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關(guān)鍵詞:500kV變電站;變電運(yùn)維;風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源;控制對(duì)策
經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下,形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻、競(jìng)爭(zhēng)變得激烈起來(lái),那么,變電站運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)就變成了變電站運(yùn)行管理中最容易出現(xiàn)問(wèn)題的隱患重點(diǎn)。只有不斷提高變電站運(yùn)維質(zhì)量,才能把風(fēng)險(xiǎn)降到最低,同時(shí),依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)情況提出針對(duì)性的解決方案,把風(fēng)險(xiǎn)降低的同時(shí),能夠保證電網(wǎng)平穩(wěn)安全可靠的運(yùn)行,全面提升生產(chǎn)安全系數(shù)。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的深入。
1 500kV變電站運(yùn)維以及運(yùn)維中所存在的風(fēng)險(xiǎn)
1.1 變電站運(yùn)維
變電站運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)稱變電站運(yùn)維,主要是針對(duì)相差電站設(shè)備進(jìn)行運(yùn)營(yíng)維護(hù)與管理,做好設(shè)備日常工作的過(guò)程。一個(gè)功能齊全的變電站所,擁有較復(fù)雜的設(shè)備,各類(lèi)設(shè)備相互作用與配合,使電力能夠成為一個(gè)整體系統(tǒng),這些設(shè)備安裝起來(lái)較為復(fù)雜,維護(hù)起來(lái)就較為麻煩,在設(shè)備運(yùn)行中,一定要保證維護(hù)到位,只有這樣才能確保變電站安全高效,使管理發(fā)揮重要作用。對(duì)變電站的運(yùn)維,并不是簡(jiǎn)單地查看與維修那么簡(jiǎn)單,而是需要進(jìn)行日常巡視與試運(yùn)營(yíng),使運(yùn)營(yíng)設(shè)備和器具保持良好的最佳狀態(tài),除了日常設(shè)備檢查外,還要加強(qiáng)值班安排、交接、記錄等工作,對(duì)運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的停電間斷、設(shè)備靜電感應(yīng)、電壓留存、線路跳閘等可能影響供電效果的各個(gè)運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)也要科學(xué)仔細(xì)檢測(cè),全面做好硬件、軟件的運(yùn)維管理工作。
對(duì)于變電站來(lái)說(shuō),能夠把500kV變電站運(yùn)維工作做好,則是相對(duì)復(fù)雜的工作,這就需要在運(yùn)維中提高責(zé)任意識(shí),才能確保安全高效,如果工作人員不負(fù)責(zé)、馬虎大意,則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常情況,造成不必要的事故。只有不斷加強(qiáng)集中管理能力,才能把500kV變電站運(yùn)維工作做好,使繁瑣的運(yùn)維工作變得簡(jiǎn)化便利。所以說(shuō),只有不斷提高工作人員的責(zé)任心、維護(hù)管理好設(shè)備,不斷發(fā)生老化的設(shè)備排除環(huán)境干擾,才能從根本上確保企業(yè)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益雙統(tǒng)一,提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,減少不必要的損失和傷亡。
1.2 500kV變電站運(yùn)維的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源
變電站受各種因素影響,比如運(yùn)行環(huán)境不符合條件、設(shè)備的元器件不夠標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)工具磨損嚴(yán)重、工作工員出現(xiàn)誤操作等,均能使變電站運(yùn)行出現(xiàn)異常,為電力運(yùn)營(yíng)的安全埋下不小的隱患,這就是變電站運(yùn)維中最重要的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源。
(1)作業(yè)環(huán)境。作為高危險(xiǎn)工作場(chǎng)地的變電站,在工作中,一定要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行管理,特別是面對(duì)500kV變電站運(yùn)維問(wèn)題,一定要保證其工作環(huán)境是可靠安全的,良好的作業(yè)環(huán)境,能夠從本質(zhì)上降低運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)對(duì)變電站的工作環(huán)境的明確規(guī)定,需要保證變電站工作環(huán)境清潔,遠(yuǎn)離造成空氣污染、噪音污染、高溫、化學(xué)物質(zhì)的惡劣環(huán)境,良好的環(huán)境,能夠有效解決運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的麻煩,保證相差作業(yè)人員健康,避免出現(xiàn)高電輻射帶來(lái)的職業(yè)病,確保企業(yè)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,安全可靠,減少運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。(2)安全管理。任何一個(gè)工種安全問(wèn)題都是最重要的,只有保證了安全,才能體現(xiàn)出工作水平。而500kV變電站的運(yùn)行過(guò)程,就是一個(gè)安全防范與控制的過(guò)程,加強(qiáng)對(duì)各級(jí)工作人員的管理,提高責(zé)任心,是做好安全管理工作的重中之重。工作人員責(zé)任心不強(qiáng),沒(méi)有安全防范意識(shí),就會(huì)造成電力運(yùn)營(yíng)的故障,有些工作人員業(yè)務(wù)不熟,馬虎大意、不按標(biāo)準(zhǔn)和條例進(jìn)行工作,也會(huì)給變電站運(yùn)行帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)。(3)設(shè)備維護(hù)。設(shè)備是電力運(yùn)營(yíng)的基本保障,要想確保500kV變電站安全運(yùn)行,設(shè)備采購(gòu)、使用、保護(hù)極為重要。這就需要從源頭上解決問(wèn)題,采購(gòu)設(shè)備時(shí),一定要使用正規(guī)企業(yè)產(chǎn)品,要進(jìn)行科學(xué)測(cè)試,保證設(shè)備能夠良好運(yùn)轉(zhuǎn),設(shè)備標(biāo)識(shí)是確定設(shè)備是否合格的一個(gè)基本內(nèi)容,要仔細(xì)查看,確保設(shè)備商標(biāo)、標(biāo)識(shí)完整無(wú)破損修改等痕跡,還要查看出廠合格書(shū)是不是全面。電站的危險(xiǎn)系數(shù)較高,有些設(shè)備還可能對(duì)人體造成輻射與傷害,對(duì)容易出現(xiàn)事故的區(qū)域做好安全警示,有些機(jī)械鏈輪露在外面,需要用安全罩進(jìn)行防護(hù),確保設(shè)備運(yùn)營(yíng)中造成不必要的傷害。
1.3 確認(rèn)500kV變電站運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)的必要性
500kV變電站在運(yùn)維中,風(fēng)險(xiǎn)是很多的,就這需要通過(guò)反復(fù)的檢查巡視,才能把風(fēng)險(xiǎn)降到最低,使?jié)撛陔[患得到有效排除。在運(yùn)行前,需要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,通過(guò)技術(shù)手段,做好各個(gè)環(huán)節(jié)的隱患查找,對(duì)每一個(gè)階段進(jìn)行測(cè)試,同時(shí)對(duì)查找出來(lái)的問(wèn)題,進(jìn)行合理分析,形成評(píng)估意見(jiàn),然后要針對(duì)不同情況,提出科學(xué)的解決對(duì)策。有些故障已經(jīng)發(fā)生,這就需要對(duì)故障情況進(jìn)行分類(lèi),提出解決方案,降低風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),保證電網(wǎng)順利運(yùn)行、安全工作。
2 500kV變電運(yùn)維中隱患風(fēng)險(xiǎn)分析
2.1 直流回路操作
直流回路操作雖然安裝自動(dòng)保護(hù)裝置,但如果出現(xiàn)操作不當(dāng),就會(huì)出現(xiàn)較大的問(wèn)題,可以說(shuō),風(fēng)險(xiǎn)還是比較大的,那么就需要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行,避免出現(xiàn)不必要的麻煩,使保護(hù)失靈,妨礙變電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.2 倒閘操作
倒閘操作也是電力運(yùn)營(yíng)中非常重要的內(nèi)容,在操作中,需要認(rèn)真填寫(xiě)倒閘操作票,記錄好變電運(yùn)行時(shí)設(shè)備工作情況、檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。只有這樣,才能保證電網(wǎng)順利、安全的運(yùn)行。
2.3 變壓器操作
變壓器操作非常重要,小錯(cuò)誤則會(huì)釀成大問(wèn)題,這就需要值班人員增強(qiáng)責(zé)任心,在工作的時(shí)候,重點(diǎn)監(jiān)控好變壓器工作情況,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。如果空載變壓過(guò)大,就容易使電壓出現(xiàn)偏差,直接影響到絕緣受損情況。
3 500kV變電站運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)的控制對(duì)策
3.1 裝設(shè)接地線
有時(shí)供電中斷,如果出現(xiàn)了突然來(lái)電情況,對(duì)正在操作的人員則是致命的事故。要了解設(shè)備情況,有些設(shè)備雖然停止使用了,但還有一部分剩余靜電留存。要想有效解決這些問(wèn)題,就需要找到電荷釋放的方式,最理想直接的方法就是裝設(shè)接地線。
3.2 線路跳閘
線路跳閘也是經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題之一,一定要合理的判斷出跳閘原因,有些是誤跳閘,這時(shí)就需要對(duì)自動(dòng)保護(hù)裝置設(shè)備進(jìn)行檢測(cè),看是否出現(xiàn)了問(wèn)題。有些是因?yàn)榫€路故障引起的跳閘,這時(shí)就需要對(duì)CT斷線進(jìn)行檢測(cè),查看起因,通過(guò)對(duì)CT線路、三相拐臂、開(kāi)關(guān)等的檢測(cè),找到事故原因,解決故障問(wèn)題。有的設(shè)備是電磁開(kāi)關(guān),此時(shí)就需要查看電磁鐵的線圈,通電是否正常。彈簧機(jī)構(gòu)就要查看彈簧儲(chǔ)能狀態(tài),保證液壓機(jī)構(gòu)的壓力正常、接觸狀態(tài)良好。
3.3 做好交接班管理工作
值班人員的責(zé)任心也非常重要,一定要在交班前做好準(zhǔn)備,檢查記錄是否完整,充分整理好相差資料。移交時(shí),需要班長(zhǎng)對(duì)交接工作進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督、檢查。
3.4 安全器具管理
安全用具是運(yùn)維的工具,一定要做好保管與使用,存放環(huán)境要通風(fēng)、寬敞,便于取拿使用,對(duì)特殊用具要有明顯標(biāo)志,在緊急需要的時(shí)候,能夠找到,快速解決事故問(wèn)題。絕緣棒要垂直存放,驗(yàn)電筆放專(zhuān)用匣內(nèi),千萬(wàn)做好防潮、防損、防盜等工作。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述, 500kV變電站運(yùn)行狀況和管理水平的好壞,影響著電力系統(tǒng)整體運(yùn)行,只有不斷通過(guò)正確方法,找到變電運(yùn)維管理方式,才能有效降低運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn),保證電網(wǎng)安全高效。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)裝置 變電站 問(wèn)題
隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展,變電站中繼電保護(hù)裝置的功能也日趨完善,為社會(huì)用電的安全和穩(wěn)定奠定了基礎(chǔ)。然而在變電站繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的過(guò)程中,仍然存在一些問(wèn)題,導(dǎo)致故障的發(fā)生,對(duì)于人們的用電安全構(gòu)成一定的威脅。應(yīng)該重視變電站繼電保護(hù)裝置安全問(wèn)題,確保繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行,并找到相對(duì)應(yīng)的解決措施對(duì)潛在問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防。
1 變電站繼電保護(hù)裝置存在問(wèn)題
1.1 繼電保護(hù)裝置與一次設(shè)備的匹配不當(dāng)
變電站運(yùn)維檢修人員在進(jìn)行新舊設(shè)備的更替時(shí),容易出現(xiàn)繼電保護(hù)裝置與一次設(shè)備不匹配的問(wèn)題,在調(diào)試過(guò)程中顯示正常,但是真正運(yùn)行時(shí),斷路器跳閘電源電路器電阻過(guò)大,從而導(dǎo)致跳閘線圈上的分壓負(fù)荷隨之增大,當(dāng)接點(diǎn)位置返回時(shí),操作箱中的HWJ繼電器就會(huì)出現(xiàn)異常,并且無(wú)法正常運(yùn)行,當(dāng)繼電器處于一種臨界的狀態(tài)時(shí),就會(huì)導(dǎo)致繼電器抖動(dòng)而發(fā)出異常的聲音,并且會(huì)有“控制回路斷線”的提示,合位監(jiān)視繼電器與合位監(jiān)視燈發(fā)生串聯(lián),使繼電器和監(jiān)視燈兩段的電壓差明顯減小,影響變電站中設(shè)備的正常運(yùn)行。
1.2 變電站繼電保護(hù)裝置抗電磁干擾問(wèn)題
變電站繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)因?yàn)閮?nèi)部或外部的因素而受到電磁干擾。從內(nèi)部因素來(lái)說(shuō),繼電保護(hù)裝置內(nèi)部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝及元件布局等多個(gè)方面原因相互作用而導(dǎo)致的各種干擾問(wèn)題,例如,多點(diǎn)接地造成的干擾,電容與雜散電感的結(jié)合導(dǎo)致的不同信號(hào)感應(yīng),尖峰信號(hào)與寄生振蕩引起的干擾及長(zhǎng)距離傳輸導(dǎo)致的電磁波反射等,都會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置造成干擾。從外部因素而言,變電站繼電保護(hù)裝置周?chē)钠渌矬w及設(shè)備所發(fā)生的輻射會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)磁場(chǎng)或強(qiáng)電場(chǎng)的產(chǎn)生,例如雷擊、直流電源的中斷與恢復(fù)、隔離開(kāi)關(guān)的操作等原因都會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置造成電磁干擾。
1.3 繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過(guò)程狀態(tài)檢修問(wèn)題
繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中狀態(tài)檢修問(wèn)題應(yīng)該給予重視。繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)的檢修對(duì)電力的輸送具有非常重要的意義,既能提升電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性,使相關(guān)設(shè)備的使用壽命得以延長(zhǎng),并能將設(shè)備的使用性能進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí),繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)的檢修能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),有效提升設(shè)備的利用率。另外,還能提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性,特別是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)被應(yīng)用于繼電保護(hù)過(guò)程之后,可以對(duì)于繼電保護(hù)裝置進(jìn)行預(yù)知檢修,從而提高設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。如果繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)的檢修工作出現(xiàn)問(wèn)題,極不利于實(shí)現(xiàn)變電站的設(shè)備管理以及繼電保護(hù)。
2 針對(duì)所存在問(wèn)題相應(yīng)解決對(duì)策
2.1 采用電流型線圈斷路器的繼電器
繼電保護(hù)裝置與一次設(shè)備的匹配不當(dāng)導(dǎo)致HWJ繼電器不能做出可靠動(dòng)作,因此,解決該問(wèn)題應(yīng)從HWJ繼電器著手,先將斷路器的跳合閘線圈改為電流型,再在原來(lái)設(shè)備基礎(chǔ)上添加一對(duì)電流繼電器,并將設(shè)備連接到電流型繼電器上,并通過(guò)電流型繼電器來(lái)常開(kāi)接點(diǎn),驅(qū)動(dòng)電壓型線圈的斷路器,讓其能夠做出正常動(dòng)作。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),可先將控制電源切斷,避免插件受到傷害,然后再對(duì)繼電器動(dòng)作情況進(jìn)行觀察,并查看微機(jī)后臺(tái)信號(hào)指示,參照?qǐng)D紙將串聯(lián)的兩點(diǎn)找出,判斷控制回路是否出現(xiàn)問(wèn)題。再對(duì)異常進(jìn)行排查時(shí),運(yùn)維檢修人員可使用數(shù)字式萬(wàn)用表對(duì)于跳閘線路進(jìn)行測(cè)試,確認(rèn)是否有返回的負(fù)電壓存在,點(diǎn)位是否一致等,最后查閱設(shè)備圖紙并與生產(chǎn)廠家聯(lián)系,對(duì)故障原因進(jìn)行確認(rèn),再制定相關(guān)的補(bǔ)救措施,來(lái)處理設(shè)備故障。
2.2 變電站繼電保護(hù)裝置抗干擾措施
為避免變電站內(nèi)的繼電保護(hù)裝置受到電磁波的干擾,可采取一些抗干擾措施。變電站繼電保護(hù)裝置的抗干擾措施可以從以下3個(gè)方面來(lái)實(shí)施。
2.2.1 屏蔽電磁場(chǎng)
保護(hù)裝置本身應(yīng)可靠接地,并且采用柜式結(jié)構(gòu)微機(jī)保護(hù)屏及集成電路,達(dá)到屏蔽電磁場(chǎng)的效果。電磁場(chǎng)的屏蔽能夠防止內(nèi)部輻射電磁越出制定區(qū)域,并防止外來(lái)輻射對(duì)于設(shè)備本身造成干擾。
2.2.2 屏蔽控制室及繼電保護(hù)室
通過(guò)降低變電站內(nèi)的地電位差來(lái)減少二次回路及相關(guān)設(shè)備所受到的干擾,并采取相應(yīng)措施將干擾水平控制在可以接受的范圍。運(yùn)維檢修人員可將建筑物內(nèi)部的鋼筋等結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接使之全部聯(lián)通達(dá)到較好的屏蔽效果,并通過(guò)對(duì)于控制室裝置夾層實(shí)現(xiàn)控制室金屬屏蔽。
2.2.3 構(gòu)建變電站以及網(wǎng)控室的等電位面
將控制室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)及微機(jī)控制裝置構(gòu)建等電位面,有利于計(jì)算機(jī)的可靠通信。運(yùn)維檢修人員可將并聯(lián)接地導(dǎo)線置于電纜溝上層,使之形成并聯(lián)接地網(wǎng),與控制室地網(wǎng)進(jìn)行連接,從而起到屏蔽的作用。
2.3 加強(qiáng)對(duì)于變電站繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)的檢修
運(yùn)維檢修人員應(yīng)從多個(gè)方面對(duì)繼電保護(hù)裝置的檢修技術(shù)進(jìn)行改善和提高。首先,應(yīng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施在線監(jiān)測(cè),該監(jiān)測(cè)方式能夠在第一時(shí)間獲取設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀況,并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析,判斷相關(guān)設(shè)備潛在的問(wèn)題,并安排運(yùn)維檢修人員進(jìn)行及時(shí)檢修,從而保障設(shè)備能夠在較好的狀態(tài)下運(yùn)行,盡量避免故障發(fā)生。其次,應(yīng)加快信息傳遞的速度,保證繼電保護(hù)裝置能夠得到及時(shí)的檢修。在對(duì)設(shè)備監(jiān)測(cè)中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí),應(yīng)第一時(shí)間傳遞相關(guān)信息,確保信息的及時(shí)性。再次,運(yùn)維檢修人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析,并根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)做出判斷,并預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì),從而實(shí)施科學(xué)的處理辦法,對(duì)于設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)防。
3 結(jié)語(yǔ)
^電保護(hù)裝置對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定輸送起到非常關(guān)鍵的作用,因此,應(yīng)保證繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行,對(duì)于繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行研究和預(yù)測(cè),并找出相對(duì)應(yīng)的解決方案,避免設(shè)備故障發(fā)生,為社會(huì)提供安全、穩(wěn)定的電力資源。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 500kV智能變電站 互操作性 節(jié)能
一、智能化變電站發(fā)展概論及課題探求背景
變電站數(shù)字化的觀點(diǎn)中全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)是基于IEC61850要求。IEC61850要求的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于:第一,衡量的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化,IEC61850要求在MMS的基礎(chǔ)上去設(shè)立整套能夠與電力體系匹配的通信接口ACSI,與IEC61850需求相吻合的廠家,其產(chǎn)品可輕松達(dá)到互操作性。第二,簡(jiǎn)潔直觀,IEC61850中各個(gè)數(shù)據(jù)均附自帶名詞與類(lèi)別,避免了易引發(fā)數(shù)據(jù)類(lèi)型及型號(hào)的混淆的情況發(fā)生。同時(shí)借鑒了面向?qū)ο缶幊痰乃季S,是用戶可以簡(jiǎn)略直觀的讀懂裝置所通報(bào)的信息。第三,規(guī)約調(diào)試方便。IEC61850強(qiáng)調(diào)了一致性測(cè)試,可以使不同廠家的電氣設(shè)備都能與整個(gè)系統(tǒng)兼容。
傳統(tǒng)電網(wǎng)將信息化傳輸置于關(guān)鍵位置,而智能化電站及其電網(wǎng)所重視的是能夠達(dá)成信息采集的交互性,信息間的互換互用是智能電網(wǎng)所重視的,智能化操作同樣是智能電網(wǎng)所重視的核心。確切道來(lái),智能化電網(wǎng)的信息互用就是在采集信息交互共享的基礎(chǔ)上去完成的,以上所述是電力企業(yè)必成大信息平臺(tái)的基礎(chǔ),并且還將會(huì)在此基礎(chǔ)上去開(kāi)發(fā)智能電網(wǎng)所要求的不同效用。至此智能變電站是采用先進(jìn)技術(shù)、可依賴、環(huán)保性的智能化設(shè)備,以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息同享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求,主動(dòng)完成狀態(tài)監(jiān)測(cè)、測(cè)量、計(jì)量和保護(hù)等基礎(chǔ)性效能,同時(shí)還可依據(jù)電網(wǎng)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)、聯(lián)合互動(dòng)等高級(jí)效能性的變電站,在變電技術(shù)與智能電網(wǎng)計(jì)劃雙重推進(jìn)下,智能化變電站將會(huì)成為日后新建變電站的趨勢(shì)。
二、研究智能化變電站的意義
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)展開(kāi)了一系列科研與實(shí)踐,對(duì)將來(lái)電網(wǎng)的成長(zhǎng)模式進(jìn)行了積極的展望和努力摸索。智能電網(wǎng)的理念已漸漸形成,扶植智能電網(wǎng)在確保能源安全性、適應(yīng)氣候變化、增進(jìn)節(jié)能減排、促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)、提高服務(wù)水平都具備重大意義,是優(yōu)化能源布局、開(kāi)發(fā)利用潔凈能源的迫切需求,是促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的最優(yōu)選擇,是電力工業(yè)科學(xué)成長(zhǎng)的偉大實(shí)踐。
當(dāng)代,智能電網(wǎng)發(fā)展已上升到國(guó)家策略的高度上,因?yàn)樗亲鳛閲?guó)家電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。按照國(guó)家電網(wǎng)智能化計(jì)劃,主要從發(fā)電輸送電壓轉(zhuǎn)換適配電壓用電調(diào)劑,這六個(gè)關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。對(duì)變電這塊,智能電網(wǎng)計(jì)劃的方針一是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的全面收集和實(shí)時(shí)共享,支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制和智能調(diào)節(jié),二是實(shí)現(xiàn)變電裝置信息和保護(hù)與電力調(diào)節(jié)的全面互動(dòng),三是信息在站內(nèi)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化通信、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級(jí)操作互動(dòng)化。
智能變電站作為變電最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),更是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。變電站的現(xiàn)代化是維持智能電網(wǎng)不斷進(jìn)步的源泉,智能變電站的扶植標(biāo)準(zhǔn)與技能水平,是電網(wǎng)扶植規(guī)劃中的關(guān)鍵,兩者之間形成了一種相輔相成的緊密關(guān)系。對(duì)智能變電站計(jì)劃進(jìn)行系統(tǒng)研究,構(gòu)建技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的智能變電站有著重大意義。
三、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
(一)國(guó)外智能化變電站發(fā)展概況
國(guó)外實(shí)力較為雄厚的電力設(shè)備公司ABB、SIEMENS 等,已興辦了整套數(shù)字化變電站一次二次裝置,并最終獲得了成功的運(yùn)用。在 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的擬定過(guò)程當(dāng)中,進(jìn)行了各家裝置間的互操作實(shí)驗(yàn)并在樹(shù)模變電站獲得利用。外商已開(kāi)發(fā)適合IEC61850 需求的智能電子裝置,不僅有維護(hù)裝置,還結(jié)合器件尺度進(jìn)行裝配,如智能斷路器。1998~2000 年兩年間,ABB、ALSTON 和 SIEMENS 合作在德國(guó)試驗(yàn)了由 ABB 為主控站經(jīng)由過(guò)程層在以太網(wǎng)上實(shí)現(xiàn) IEC61850-8-1 來(lái)貫串 ABB、ALSTON 和 SIEMENS 的裝置。2000年后在加拿大,ABB 和 SIEMENS 實(shí)驗(yàn)了間隔層裝配的互操作試驗(yàn)。2002 年初,ABB 和 SIEMENS 在美國(guó)舉行了抽樣值傳送互操作試驗(yàn),同年的9月,此兩個(gè)公司又依次實(shí)行了跳閘和抽樣值互操作性試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)成果良好。2002~2004 年,ABB、ALSTON 和 SIEMENS 在德國(guó)柏林實(shí)行了間隔層裝備的互操作試驗(yàn),此次良好的試驗(yàn)成果有力驗(yàn)證了互操作性和簡(jiǎn)化工作難度的可行性。
(二)國(guó)內(nèi)智能化變電站的進(jìn)程
在我國(guó),信息、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷進(jìn)步,在這個(gè)潮流中電站智能化也在電網(wǎng)智能化領(lǐng)域獲得普遍應(yīng)用。北京在1954年完成第一個(gè)可遙控的全過(guò)程控制的變電站,截至50年代末,全球無(wú)人值班化的變電站已多達(dá)數(shù)十個(gè)。20世紀(jì)60年代,電子行業(yè)的飛速發(fā)展,很多國(guó)家都開(kāi)始基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控體系SCADA的研制,70年代基于微處理器工藝的微機(jī)型遠(yuǎn)動(dòng)裝置問(wèn)世。微機(jī)型遠(yuǎn)動(dòng)裝置在牢固性、性能與性價(jià)比層面中,相較傳統(tǒng)的配電裝置來(lái)說(shuō)具備非常大的優(yōu)勢(shì),是以其優(yōu)勢(shì)取得廣泛使用的。80年代中期我國(guó)那時(shí)從英國(guó)引進(jìn)了采取“問(wèn)答式”傳輸規(guī)約的遠(yuǎn)動(dòng)終端裝置和調(diào)度的自動(dòng)化,國(guó)內(nèi)各技術(shù)優(yōu)質(zhì)企業(yè)結(jié)合對(duì)這些裝置展開(kāi)技術(shù)引進(jìn)和消化,在此基礎(chǔ)上誕生了一系列的新產(chǎn)物,并達(dá)到那時(shí)國(guó)際中流技術(shù)程度,而且我國(guó)那時(shí)已開(kāi)始了微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的研究,成果的實(shí)用化程度也不斷的進(jìn)步。在微機(jī)型線路維護(hù)普遍利用的同時(shí),微機(jī)型的元件保護(hù)、微機(jī)型的故障錄波器等裝置也在電力系統(tǒng)中投入了應(yīng)用。這些微機(jī)型智能裝置的普遍應(yīng)用,是變電站綜合自動(dòng)化理論發(fā)展的一最基本的技術(shù)。到90年代中期外國(guó)的微機(jī)型裝置慢慢走向成熟,變電站內(nèi)的微機(jī)化保護(hù)和節(jié)能裝置的使用量也大幅度上升,數(shù)字化的變電站慢慢提到了日程上來(lái)。
到20世紀(jì)末,國(guó)家電網(wǎng)公司的頑強(qiáng)智能電網(wǎng)的提出,外加觀望智能變電站的成長(zhǎng)和扶植程序,到2020年,建成同一的智能電網(wǎng)。在國(guó)內(nèi)二次設(shè)備的廠家發(fā)展很快,一次廠家的技術(shù)水平落后于二次廠家,如斷路器通常是經(jīng)由二次廠家供給智能控制柜將一次廠家的設(shè)備接入過(guò)程層采集數(shù)據(jù)及各類(lèi)信息。如今工程上多采取智能控制柜現(xiàn)場(chǎng)安置方案,此后會(huì)有進(jìn)一步發(fā)展,智能控制柜會(huì)被安置在斷路器的匯控柜內(nèi)。針對(duì)智能變電站扶植的近況,國(guó)家電網(wǎng)各部門(mén)出了一系列工藝文件,如智能電網(wǎng)部的《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》《高壓裝備智能化導(dǎo)則》《變電站智能化革新規(guī)范》《智能變電站設(shè)計(jì)》等。國(guó)家電網(wǎng)公司將從各個(gè)方面,逐步推動(dòng)變電站數(shù)字化的過(guò)程。
(作者單位為國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司檢修公司鄂中運(yùn)維分部)
[作者簡(jiǎn)介:呂勤(1986―),女,湖北武漢人,助理工程師,主要研究方向:變電運(yùn)維。吳潁俐(1973―),女,湖北恩施人,工程師,主要研究方向:變電運(yùn)維。剛(1972―),男,湖北蔡甸人,助理工程師,主要研究方向:變電運(yùn)維。]
參考文獻(xiàn)
[1] 高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2008:1-5.
關(guān)鍵詞:35kV預(yù)制艙式變電站;云監(jiān)護(hù)平臺(tái);專(zhuān)家診斷;人工智能;故障預(yù)判;在線式核對(duì)充放電;IEC61850;技術(shù)改進(jìn);創(chuàng)新;應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)03-0169-02
1 概述
35kV預(yù)制艙式智能變電站典型設(shè)計(jì)由35kV預(yù)制艙、變壓器預(yù)制艙、10kV預(yù)制艙和綜合控制預(yù)制艙構(gòu)成,35kV線纜作為進(jìn)線,10kV線纜作為出線。35kV預(yù)制艙內(nèi)主要由35kV開(kāi)關(guān)柜構(gòu)成,柜內(nèi)集35kV萬(wàn)能斷路器、35kV萬(wàn)能隔離開(kāi)關(guān)、PT、CT、氧化鋅避雷器以及綜保裝置等設(shè)備于一體;主變壓艙體內(nèi)由智能變壓器和排熱裝置等裝置組成;10kV預(yù)制艙內(nèi)由無(wú)功補(bǔ)償裝置、10kV開(kāi)關(guān)柜以及直流屏等系統(tǒng)構(gòu)成;綜合控制預(yù)制艙由遠(yuǎn)動(dòng)、綜自、通信等構(gòu)成。
預(yù)制艙式智能變電站是在不降低穩(wěn)定運(yùn)行可靠性的條件下利用先進(jìn)技術(shù)將智能一、二次設(shè)備、配套設(shè)施與基建進(jìn)行智能化、小型化、緊湊化及經(jīng)濟(jì)化的有機(jī)一體設(shè)計(jì),預(yù)裝于幾個(gè)艙體內(nèi),它是傳統(tǒng)箱變的發(fā)展方向,同時(shí)也是傳統(tǒng)配網(wǎng)電站的改進(jìn)方向。箱式變電站主要集中在10kV及以下的配電網(wǎng),預(yù)制艙式智能變電站主要是35kV及以上電網(wǎng),與常規(guī)站比,具有投運(yùn)時(shí)間快、占地少、免維護(hù)程度高、外觀與環(huán)境協(xié)調(diào)、可深入負(fù)荷中心等特點(diǎn),但是就目前個(gè)別地區(qū)已研制投運(yùn)的預(yù)裝站來(lái)看都存在諸多的不足與技術(shù)提升空間,如:占地面積20%左右縮減效果不夠顯著;艙體空間小、擴(kuò)建時(shí)電氣距離等問(wèn)題導(dǎo)致增加設(shè)備時(shí)艙體需停電進(jìn)行;艙體正下方半地下電纜層配套的基礎(chǔ)設(shè)施投資增較大;艙體為全封閉無(wú)開(kāi)窗采光設(shè)計(jì)無(wú)論白晝或夜晚均需單獨(dú)照明;艙內(nèi)環(huán)境溫濕度控制耗能管理粗獷,輔助系配置不夠完善,尤其在運(yùn)維人員對(duì)電站的監(jiān)護(hù)工作方面的技術(shù)支撐有待進(jìn)一步提升。[1-2]
2 創(chuàng)新與應(yīng)用
2.1 預(yù)制艙式變電站綜合布線的改進(jìn)
取消常規(guī)預(yù)制艙式變電站艙體正下方2m高半地下電纜層與艙體底板人孔,取而代之在艙體兩邊外側(cè)設(shè)電纜溝,節(jié)省建筑投資同時(shí)避免運(yùn)行人員在半地下電纜層內(nèi)不易逃生的安全隱患;在艙體本體底座內(nèi)設(shè)200mm高電纜夾層,艙內(nèi)二次電纜在本體夾層內(nèi)敷設(shè),各柜體間聯(lián)絡(luò)電纜從柜底座電纜層進(jìn)入電纜溝;使艙體內(nèi)二次電纜可提前在工廠內(nèi)敷設(shè)完成,大大減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量,進(jìn)一步提升變電站建設(shè)效率。
2.2 光導(dǎo)照明系統(tǒng)應(yīng)用
預(yù)制艙體內(nèi)為滿足溫濕度、消防等環(huán)境要求,加上預(yù)制艙墻體結(jié)構(gòu)材料的特殊性及厚度較薄,在制造過(guò)程中制作工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)在艙體上開(kāi)窗,因此即使是白天,艙體內(nèi)也是一片漆黑,運(yùn)行人員進(jìn)入艙體時(shí),只能啟動(dòng)交流照明系統(tǒng)來(lái)解決艙內(nèi)照明問(wèn)題。對(duì)此不足提出了新的解決方案,采用新型光導(dǎo)照明技術(shù),系統(tǒng)主要由采光器件、導(dǎo)光柱、導(dǎo)光片、漫射器件等幾部分組成,系統(tǒng)直接利用太陽(yáng)光照,不同于太陽(yáng)能熱水器、光伏發(fā)電等光電-電光轉(zhuǎn)換再使用,只要是白天既可通過(guò)安置在預(yù)制艙艙頂?shù)墓鈱?dǎo)照明系統(tǒng)解決自然采光的問(wèn)題,艙外自然光導(dǎo)入艙體內(nèi)使艙體內(nèi)外一樣明亮。相較于常規(guī)照明系統(tǒng)O計(jì)更加節(jié)能環(huán)保,符合電網(wǎng)建設(shè)綠色發(fā)展方向,在預(yù)制艙式變電站中具有廣闊的推廣前景。
2.3 恒溫恒濕系統(tǒng)的應(yīng)用
預(yù)制艙式變電站艙體內(nèi)空間狹窄封閉,自然通風(fēng)降溫困難,常規(guī)的通風(fēng)降溫設(shè)計(jì)采用大功率風(fēng)機(jī)及大功率制冷空調(diào)實(shí)現(xiàn),無(wú)法智能精確控制運(yùn)行環(huán)境且耗能大。因此在預(yù)制艙內(nèi)設(shè)置智能新風(fēng)節(jié)能裝置及機(jī)房用精密空調(diào)進(jìn)行通風(fēng)降溫,新風(fēng)和空調(diào)構(gòu)成聯(lián)動(dòng)聯(lián)控系統(tǒng):當(dāng)艙體外溫、濕度滿足設(shè)定條件,同時(shí)艙內(nèi)溫、濕度達(dá)到新風(fēng)開(kāi)啟閾值時(shí),新風(fēng)裝置啟動(dòng)高效排熱操作;當(dāng)新風(fēng)排熱效率較低的時(shí)候即艙內(nèi)溫度持續(xù)上升并升至空調(diào)開(kāi)啟點(diǎn),則投入外部空調(diào)運(yùn)行,新風(fēng)裝置停止運(yùn)行。機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)在炎夏溫度較高時(shí)連續(xù)工作,根據(jù)設(shè)定的閾值,可以將艙體內(nèi)溫濕度控制在1℃上下浮動(dòng)以內(nèi),實(shí)現(xiàn)艙體內(nèi)恒定溫濕度,保證了所有電氣設(shè)備的工作環(huán)境正常。本動(dòng)力環(huán)境系統(tǒng)智能高效節(jié)能邏輯,一般可以節(jié)能25~80%。[3-4]
2.4 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)
為進(jìn)一步減少預(yù)制艙式智能變電站的接線施工量、降低整體成本及其占用面積,適當(dāng)引入無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。節(jié)點(diǎn)采用采用低功耗無(wú)線傳感器結(jié)合領(lǐng)先領(lǐng)先企業(yè)國(guó)電光宇自主研發(fā)的監(jiān)護(hù)云平臺(tái)系統(tǒng),借助云平臺(tái)超低功耗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,使無(wú)線傳感器平均工作電流降低到4.5mA超低功耗水平,根據(jù)變電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理要求,經(jīng)分析比較測(cè)算,可達(dá)到預(yù)期10年壽命的技術(shù)指標(biāo)。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式為無(wú)線,信號(hào)在傳輸方面存在不穩(wěn)定性,傳輸質(zhì)量比光纖傳輸要差很多,同時(shí)由于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)在時(shí)延方面包括空間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延、編解碼以及modem的時(shí)延,同等傳輸距離下要比網(wǎng)線或光纖傳輸時(shí)間長(zhǎng),因此用于保護(hù)方面的測(cè)量控制量目前不適于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方式傳輸,但是在智能變電站輔助監(jiān)控系統(tǒng)方面,絕大多數(shù)設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)都可以放在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)上完成傳輸。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及應(yīng)用數(shù)據(jù)可以直接建立在該協(xié)議之上,不增加網(wǎng)絡(luò)傳輸層,這樣可以減少控制的環(huán)節(jié)、增大數(shù)據(jù)吞吐量減少無(wú)線傳輸時(shí)延。35kV預(yù)制艙式智能變電站艙體的長(zhǎng)度一般不大于20m,對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)該通信距離很短,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)不需太復(fù)雜,一般兩層即可,無(wú)需進(jìn)行無(wú)線路由的中繼,第一層只設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),即中心節(jié)點(diǎn),完成網(wǎng)絡(luò)的建立、維護(hù)以及與遠(yuǎn)方通信管理機(jī)的通信,第二層設(shè)有多個(gè)終端單元,每個(gè)終端單元完成一個(gè)或多個(gè)傳感數(shù)據(jù)的采集與傳輸。協(xié)議數(shù)據(jù)采用2.4GHz免許可頻段作為無(wú)線通信信道。中心單元布置在綜控艙內(nèi),終端單元緊靠需要采集數(shù)據(jù)信息的設(shè)備布置。[5-7]
2.5 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系在預(yù)制艙式變電站全面應(yīng)用
預(yù)制式35KV智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)依照變電站無(wú)人值守要求設(shè)計(jì),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通信標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一采用變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)IEC61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),與站內(nèi)綜保系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃建模、統(tǒng)一組網(wǎng)、數(shù)據(jù)高度復(fù)用,實(shí)現(xiàn)站控層、間隔層和過(guò)程層三層兩網(wǎng)設(shè)備互操作。變電站內(nèi)數(shù)據(jù)具有共享和唯一性,保護(hù)動(dòng)作信息、遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)不重復(fù)采集。實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站可靠、完善、合理的檢測(cè)控制、四遙信號(hào)的遠(yuǎn)動(dòng)和SNTP GPS對(duì)時(shí)能力以及與遠(yuǎn)方調(diào)度中心信息交換的能力。[8]
2.6 智能自動(dòng)巡檢系統(tǒng)
根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司變電站管理規(guī)定》、《無(wú)人值守電站管理規(guī)范(試行)》的意見(jiàn)和要求,各網(wǎng)省公司制定了運(yùn)維站巡視管理規(guī)定,但無(wú)人值班站人工巡檢及時(shí)性、可靠性差,巡視與記錄效率低下,部分地區(qū)試投放機(jī)器人巡檢,但運(yùn)用在露天作業(yè)實(shí)際運(yùn)行效果并不理想,出錯(cuò)概率大,技術(shù)不夠成熟。針對(duì)預(yù)制艙式變電站,提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的就地自動(dòng)智能巡檢系統(tǒng),該系統(tǒng)對(duì)多種類(lèi)型的信息進(jìn)行廣泛、深入融合,通過(guò)電子圍欄、墻體震動(dòng)傳感器、視頻監(jiān)控信息的感知與融合,實(shí)現(xiàn)高可信的無(wú)虛警、無(wú)漏警安防報(bào)警;通過(guò)感知與融合視頻監(jiān)控信息、紅外熱成像信息和煙感信息,實(shí)現(xiàn)高可信的消防報(bào)警;通過(guò)感知與融合比對(duì)同一設(shè)備不同相位、同類(lèi)設(shè)備之間的溫度差異,以及環(huán)境溫濕度信息,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速的設(shè)備故障告警;通過(guò)感知與融合水浸、水位、環(huán)境溫濕度和視頻監(jiān)控信息,實(shí)現(xiàn)高可信的變電站環(huán)境狀態(tài)告警。
2.7 基于專(zhuān)家診斷和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)判算法的無(wú)線監(jiān)護(hù)單元系統(tǒng)
該系統(tǒng)將常規(guī)變電站各自獨(dú)立的輔助生產(chǎn)系統(tǒng),通過(guò)IEC61850通信規(guī)約轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合智能化管理平臺(tái),與設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一起構(gòu)成了變電站智能巡檢系統(tǒng),具有自由擴(kuò)展性,可以自由覆蓋任意廠家的任意類(lèi)型智能設(shè)備,可免去人工或機(jī)器人的常規(guī)巡檢任務(wù),遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心可利用云監(jiān)護(hù)平臺(tái)實(shí)時(shí)掌控站內(nèi)設(shè)備和輔助系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),彌補(bǔ)了現(xiàn)有綜自系統(tǒng)與動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)功能覆蓋的不足和對(duì)一線運(yùn)維人員需求的針對(duì)性不強(qiáng)等問(wèn)題。同時(shí)該系統(tǒng)具備專(zhuān)家診斷人工智能算法,能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)做深入學(xué)習(xí)與診斷,做到系統(tǒng)運(yùn)行狀況的預(yù)判,并會(huì)自動(dòng)把定位的異常點(diǎn)以短信等方式發(fā)送給相關(guān)運(yùn)維及管理人員移動(dòng)終端上。這是在目前以狀態(tài)檢修為主的運(yùn)維模式下的一次質(zhì)的提升。
2.8 蓄電池組在線核對(duì)充放電單元系統(tǒng)
目前無(wú)論是常規(guī)變電站還自動(dòng)化變電站亦或是無(wú)人值守智能預(yù)制艙式變電站目前都未解決的一個(gè)問(wèn)題就是蓄電池組的日常自動(dòng)維護(hù),雖然蓄電池普遍采用的是免維護(hù)型,但這里的免維護(hù)并不是指的完全意義上的不維護(hù),國(guó)網(wǎng)最新相關(guān)規(guī)定:新安裝的閥控式蓄電池組在驗(yàn)收時(shí)應(yīng)進(jìn)行核對(duì)性放電,以后每?jī)赡赀M(jìn)行一次核對(duì)性放電,運(yùn)行了四年以后的閥控式蓄電池組,應(yīng)每年進(jìn)行一次核對(duì)性放電。但是該政策的執(zhí)行也存在著很大的難度,如:(1)蓄電池組核對(duì)性充放電試驗(yàn)耗費(fèi)大量人力資源,現(xiàn)在普遍采用人工操作,運(yùn)維成本較大。(2)蓄電池內(nèi)阻及運(yùn)行工況不能實(shí)時(shí)監(jiān)控?fù)挝?,日常巡檢中缺乏有效檢測(cè)手段,易造成直流電源故障。(3)根據(jù)DL/T724-2000及大部分地方政策均規(guī)定,對(duì)于只有一組蓄電池組的變電站,不能退出運(yùn)行,也不能做全核對(duì)性放電,只能用I10恒流放出額定容量的50%,但規(guī)程并沒(méi)有對(duì)50%容量測(cè)試的操作作出具體說(shuō)明。導(dǎo)致大部分放電操作人員要么大量接線外加一組蓄電池放電,要么按0.1C10電流放5小時(shí)。對(duì)此一些電源企業(yè)研制了具備內(nèi)阻測(cè)的全在線自動(dòng)核對(duì)充放電系統(tǒng),該系統(tǒng)摒棄了常規(guī)人工利用離線放電儀經(jīng)放電電阻以熱能的方式將能量泄放到周?chē)h(huán)境中做法,而是采用有源逆技術(shù),放電過(guò)程中電池組不脫離系統(tǒng)同時(shí)泄放的能量回饋給電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的同時(shí)避免了散發(fā)熱量影響到周?chē)O(shè)備的正常運(yùn)行。目前該技術(shù)較為成熟領(lǐng)先的企業(yè)國(guó)電光宇已將該系統(tǒng)投用到塔拉等750kV超高壓級(jí)電站,同時(shí)該技術(shù)也獲得了開(kāi)普實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證、國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的證書(shū)以及北京市科委高新成果轉(zhuǎn)化上榜產(chǎn)品并且該技術(shù)已在除電站之外的通信基站、服務(wù)器機(jī)房等領(lǐng)域也進(jìn)入快速推廣應(yīng)用階段。[9-10]
3 結(jié)語(yǔ)
以上綜述了預(yù)制艙式變電站現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案現(xiàn)狀,以及提供了在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)與新技術(shù)應(yīng)用提升預(yù)制艙式變電站智能化水平的思路,除此之外,從互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源的角度出發(fā),還有很多的創(chuàng)新點(diǎn)可以去思考,大量新技術(shù)的應(yīng)用必將推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)向著更加智慧、高效、綠色方向邁進(jìn)。
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關(guān)鍵詞:數(shù)字化變電站;電子式互感器;IEC61850
中圖分類(lèi)號(hào):TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2013) 14-0000-02
一、引言
在我國(guó),變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展已經(jīng)走向成熟,變電站自動(dòng)化技術(shù)的廣泛采用提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平,增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度能力,降低了變電站建設(shè)的總造價(jià),這些都已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。電子式互感器、智能化一次設(shè)備及其在線狀態(tài)檢測(cè)、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日臻成熟,以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,為全數(shù)字化的變電站技術(shù)提供了新的契機(jī)。
數(shù)字化變電站是利用數(shù)字化技術(shù)使變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程全部數(shù)字化,其基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化、運(yùn)行管理自動(dòng)化等。
數(shù)字化變電站建設(shè)的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)能滿足上述特征的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng),并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的智能設(shè)備。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)包括變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的總體要求、功能建模、數(shù)據(jù)建模、通信協(xié)議、項(xiàng)目管理和一致性檢測(cè)等一系列標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化變電站可按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的變電站。
二、數(shù)字化變電站的設(shè)備特點(diǎn)
數(shù)字化變電站的主要一次設(shè)備和二次設(shè)備都應(yīng)為智能設(shè)備,這是變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的基礎(chǔ)。智能設(shè)備具備可與其他設(shè)備交互參數(shù)、狀態(tài)和控制命令等信息的通信接口。如果確需使用傳統(tǒng)非智能設(shè)備,應(yīng)通過(guò)配置智能終端將其改造為智能設(shè)備。設(shè)備間信息傳輸?shù)姆绞綖榫W(wǎng)絡(luò)通信或串行通信,取代傳統(tǒng)的控制電纜、CT電纜和 PT電纜等硬接線。
電子式互感器的應(yīng)用是數(shù)字化變電站發(fā)展的核心與基礎(chǔ),任何形式的數(shù)字化變電站都離不開(kāi)互感器的數(shù)字化。江西南昌董家窯220kV變電站作為華中電網(wǎng)首個(gè)數(shù)字化變電站,率先在110KV系統(tǒng)采用電子式互感器及相關(guān)二次設(shè)備。
(一)IEC61850協(xié)議
IEC61850是關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的完整的標(biāo)準(zhǔn)體系,提出了信息分層,系統(tǒng)的配置、管理、面向?qū)ο蠼M唤?、采用映射的方法?shí)現(xiàn)通信,符合采用網(wǎng)絡(luò)通信傳輸實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信系統(tǒng)的要求。為不同系統(tǒng)、不同設(shè)備之間的無(wú)縫聯(lián)接提供了統(tǒng)一平臺(tái)。IEC61850是智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850是至今為止最為完善的變電站自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn),它適應(yīng)了變電站應(yīng)用功能的分布式實(shí)現(xiàn)和組合式實(shí)現(xiàn),為變電站一體化提供了統(tǒng)一平臺(tái)。變電站內(nèi)采用IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)符合當(dāng)今變電站自動(dòng)化發(fā)展的方向,對(duì)整體提高變電站技術(shù)水平具有重大意義。
(二)智能開(kāi)關(guān)的應(yīng)用
理想的智能開(kāi)關(guān)是指在斷路器內(nèi)嵌電壓、電流變換器及其光電測(cè)量系統(tǒng) ,由微機(jī)控制的二次系統(tǒng)、IED設(shè)備和相應(yīng)智能軟件實(shí)現(xiàn)集成開(kāi)關(guān)系統(tǒng)智能性的開(kāi)關(guān)設(shè)備。但由于智能開(kāi)關(guān)等一次智能化設(shè)備的開(kāi)發(fā)周期以及造價(jià)等原因,目前最佳的解決方案依舊是采用智能終端+傳統(tǒng)一次設(shè)備的方式。從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)應(yīng)該智能終端稱之為智能操作箱即將原有的操作回路下放至端子箱再配以智能化系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的數(shù)字化。實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)的“自我描述”“自我檢測(cè)”機(jī)制。
(三)電子式互感器的應(yīng)用
電子式互感器分為光學(xué)電子式互感器和混合電子式互感器(或電學(xué)電子式互感器)。
光學(xué)電子式互感器(即無(wú)源式電子互感器)的電流測(cè)量原理包括Faraday效應(yīng)、磁致伸縮效應(yīng)、Kerr效應(yīng)和逆壓磁效應(yīng)等,電壓測(cè)量原理包括Pockels效應(yīng)、Kerr效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)等。其中利用Faraday效應(yīng)測(cè)量電流和Pockels效應(yīng)測(cè)量電壓的方法最直接,精度高。
混合電子式互感器(也稱為有源式電子互感器)的電流測(cè)量原理包括羅氏線圈和LPCT,電壓測(cè)量原理包括容式分壓、感式分壓等。董家窯220kV變電站采用的是有源式GIS結(jié)構(gòu)的電子互感器。
以下為電子式互感器與常規(guī)互感器的差異:
(四)計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用
數(shù)字化變電站由于采用了電子式互感器,從而使得傳統(tǒng)的計(jì)量系統(tǒng)(電度表)已無(wú)法使用,在現(xiàn)階段已開(kāi)發(fā)出能夠接IEC61850協(xié)議過(guò)程層接口的電度表從而滿足了數(shù)字化變電站對(duì)于計(jì)量系統(tǒng)的需求。數(shù)字式電度表DTSD/DSSD1056已獲得了質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的計(jì)量許可證,DTSD/DSSD1056三相電子式多功能電能表在接收到光纖以太網(wǎng)傳送的數(shù)字化電流電壓信號(hào)后,實(shí)時(shí)運(yùn)算和處理CPU系統(tǒng)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理光電式電能表的電量輸入采用了數(shù)字輸入接口模式。數(shù)字輸入接口嚴(yán)格遵循了當(dāng)前國(guó)際流行的IEC61850標(biāo)準(zhǔn),數(shù)字輸入接口在物理和鏈路層上采用了IEC61850推薦的高速光纖以太網(wǎng)。
數(shù)字化計(jì)量系統(tǒng)與傳統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)的對(duì)照如下圖所示。
三、結(jié)語(yǔ)
數(shù)字化變電站的研究已從實(shí)驗(yàn)室階段進(jìn)入實(shí)際工程應(yīng)用階段,實(shí)用的全數(shù)字化變電站已有一些先例。目前,數(shù)字化變電站所需的大部分設(shè)備,可基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。國(guó)家電網(wǎng)公司及各省市電力公司始終跟蹤數(shù)字化變電站的最新發(fā)展,并做了大量實(shí)際工作,繼2003年數(shù)字化間隔掛網(wǎng)試運(yùn)行后,陸續(xù)有220KV安徽銅陵周莊變、220KV青島午山變、220KV河北保定安新變、220KV哈爾濱延壽變等數(shù)字化變電站成功投運(yùn)。還有部分省市電力公司按 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的500kV試點(diǎn)變電站正在調(diào)研中,并準(zhǔn)備在近期內(nèi)建設(shè)。數(shù)字化變電站將是我國(guó)變電站技術(shù)的發(fā)展方向。
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