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浅议智能变电站和常规变电站在运维方面的差异怀利宇

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：怀利宇

[导读] 摘要：近年来随着自动化控制技术的进步及非常规互感器技术的发展，常规变电站正在被数字化的智能变电站所取代，一次变电站智能化改造大潮正在各电力部门展开。

        (国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司内蒙古通辽 028000)
        摘要：近年来随着自动化控制技术的进步及非常规互感器技术的发展，常规变电站正在被数字化的智能变电站所取代，一次变电站智能化改造大潮正在各电力部门展开。
        关键词：智能变电站；常规变电站；运维方面；差异
        引言
        智能变电站是电力系统未来的发展趋势，与传统的常规变电站相比，其在运行维护方面的优势显著，不仅突破了传统变电站的各种限制，大大降低了变电站的运行维护成本，而且有效保证了电力供应的稳定性，为社会生产提供了坚实基础。
        1概述
        随着自动化控制技术的进步、非常规互感器技术的发展、IEC61850标准的颁布实施、网络通信技术的日臻成熟，变电站自动化进入了智能化发展的新阶段。同时，随着国家电网建设“坚强智能电网”总体规划的逐步推进，智能电网建设在全国范围内迅速铺开，而智能变电站作为构建“坚强智能电网”的关键支撑，其相关研究、开发与建设工作也相继展开，在其推动下变电站智能化改造进一步加快。而在此基础上从一次设备智能化、对时要求、信息基础、智能应用到辅助系统等方面对智能变电站和常规变电站进行一次对比分析，对帮助变电站运维人员进一步了解智能变电站具有重要意义，同时对智能变电站的相关建设也具有一定的参考作用。
        2智能变电站和常规变电站在运维方面的差异
        2.1一次设备的差异性
        智能变电站与常规变电站在一次设备上的差异性主要体现在其状态检测功能的智能化上，智能变电站能够自动采集设备状态信息并对设备状态进行综合分析，同时还将分析所得结果基于DL/T860服务上传以实现和其他系统进行信息交互，从而扩大设备自诊断的范围及准确性，极大地方便了对一次设备的运行维护。比如智能变电站断路器设备内的电、磁、湿度、温度、机构动作状态等信号的检测对判断断路器运行状态及变化趋势有极大的帮助，从而实现对变电站设备的状态监测。而常规变电站并不具备以上功能，需要对其关键的一次设备（断路器、变压器等）增设相应状态监测功能单元。
        2.2常规变电站与智能变电站结构区别
        互感器的区别，智能变电站采用电子式智能互感器，具有优良的性能，相较于传统变电站常规互感器，有绝缘相对简单、动态测量范围广，无磁饱和现象、精度高等优点。二次设备的区别，变电站A设置测控屏，变电站B由智能终端柜代替传统测控屏，由合并单元和智能终端完成该间隔内电流、电压的采集、合并及输出功能，相关断路器、隔离刀闸、接地刀闸的操作控制和状态监视。监控机信号的区别，两站220kV侧接线方式基本一致，以A、B两站间互联线路为例，除去相同保护、测控信号以及功能相近信号，变电站B测控信息较变电站A多出关于智能终端、合并单元通讯中断、故障报警等相关光字牌，相应的保护信息多出关于相关SV、GOOSE的总告警信号。信息通信系统的区别。智能变电站具有信息高度数字化、数据高度共享等特点，强调网络通信的重要性，变电站B配置两套不同型号的网络通信记录分析系统，通过网络监听装置实时监视、记录MMS网、SV/GOOSE网的通信报文，同时在站控层设置网络通信报文分析装置对网络流量、端口状况进行分析。变电站B较变电站A，配置更大量的网络交换机，除此之外，采用更大量的光纤，又将智能终端就地安装，减少二次电缆的使用。GPS对时系统的区别。常规变电站GPS对时系统保障全站内各装置时间统一性，以便于故障记录、分析，保护动作。智能变电站GPS时间同步系统不仅关系到本站内时间统一性，还是实现站域、区域统一实时控制的安全基础。当全球时间调整时，变电站B各装置会自动与标准时间对时，同步异常时，检查对时回路光纤和全站对时时钟有无异常。交直流电源系统的区别。

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变电站B较变电站A，采用电源一体化管理手段，使用深圳某公司生产的一体化电源装置，该装置将站用交流系统、直流系统、不间断电源UPS系统、通信电源系统、一体化电源系统监控系统等几部分集成。由后台监控系统对一体化电源的运行状态进行实时监测，发生异常及时报警。变电站辅助设施系统的区别。变电站A由独立的消防系统、技防系统、工业电视、GIS室SF6含量检测系统等构成辅助设施系统；变电站B配置智能辅助控制系统。
        2.3在开关跳合闸后控制系统的运维差异
        在常规变电站方面，其机电保护系统中的开关一旦出现故障，跳合闸操作自动投退，很难予以统一控制，就很可能会对其他组件的正常运行产生影响，严重时会导致变电站内某一部分设备停止工作。而智能变电站通过合理利用GOOSE回路技术，让站内所有的跳合闸压板都被归结为一个控制点，再由系统通过控制柜实现对各设备的独立控制，通过这样的保护措施不仅能够获取更好的控制效果，而且可以显著提升变电站的运行及维护效率。
        2.4设备验收方面的差异
        常规变电站方面在厂内验收设备时主要是对一次设备的安装和调试进行验收，而二次设备则需要到达现场后再进行调试，会使工作人员的工作量大大增加，且还无法保证设备的一致性。而智能变电站的二次回路是通过全站SCD配置文件实现，只有在场内进行联调，才能够有效保证SCD文件的合法性，数据模型内外描述一致，全站智能设备互操性一致等，在厂家联调的过程中，系统集成商会把除了一次设备之外的所有二次设备都在厂内完成安装，并做好模拟文件配置和装配调试工作。设备调试中的绝大部分项目都在厂内完成，实现了工厂工作量的最大化、现场工作量的最小化，相对于常规变电站而言，智能变电站的设备厂内联调过程验收是必不可少的环节。
        2.5辅助系统智能化的差异性
        在常规变电站中通过应用视频监控系统、环境监测系统、辅助电源等构成的辅助系统，使得信息资源更加丰富，保证了常规变电站的稳定运行，然而在常规变电站的实际运行过程中仍然存在着纵向层次多、横向系统多为主要特征的“信息孤岛”，导致出现了视频监控规约复杂、信息杂乱和系统联调困难等问题，给常规变电站运行埋下了隐患。而智能变电站辅助系统通过在远程视频监控终端和站内监控系统以及其他辅助系统之间，在设备操控、事故处理等方面建立协同联动机制，并及时准确地跟踪事故发生项点，将其远程传输到集控中心，使集控中心运维人员在远端实现对各辅助系统的操控，从而实现智能变电站的辅助电源一体化设计、一体化配置、一体化监控、远程运行维护；实现辅助系统优化控制，对空调、风机、加热器的远程控制或与温湿度控制器的智能联动。
        2.6对时要求的差异性
        在对时要求上智能变电站要远远高于传统变电站。传统变电站主要采用SOE时标来判断动作时序，并以此保证电网运行安全。而智能变电站要和站外系统进行协同互动，因而必须要以精确的绝对时标为前提。在确保安全运行的先决条件下，智能变电站可采用IEEE1588网络进行对时，这样既可以简化对时系统，又能保证对时的精确性。
        结语
        智能变电站的建设进入快速发展时期，新建和改造的智能化变电站现场调试积累了大量的经验并逐步形成了智能变电站技术导则、设计及现场调试规范，但对于智能变电站的运行维护，还需要探索切实可行的运维调试机制及规范、作业流程及方法，需要研制适用于智能电网运维的调试设备。本文对比了智能变电站与常规变电站的区别，提出了智能变电站运维调试的基本内容、运维调试设备的主要功能需求和研制思路。
        参考文献：
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        [2]　郭皓，杨常青．维电保护在智能变电站的应用[J]．城市建设，2010，（18）．
        [3]　姚康，峗吉檐．试论变电站的数字化与智能化[J]．中国电子商务，2010，（12）．