变电站数字化改造施工技术

张元杰

摘  要：数字化改造技术在我国还处在刚起步的阶段，但是数字化变电站却是我国当前电力改造中的一个热点。文章为数字化变电站提出了总体的技术方案，然后从提出的技术方案的特点、设备的运行原理和最终能够达到的目的出发，对变电站数字化改造技术进行了全面分析，希望能够对数字化改造施工技术投入到变电站的建设中做出一些参考。

关键词：变电站;数字化改造;施工技术

中图分类号：TM76         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）28-0153-02

Abstract： Digital transformation technology is still in its infancy in our country， but digital substation is a hot spot in the current electric power transformation in our country. This paper puts forward the overall technical scheme for the digital substation， and then makes a comprehensive analysis on the digital transformation technology of the substation from the characteristics of the proposed technical scheme， the operation principle of the equipment and the final purpose that can be achieved. It is hoped that the digital reconstruction construction technology can be put into the construction of substation to make some reference.

Keywords： substation; digital transformation; construction technology

国外的变电站数字化改造技术已经从实验室走向了实际应用，我国当前也已经完成了建设数字化变电站的准备工作，具备了建设数字化变电站的所需要的基础设备，在完成对这些设备的集成和改造之后，即将投入到实际的变电站当中去。就现在运用综合自动化系统的趋势而言，建设全新的数字化变电站是势在必行的。根据数字化技术的特征和定义，讨论当前数字化变电站的发展情况，并对建设数字化发电站的优势和可能会出现的情况进行了分析。

1 变电站数字化的现状

在当今的信息时代之下，数字化已经越来越受到人们的重视，这项技术不光是智能技术的基础，还是软件技术的基础。其特征主要体现在设备的智能化和管理的自动化等方面。我国的首座数字化变电站是在1998年进行投入生产的，直到2006年终于将其全部改造为数字化变电站，在经过长达七个月的试用运行之后，发现各项数据都没有出现问题，以此将我国的数字化建设技术推向了世界先进水平。数字化变电站在经过这十多年的发展之后，已经达到了一定的水平。在低电压变电站中采取了综合自动化技术之后，变电站基本不需要有人值班。而在220kV以上的高压变电站中，也采用了大量的自动化技术，不仅降低了工程的建设成本，还提升了电网建设的现代化水准。相信随着越来越多如电流电压感应器等的高科技诞生，还会为变电站数字化管理带来更多的机遇。

从IEC61850标准颁布并且投入到使用后，我国对数字化变电站的投入力度再次加大，在各个专家的不懈钻研下，又制定出了DL/T860标准。也就此项标准出台之后，各个发电厂商纷纷开始了对数字化变电站的开发，并研究出了大量的先进设备，比如说GIS电流电压互感器和智能终端等。这些先进设备不但没有不符合标准，而且在某些特定方面还达到了世界先进水平。国家电力总公司对这些研发出来新型产品进行了多达六次的试验，结果无疑全部通过，与此同时，国家电力公司还在一些投入到实际应用的数字化变电站进行了试验工作，并获得了相当宝貴的试点经验，这些新型研发的技术为将来的数字化变电站投入实际应用奠定了基础。

2 建设数字化变电站的优势

建设数字化变电站的优势主要体现在三个方面：

（1）能够降低变电站的投入成本。和传统的变电站比起来，数字化变电站所使用的光缆将二次电缆替换掉，这在很大程度上降低了在支架和桥架等方面的投入资金。而且数字化变电站相对于传统的变电站要更加容易维护，这样就大大地减少了工作人员的工作量，减少了在人员方面的资金投入。而且数字化变电站还能降低回路直流接地的故障率，节约了大量运用在维护故障上的投入资金。

（2）安全性得到更加提高。数字化变电站是使用的光纤将电子互感器连接起来的，它能够很有效地将一、二次设备隔离开来，很好的提升了系统的安全性，而且数字化变电站采用的是电子采集数据，大大提高了数据的精准度。由于数字化变电站是使用的网络交换来进行信息传递，所以它能够很好地提升信息传递的效率，减小传递时间。

（3）自动化程度提高。数字化变电站是使用的电子互感器和事故追忆系统等高科技技术，这些技术能够二十四小时监测变电站，如果哪个环节出现问题，就能立即给出预警，这种可视化监测功能对于监测变电站故障具有很好的效果，而且只要发现信息传输异常，该系统就会在很短的时间内将故障排除掉。还有就是数字化变电站能够将信息的传递过程全部记录下来，这对于变电站的管理起到了至关重要的作用。虽然当前国内的数字化变电站还处在初级阶段，但是自动化技术已经成了国内外研究数字化变电站的主要发展方向。

3 数字化变电站的改造需要遵守的原则

提升变电站综合自动化系统的稳定性和可靠性是进行变电站数字化建设的主要目标，但是在实现这方面的建设时，还要保证运行和维护的成本最小化，希望能够通过对变电站的数字化改造，充分发挥数字化带来的优势，以此来建设出成本较低、系统稳定性和安全性更高的变电站。在进行变电站的数字化改造时，需要遵循以下几个原则：

（1）数字化变电站的建设思路应該是紧凑型变电站为主，通过采用数字化技术，减少在相关设备和电缆的使用数量，以此来实现二次设备的分散布置。

（2）采用数字化变电站是将来变电站发展的主要趋

势，数字化变电站不仅让经济投入更加合理，还让变电站的管理变得更加方便。在运用数字化技术对变电站改造时，要把建设成本和改造成本等方面都考虑进来，然后两者之间进行比较，选择出更加优质的设计方案。

（3）建设数字化变电站就是为了方便管理，所以在对变电站进行改造时，要把先进的技术都引入进去，真正做到提升变电站的管理水平和技术含量，为以后的电网升级打下坚实的基础。

（4）在变电站数字化改造过程中，还要采用性能高、安全性高、智能程度高以及维护成本低廉的设备进行改造，然后对改造区域进行规划，让变电站的占地区域最小化。需要特别注意的是，在改造的变电站时候，还要考虑到变电站的外形美观、与周围环境的适应情况以及是否影响到附近的居民等等。

4 变电站数字化改造中可能会面临的问题

4.1 主变保护的问题

一般情况下，电子互感的优势只有在高电压的情况下才能得到很好的体现，如果电压低于35kV的话，电子互感器在稳定性、安全性和精准度方面的优势都不能很好的体现出来。所以当电压处于低电压时，就可以在保护装置下安装一个开关，这样既能让低电压的配置等级不变，还能够很好地提升它的经济性。比如说在高压室里面单独配置一个通信柜，就能让模拟信号发生转换，并且符合IEC61850协议。为了让原来的变压器也能够正常运行，在进行变电站的改造时，可以将之前的套管CT等都保存下来，而现在需要考虑的就是模拟量和数字量同时存在的问题了。在一般情况下，可以将数字量和模拟量都输入到保护装置中，然后利用装置进行分析和判断。

4.2 断路器的数字化改造问题

断路器的数字化改造目的就是为了减少电缆的使用数量，这个目的其实可以通过把电缆改成光缆的方式来替代，而智能汇控和智能终端就是数字化改造中比较常用的方式，智能汇控对于设备的运行环境的要求要高一些，运行环境高也就意味着成本也高，所以为了节约成本，一般不常用这种方式来进行变电站的改造。智能终端的原理是通过增加光纤网络来实现电气量和状态量的信息共享，最终达到减少电缆使用的目的，在变电站经过数字化改造之后，功能模块只需要截取到一组节点上的信息，就能够实现五种防御功能。还需要说明的是，利用光缆代替电缆，还可以增加数据传输的可靠性。

4.3 GOOSE的应用问题

IEC61850协议就是一定要以GOOSE作为数据传输的基础，并通过GOOSE的机制实现和IEC61850协议的共同应用，这样不仅能够实现通信和遥控功能，而且还能很容易地完成对跳闸报文的保护。然而在实际的应用中，还要保证GOOSE 体系的合理选择和应用，这对协议的实现相当重要。

4.4 光缆的拉设问题

数字化变电站的改造过程中会使用很多的光缆，而光缆的种类是比较多的，主要分为软光缆、铠装光缆等，而这些光缆还可以划分为单模和多模，以至于在使用光缆时要根据其种类而采用相应的技术。在光缆的线头部位还要做好密封处理，以免受到湿度的影响，在线位部位还要做好保护措施，以免端部进水。还有就是在牵拉光缆时，应该要在晴朗的天气下进行，以此更好地完成光缆的熔接。在这些工作都充分做好之后，还要对光缆的功能进行测试，测试合格之后贴上标签。最后需要补充的是，严禁在线路带电的情况下进行光缆的熔接，以免威胁到工作人员的人身安全。

5 结束语

从现阶段的数字化变电站的改造来看，仍是存在着不少问题，但是随着社会经济的不断发展和科技的不断进步，相信符合IEC61850协议标准的数字化变电站会很快地得到应用。从当前变电站的应用情况来看，只有大力发展集数字化和智能化一体的变电站，才能让变电站的应用更上一层楼，才能在减少投入成本的同时，增强对变电站的监控和管理。本文在对数字化变电站的优势进行讨论的同时，还举出了一些数字化变电站改造过程中可能会遇到的问题，希望能对将来变电站数字化改造起到一定的借鉴作用。

参考文献：

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[3]潘岐深.浅谈变电站数字化改造施工技术[J].中华民居，2011（12）：36+42.