。電子式互感器主要分為：有源電子式互感器和無源電子式互感器。哈地區(qū)管轄的變電站主要應(yīng)用有源式電子互感器，即傳感頭需用電源供能的電子電路。

表1 電子式互感器的優(yōu)點(diǎn)

有源式電子互感器利用電磁感應(yīng)原理感應(yīng)被測(cè)信號(hào)。CT 采用空心線圈（RC）和低功率線圈（LPCT），空心線圈傳感保護(hù)用電流，LPCT傳感測(cè)量和計(jì)量用電流。電子式互感器采用互感器上的小線圈和光功能兩種方式進(jìn)行能源供給：采用互感器上的小線圈進(jìn)行功能；當(dāng)線路一次電流小于一定值（50A）時(shí)，采用光供能。智能變電站設(shè)有光功能屏，將變電站內(nèi)直流電源轉(zhuǎn)換成激光，通過光纖輸送至互感器，供給傳感頭能量。通過電子式互感器，將采集到的電流量和電壓量轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，送至合并單元柜及智能單元，在將數(shù)字化的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行同步后，通過光纖分別送至保護(hù)、測(cè)量和計(jì)量裝置。哈地區(qū)變電站全站采用站域化保護(hù)，全站所有的保護(hù)（包括線路、主變等保護(hù)）分別集中于站域化保護(hù)A/B 屏，站域化保護(hù)動(dòng)作及遠(yuǎn)方下達(dá)跳合閘命令，通過光纖下行至智能單元中的操作模塊，通過跳合閘壓板動(dòng)作跳閘，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的站域化，全站保護(hù)全部集中在站域化保護(hù)A/B 屏兩塊屏上。

變電站統(tǒng)一信息平臺(tái)建設(shè)均采用IEC 61850，信息平臺(tái)上高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ)-基于IEC61850 的統(tǒng)一信息建模，統(tǒng)一命名規(guī)范、統(tǒng)一檢索機(jī)制、完全自描述實(shí)現(xiàn)模塊間或者系統(tǒng)間信息的無縫交互，基于智能調(diào)度、SG-ERP 等系統(tǒng)的特點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)狀況，利用先進(jìn)的模型映射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的無損轉(zhuǎn)換?；緦?shí)現(xiàn)了可視化的全景網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視、VLAN虛擬子網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)視、可視化全景數(shù)據(jù)展示、運(yùn)行監(jiān)視可視化、程序操作可視化、智能告警可視化、事故分析與展示可視化、狀態(tài)監(jiān)視與分析可視化。

圖1

智能化變電站與常規(guī)變電站相比，改造后的智能變電站，充分體現(xiàn)出堅(jiān)強(qiáng)自愈、集成優(yōu)化、自動(dòng)控制、協(xié)同互動(dòng)，低維高效、清潔環(huán)保的智能化特性。占地和建筑面積、二次電纜數(shù)量、設(shè)備組屏等大幅度減少，運(yùn)行維護(hù)成本有效降低。哈地區(qū)變電站改造后取消了95%以上的二次電纜和接線端子，減少了的設(shè)備組屏，極大地精簡(jiǎn)了二次回路。減少了變電站占地面積和室內(nèi)建筑面，使變電站更加小型緊湊；智能化改造后的變電站，功能上實(shí)現(xiàn)了二次設(shè)備組件化，數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)化、信息交互一體化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明化、功能應(yīng)用互動(dòng)化，設(shè)備狀態(tài)可視化，大大提高工作效率。為將來哈地區(qū)智能電網(wǎng)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。