自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)在智能變電站的應(yīng)用

陸偉++于國賓

摘 要 隨著電力系統(tǒng)內(nèi)技術(shù)的發(fā)展，智能變電站在城市中的應(yīng)用程度正在不斷提升，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。智能變電站的優(yōu)點(diǎn)在信息化、數(shù)字化以及操作便捷化、安全性能方面比較突出，目前智能變電站中重要的自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)有四網(wǎng)傳輸技術(shù)、電子互感器應(yīng)用技術(shù)、通信始終同步技術(shù)以及動態(tài)組播技術(shù)等。本文從這些技術(shù)中的幾個方面出發(fā)，探討智能變電站中自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)如何在應(yīng)用中發(fā)揮最大的效果。

【關(guān)鍵詞】自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 智能變電站 數(shù)字電網(wǎng) 技術(shù)應(yīng)用

在建設(shè)智能電網(wǎng)的要求下，智能變電站在電力基建當(dāng)中越來越普及，一般來說智能變電站基于IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行智能設(shè)備的安裝與設(shè)計。關(guān)系到智能變電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要系統(tǒng)是智能變電站的自動化系統(tǒng)，所以這一系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用直接影響到了智能變電站的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

1 智能變電站自動化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成

一般的智能變電站系統(tǒng)以無人值班變電站作為設(shè)計目標(biāo)，使用開放式的分層分布系統(tǒng)，一般自動化系統(tǒng)可以分成過程層、間隔層和站控層三個層面，以光纖為載體使用IEC61850-9-2的傳輸協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，過程層主要由智能組件構(gòu)成，間隔層里面有著各種測控裝置于保護(hù)裝置，站控層屬于智能變電站的核心控制部分，比如通信裝置、員工監(jiān)控中心、站域控制等。變電站內(nèi)的110kV智能組件和10kv智能組件沒有多大的關(guān)聯(lián)以確保安全性，并且變電站內(nèi)有網(wǎng)絡(luò)故障記錄的設(shè)定，記錄下各種故障信息。智能變電站中配置的站域控制裝置與時間同步系統(tǒng)也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 智能變電站中自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 四網(wǎng)合一傳輸技術(shù)

四網(wǎng)合一傳輸技術(shù)是智能變電站中新型的信息傳輸方式。即將傳統(tǒng)的GOOSE、MMS、SMV網(wǎng)絡(luò)和IEEE1599網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，采用光纖連接的方式進(jìn)行單環(huán)網(wǎng)架構(gòu)的建設(shè)，從而在單層網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)信息的共網(wǎng)傳輸。四網(wǎng)合一傳輸技術(shù)的關(guān)鍵在于對智能變電站中的間隔層電子設(shè)備的功能進(jìn)行了優(yōu)化，并且降低了間隔層電子設(shè)備傳輸所需要的光纖端口數(shù)量與交換機(jī)的配置數(shù)量，從而在整體上減少了系統(tǒng)傳輸信息的能量消耗，并且降低了建設(shè)成本。

2.2 跳合閘的接點(diǎn)檢測技術(shù)

智能變電站中的接點(diǎn)檢測技術(shù)是基于合閘預(yù)置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，通過集成智能組件實(shí)現(xiàn)這一效果。在這一技術(shù)模塊中，跳閘回路是由兩個跳閘出口接點(diǎn)和跳閘控制的監(jiān)視電路構(gòu)成的，通過這一結(jié)構(gòu)和控制電源以及斷路器的聯(lián)結(jié)，在斷路器進(jìn)行合閘預(yù)置操作的時候可以及時對兩個接點(diǎn)都進(jìn)行相關(guān)的房做檢測，從而實(shí)現(xiàn)對電路問題的及時診斷以及防止相關(guān)的誤操作，是智能化電路與傳統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的完美結(jié)合，而且這一技術(shù)的出現(xiàn)還完美地解決了電器二次回路狀態(tài)檢修的相關(guān)問題，是智能變電站技術(shù)的大跨越。

2.3 電子互感器技術(shù)應(yīng)用

在智能變電站的相關(guān)系統(tǒng)技術(shù)中，電子互感器一般有著不同的原理設(shè)計，比如電子互感器的合并單元和遠(yuǎn)端模塊就是采用獨(dú)立的雙套系統(tǒng)進(jìn)行的相關(guān)設(shè)計。如采用羅氏原理和傳統(tǒng)的電子互感器技術(shù)進(jìn)行不同層次的側(cè)重數(shù)據(jù)收集，羅氏原理的電壓電流互感器側(cè)重于研究智能組件的配合對智能變電站整體保護(hù)的影響，二傳統(tǒng)的電子互感器則著重于各種只能配件對于主變壓器的相關(guān)數(shù)據(jù)影響。電子互感器技術(shù)的智能開關(guān)技術(shù)是數(shù)字化較為徹底的部分，比如說通過變壓器內(nèi)部的一些預(yù)設(shè)的繞組光纖的測溫設(shè)備進(jìn)行控制。

2.4 時間同步系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)

在智能變電站的運(yùn)行當(dāng)中，時間同步有著很重要的地位。由于智能變電站一般采用電子式的互感器，所以當(dāng)智能變電站當(dāng)中的重要部分的時鐘不同步的時候，系統(tǒng)會自動產(chǎn)生故障判定，從而將整體系統(tǒng)進(jìn)行閉鎖處理。通過智能變電站的技術(shù)分析可得，一般合并單元失去同步的原因是系統(tǒng)中的為行駛中同步裝置的時間輸出部分出現(xiàn)了故障。所以時間同步系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計應(yīng)該從衛(wèi)星時鐘源的輸出部分出發(fā)，使得時間信號在智能變電站系統(tǒng)內(nèi)能夠順利接收和傳輸。一般來說，通信同步系統(tǒng)需要對衛(wèi)星時鐘源信號進(jìn)行主動捕捉，在沒有捕捉到的時候采用自帶的RTC系統(tǒng)提供秒脈沖，當(dāng)衛(wèi)星時鐘源信號被捕捉到的時候，則優(yōu)先采用衛(wèi)星時鐘源信號，當(dāng)接收信號或者信號傳輸出現(xiàn)相關(guān)問題的時候，要進(jìn)入相關(guān)的“平穩(wěn)調(diào)整”模式進(jìn)行過度，在這一調(diào)整過程中要把調(diào)整時間精確到微秒級，并且采用雙衛(wèi)星時鐘源的方式作為突發(fā)情況下的備份，設(shè)定時鐘源的優(yōu)先級以統(tǒng)一相關(guān)的時間設(shè)置部分。

3 結(jié)語

智能變電站的自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)可以算是自動變電站的核心技術(shù)，本文從技術(shù)的幾個方面出發(fā)，對信息傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)安全技術(shù)、時間同步技術(shù)和跳合閘接點(diǎn)檢測技術(shù)等進(jìn)行了簡單的應(yīng)用介紹。但是，智能變電站的設(shè)計和維護(hù)人員在實(shí)際工作當(dāng)中一定要以當(dāng)前的變電站實(shí)際預(yù)算和技術(shù)能力出發(fā)，積極采用新技術(shù)，引進(jìn)相關(guān)的技術(shù)人才，對傳統(tǒng)的變電站管理與維護(hù)模式有所突破，從而實(shí)現(xiàn)智能變電站在新技術(shù)模式下的良好運(yùn)營。

參考文獻(xiàn)

[1]司為國.智能變電站若干關(guān)鍵技術(shù)研究與工程應(yīng)用[D].上海：上海大學(xué)，2010.

[2]許偉國.110kV智能變電站自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究[J].供用電，2011（05）：40-45.

[3]趙永生，桑仲慶，劉海峰，歐陽帆.金南智能變電站自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和問題分析[J].湖南電力，2011（05）：4-7.

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