浅析智能变电站的运行及维护

朱冀ZHU Ji；王宏娟WANG Hong-juan

（石家庄供电公司，石家庄 050000）

（Shijiazhuang Power Supply Company，Shijiazhuang 050000，China）

0 引言

采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备对智能变电站进行设置，按照全站信息数字化、信息共享标准化等要求，对信息进行自动采集、测量、计量和监测等，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节等。根据IEC61850 标准定义，数字化变电站的综合自动化系统在逻辑结构上可分为过程层、间隔层、站控层，各层次内部及层次之间的通信则采用高速数据网（过程层网络和站控层网络）进行实现，即整站结构划分为“三层两网”。

1 智能变电站与常规变电站的比较

智能变电站与传统变电站相比，对于继电保护技术来说，最大区别表现在取消电缆连接，变电站设备之间采用网络传输进行数据交换，这就使得各保护设备的配置原则、技术性能要求、功能划分、维护检修等都与传统变电站大不相同，也为多种新技术的应用提供了基础。智能变电站采用电子式互感器，且电子式互感器的优势随电压等级的升高而越发明显。

表1 电子互感器与常规互感器的比较

常规站测量精度的整体误差取决于互感器准确度、传输附加误差、电表精度。智能变电站测量精度的整体误差取决于电子式互感器。因此智能化变电站整体误差水平比常规变电站有所降低。此外，将智能化设备应用到智能化变电站的一次、二次设备中，按照统一的模型规范对设备间的交互信息进行数字化管理，与常规综自变电站相比，其技术优势非常明显。主要体现在：

1.1 提高了信号传输的能力和可靠性 对于智能化变电站的信号传输系统来说，一方面能够传输有效的数据信息，另一方面对通道自检信号和校验信息进行同步传输，在一定程度上避免识别错误的通道信号，通信系统的可靠性大大提高。通过光纤介质传输通信信号，从根本上解决了电磁干扰和信号衰减等问题。

1.2 提升了二次设备的测量精度 智能化变电站采用的电子式互感器具备直接输出数字信号的功能，通过光纤将数字化的电流电压信号传输到二次设备端，在对信号进行传输、处理的过程中，不会产生附加的误差，进而在一定程度上提高了继电保护，以及计量、测量装置的采样精度。

1.3 减少了二次电缆数量 采用计算机通信技术最大限度地对智能化变电站一、二次设备间的通信进行处理，通信信息通过光纤传输介质进行传输，大量信息可以通过一条信道进行同时传输。此外，还应用了高速网络通信技术，通过光纤传输站内通信信号，在一定程度上减少了二次电缆的使用量。

1.4 简化了设备间的互操作 按照IEC61850 标准规范建立信息模式，进一步对智能化变电站的一次设备和二次设备间的通信进行管理，统一了通信接口，实现了不同设备间通信的无缝对接，同时对不同设备间的互操作配置进行了简化，使得设备间的互操作变得更加稳定。

1.5 统一的信息平台共享多种功能 通过同一个通信网络接收电流、电压信号和设备运行状态信息实现继电保护、在线监控、计量测量、“四遥”功能，远方执行控制命令，在一定程度上改变了常规变电站为不同功能模块建立各自的信息采集、传输、执行系统的传统模式。

1.6 提高了自动化运行管理水平 实时通信的及时性和可靠性借助G00SE 网络得以提升，在数字化变电站中得以实现更加复杂的控制工作和自动化功能。

1.7 避免了电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题 对于常规变电站一、二次设备来说，智能化变电站使用光纤介质进行传输，从根本上彻底改变利用控制电缆进行信息传输的模式，同时解决了电缆介质存在的电磁兼容、传输过电压等问题，进而在一定程度上提高了变电站数据传输的可靠性、准确性。

2 关于智能变电站的几点经验

变电站安全运行将直接影响电网的稳定性，而智能变电站的建设与发展也给广大电力调试、检修、运行人员带来挑战。为了确保其稳定运行，需从以下几方面多加注意：

2.1 设备厂家方面 虽然智能变电站的投运验收及运行经验远不及常规变电站，但其在全国范围内逐步展开的趋势已成必然。然而通过对某某智能变电站的联调验收，我们发现由于缺少相应完善的规约和标准，使得不同厂家设备的性能、标准难以统一，不同设备厂家间的功能模块配合有待完善，缺乏成熟可靠的方案。虽然通过不断沟通与调试，最终得以解决，但希望设备厂家能吸取经验，各方电力施工及验收人员也应注意。

2.2 技术人员方面 目前传统变电站的技术人员较多，而智能变电站的设计、调试、运行、维护人员，都相对欠缺。虽然有部分骨干人员可以支撑智能变电站试点工程的建设、调试、验收及运维，但面对智能变电站的全面普及以及国网公司有关智能变电站的技术政策和标准的日新月异以及不断完善，相关技术人员不足的问题显得尤为突出。这就需要建立起完善的培训机制，不断补充相关技术人员，为智能变电站大规模的建设做好准备。

2.3 运行管理方面 缺乏完整有力的技术管理体制，原有管理体系不能很好地适应智能电网、智能变电站的建设需求。各部门似乎都在管，又似乎都不管。标准、文件也是连连制定、发布，但标准、文件之间的冲突难以理顺，管理责任不清晰。

3 关于智能变电站的几点建议

3.1 一次部分 ①汇控柜与GIS 本体间宜采用多芯控制电缆连接，利用航空插头连接。多芯航空插头每个插头都有定义，减少了接线错误率；适应现场复杂恶劣的环境，抗干扰能力强，屏蔽性能良好，现场好操作，施工方便，节省空间。②取消GIS 就地横向电气联闭锁，利用就地GOOSE 跨间隔通信实现其功能，可有效简化GIS 横向电气二次接线，减少横向闭锁电缆及辅助接点数量。

3.2 二次部分 ①同一间隔内CT、PT 合并单元硬件整合。将电流互感器与电压互感器的合并单元的硬件实现整合。利用公共的合并单元采集电流电压信号，互感器输出规约按照统一规约建模。但此方案取决于国网电子式互感器输出规约的统一以及互感器厂家的建模能力。②同一间隔内合并单元、智能终端硬件整合。在建议①的基础上，当合并单元、智能终端同柜布置时，可考虑将两者硬件整合，将整合后的一体化装置作为过程层统一的数字化接口，合并单元与智能终端之间的GOOSE 通信（位置信息、报警信息）可通过装置内部总线完成，减少对交换机端口的占用。

4 结束语

本文对智能化变电站区与传统变电站的主要区别做了简单对比，并对智能化变电站的相关问题进行了思考以及经验的浅谈，希望能对智能化变电站的设计、验收、运行和维护提供帮助，为智能化变电站的快速发展打下基础。

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