智能變電站智能測控裝置性能測試研究

陳鵬程++孔慶華++高燃++戴太文

摘 要

智能變電站中的測控裝置是保證變電站的運行據(jù)信息收集和執(zhí)行設(shè)備操作控制的最核心技術(shù)，是保證智能變電站安全運行的前提。本文從智能變電站的測控裝置著手進行論述，對當前存在的智能測控裝置進行了研究，希望對促進智能測控裝置的發(fā)展提供借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】智能變電站 測控裝置 測試

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，智能變電站的發(fā)展成為變電站發(fā)展的基本趨勢。智能變電站具體是指用智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備建立起來的變電站。智能化變電站的建立可以充分的實現(xiàn)信息的共享，滿足經(jīng)濟發(fā)展對電力資源的需求。

1 智能變電站的特點

智能變電站是以各種先進、節(jié)能、環(huán)保以及安全的設(shè)備建立起來的新型變電站，它的信息傳輸基礎(chǔ)是高速網(wǎng)絡(luò)信息平臺。智能變電站對信息的采集、控制、計量、測量、保護、檢測等各種功能的實現(xiàn)都是自動化完成的。這在很大程度上節(jié)約了變電站的運行成本，提高了變電站的運行效率和質(zhì)量。

智能變電站分為兩個層次，即系統(tǒng)層和設(shè)備層。智能變電站的系統(tǒng)層是為了保證實現(xiàn)智能化變電站的站控層的基本功能而設(shè)立的，系統(tǒng)層面向全部以及1個以上的高壓設(shè)備，利用智能組件獲得智能變電站中所需要的數(shù)據(jù)，同時對智能化變電站中獲得的數(shù)據(jù)進行綜合的處理。按照智能變電站和國家電網(wǎng)的基本要求，保證智能化變電站和國家電網(wǎng)的安全、平穩(wěn)運行，控制智能化變電站中各個設(shè)備層的功能實現(xiàn)，保證智能化變電站各個功能的有效落實，為解決國家的用電問題提供強有力的技術(shù)支撐。

智能化變電站中的設(shè)備層的具體組成部分包括：高壓設(shè)備、智能組件以及智能設(shè)備三個部分，能夠有效保證智能化變電站的過程層和間隔層功能的實現(xiàn)，同時完成智能化變電站的測量、控制、計量、保護以及檢測等各項功能。

智能組件是智能化變電站設(shè)備層中的比較靈活的物理設(shè)施，具體包括測量、控制、保護、計算以及監(jiān)測五個單元。每個單元功能的實現(xiàn)都為保證智能化變電站整體功能的實現(xiàn)提供了技術(shù)支撐。

由于智能變電站是利用現(xiàn)代的信息技術(shù)來實現(xiàn)變電站的基本功能，其與傳統(tǒng)變電站相比，存在很大的不同。

首先，電氣量信息的自動化輸出，保證了一次、二次系統(tǒng)電氣上的有效隔離，從而減小了開關(guān)場、感應(yīng)和電容耦合等方法對二次設(shè)備的電磁干擾。電信道傳輸?shù)那宄?，保證了二次光纜傳輸處于絕緣的條件下，測控設(shè)備的安全性大大提高。在測控裝置的電磁兼容性和絕緣性方面，智能化變電站與傳統(tǒng)變電站相比，要求大大的降低了。

其次，智能化的測控裝置的數(shù)據(jù)采集源于數(shù)字量，與傳統(tǒng)變電站測控裝置中的模擬量相比，電氣量的降壓、濾波等各項工作都變的非常簡單，而且有的工作可以用電子式互感器來做，使得智能化變電站的測控裝置的內(nèi)部構(gòu)成變的非常的簡單。

最后，測量電氣量在傳輸中誤差的減小，保證了智能化測控裝置的測量準確性。傳統(tǒng)變電站的電氣量的測量誤差之所以難以控制，就是因為它的電氣量信號是通過電纜傳輸?shù)蕉卧O(shè)備的，電氣量的誤差也因為二次回路負荷量的不斷變化而難以固定。但智能化變電站的測控裝置本身是不會出現(xiàn)測量誤差存在的，而且智能變電站的電氣測量誤差僅僅來源于電子式互感器，對電氣量測量的精準性影響很小。

2 智能化變電站測控裝置的新特征

在傳統(tǒng)建筑中，是通過對傳統(tǒng)的電流、電壓互感器的模擬量，實現(xiàn)電纜傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，同時利用測控裝置進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后利用網(wǎng)絡(luò)將獲得的信息傳送到傳統(tǒng)變電站的后臺監(jiān)控系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)的監(jiān)測和控制。后臺的監(jiān)控系統(tǒng)和測控裝置對一次設(shè)備的控制作用也只能利用電纜傳輸模擬信號實現(xiàn)，非常的復(fù)雜，且極易出現(xiàn)安全隱患。智能化變電站的測控裝置與傳統(tǒng)變電站的測控裝置相比較，就可以避免傳統(tǒng)變電站中測控裝置的弊端，充分實現(xiàn)在變電站中設(shè)置測控裝置的目的和意義。

智能化變電站通過對電氣量數(shù)據(jù)的收集環(huán)節(jié)和控制環(huán)節(jié)的智能化使用，利用電子式互感器、合并單元和智能操作箱進行作業(yè)，把一次設(shè)備收集的電氣量直接得轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，利用光纜傳輸技術(shù)進行傳輸，運行控制的進行也通過網(wǎng)絡(luò)通信的方法用信息保溫的方法實現(xiàn)。由此可知，智能化變電站在以下方面對測控裝置進行了創(chuàng)新：

2.1 電氣量信息可以自動化輸出

自動化的電氣量信息輸出，確保了一次、二次系統(tǒng)電氣上的有效隔離，從而減小了開關(guān)場、感應(yīng)和電容耦合等方法對二次設(shè)備的電磁干擾。

2.2 智能化變電站的測控裝置工作程序簡單

智能化的測控裝置的數(shù)據(jù)采集源于數(shù)字量，與傳統(tǒng)變電站測控裝置中的模擬量相比，電氣量的降壓、濾波等各項工作都變的非常簡單，使得智能化變電站的測控裝置的內(nèi)部構(gòu)成變的非常的簡單。

2.3 智能化變電站測控裝置結(jié)果的誤差小

智能化測控裝置的測量準確性，有效的減小了智能化測控裝置監(jiān)測結(jié)果的誤差。因為傳統(tǒng)變電站的測控裝置是通過電纜傳輸?shù)蕉卧O(shè)備的，電氣量的誤差也因為二次回路負荷量的不斷變化而難以固定。而智能變電站的電氣測量誤差僅僅來源于電子式互感器，對電氣量測量的精準性影響很小。

3 測控裝置在智能化變電站中的重要作用

智能化變電站的工作原理是利用最先進的各種高新技術(shù)進行技術(shù)的整合，從而實現(xiàn)對變電站的設(shè)備以及輸、配電線路的監(jiān)視、控制、調(diào)度通信以及測量等自動化功能。

智能化變電站自動化系統(tǒng)中的間隔層設(shè)施就是測控裝置。測控裝置的基本功能具體包括：遙信、遙測、遙控以及遙調(diào)四大功能，簡稱為四遙功能。除了以上四大功能外，智能化變電站的測控裝置還具有同期與間隔聯(lián)閉鎖的作用。利用智能化變電站的間隔聯(lián)閉鎖功能可以充分利用測控裝置在分布式和網(wǎng)絡(luò)化上的優(yōu)點，從而保證全部數(shù)據(jù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)共享。防止防誤閉鎖方式的誤差，同時與后臺的監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一進行配置，實現(xiàn)五防順序控制功能的一體化運行。

4 智能化變電站中對測控裝置的新要求

智能化變電站通過三層兩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，有效的利用了資源的共享優(yōu)勢，促進了智能化變電站向集成化方向發(fā)展的目標。智能化變電站的間隔功能是由智能組件以及高壓設(shè)備進行的一體化設(shè)計。智能化變電站的測控技術(shù)的集成化發(fā)展，對智能化變電站的測控裝置提出了新的要求。只有實現(xiàn)這些要求，才能保證智能化變電站測控裝置集成化發(fā)展的目的。新要求具體包括以下幾個方面：太網(wǎng)通信接口的多樣化、大流量信息處理的技能和與光電互感器和智能開關(guān)設(shè)施的接通能力、硬件平臺的一體化、互可行性的條件、事故簡報和間隔錄波的功能以及配套工具齊全。只有滿足了這6項新要求，智能化變電站的測控裝置的發(fā)展才能更好的發(fā)揮作用，保證智能化變電站的主要功能的正常運轉(zhuǎn)，為國家經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步提供電力資源的支持。6項新要求也是推動智能化變電站測控技術(shù)進步的基本要求，只有在不斷的技術(shù)進步中，才能促進智能化變電站測控技術(shù)的不斷向前發(fā)展，解決智能化變電站在發(fā)展過程中遇到的難題。

5 智能變電站的測控裝置的發(fā)展方向

當前社會，智能化測控裝置受技術(shù)影響的限制，測量功能還非常單純，只是在穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)方面實現(xiàn)了測控，其他的項目中的測控還無法進行。雖然個別試點項目的測控與同步相量測量的功能進行了整合，保證了測控裝置數(shù)據(jù)收集的穩(wěn)態(tài)，但由于是通過不同的物理口和規(guī)約在后臺執(zhí)行從而保證其穩(wěn)態(tài)的數(shù)據(jù)收集。由此可知，當前的智能化變電站的測控裝置還沒有實現(xiàn)完全意義上的融合。

為了促進智能化變電站測控裝置的發(fā)展，需要進行以下研究。

5.1 遙測測試技術(shù)

模擬量遙測：研究模擬量輸入時的遙測測試技術(shù)，擬采用模擬源平臺的檢測技術(shù)，利用此平臺產(chǎn)生三相可調(diào)的幅值、頻率、相位的電壓電流信號，提供給測控裝置，模擬現(xiàn)場的交流信號，從而獲取、分析并評定測試數(shù)據(jù)。

數(shù)字量遙測：研究數(shù)字量輸入時的遙測測試技術(shù)，擬模擬合并單元的電壓電流信號，通過光纖輸入智能站測控裝置，進而獲取、分析并評定測試數(shù)據(jù)。

遙測測試技術(shù)的使用不僅可以獲得數(shù)據(jù)，而且能夠為遙控目標物體提供實時數(shù)據(jù)，常和遙控技術(shù)結(jié)合在一起應(yīng)用，對變電站中測控裝置的測試非常的有幫助。遙測測試技術(shù)作為一門綜合技術(shù)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，應(yīng)用范圍越來越廣泛。

5.2 諧波測試技術(shù)

研究測控裝置輸入波形畸變的影響的諧波測試技術(shù)。構(gòu)建交流電壓、電流諧波疊加系統(tǒng)，輸出給測控裝置，用來檢驗綜自系統(tǒng)諧波測試功能。

諧波測試技術(shù)具有建構(gòu)方案靈活、功能強大以及方便高效等優(yōu)點，它在變電站測控裝置中的廣泛使用有效的提高了測控裝置測試的準確性和科學(xué)性。

5.3 防抖測試技術(shù)

由于測控裝置的遙信能夠獨立設(shè)置防抖時間，對防抖測試技術(shù)進行研究，可以有效實現(xiàn)對遙信的該防抖時間測試。

雖然到目前為止，變電站中的測控裝置的遙控防抖時間的確定還沒有形成標準的測試程序和方法，但通過利用防抖測試技術(shù)，對遙信防抖時間進行測量，能科學(xué)的對測控時間進行預(yù)測。

6 結(jié)語

綜上所述，智能化變電站中的測控技術(shù)是保證智能化變電站有效運行的前提，測控技術(shù)如何直接決定了智能化變電站的功能的實現(xiàn)情況。為此，對智能化變電站的研究絕對不能離開對其測控技術(shù)的研究，改善測控裝置是促進智能化變電站發(fā)展的最主要的手段。

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