变电站智能化建设和改造

张志坤

（哈尔滨供电公司，黑龙江 哈尔滨150010）

变电站是电力网络的重要节点，是电网的重要组成部分，它具有变压器、断路器等重要设备，连接线路并输送电能。同时，变电站向电网提供必要的信息（电流、电压、设备状态等），变电站直接控制着整个电网的安全运行。随着电网的发展，电网规模越来越大，变电站数量越来越多，其信息不全面、不可靠、模型不标准将大大加大运维的工作量。对整个电网的调控极为不利。

随着社会的发展，人们对电网的安全经济运行和电能质量的要求也越来越高，随着科技的进步，电网采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备也越来越多，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站将成为外来的主流。智能化变电站将逐步代替老式变电站成为智能电网的重要组成部分。

现阶段哈尔滨供电公司智能变电站的建设和改造主要包括智能高压设备改造和变电站统一信息平台建设两部分。在设备改造方面主要是电子式互感器的更换。电子式互感器主要分为：有源电子式互感器和无源电子式互感器。哈地区管辖的变电站主要应用有源式电子互感器，即传感头需用电源供能的电子电路。

表1 电子式互感器的优点

有源式电子互感器利用电磁感应原理感应被测信号。CT 采用空心线圈（RC）和低功率线圈（LPCT），空心线圈传感保护用电流，LPCT传感测量和计量用电流。电子式互感器采用互感器上的小线圈和光功能两种方式进行能源供给：采用互感器上的小线圈进行功能；当线路一次电流小于一定值（50A）时，采用光供能。智能变电站设有光功能屏，将变电站内直流电源转换成激光，通过光纤输送至互感器，供给传感头能量。通过电子式互感器，将采集到的电流量和电压量转化成数字信号，送至合并单元柜及智能单元，在将数字化的电流、电压信号进行同步后，通过光纤分别送至保护、测量和计量装置。哈地区变电站全站采用站域化保护，全站所有的保护（包括线路、主变等保护）分别集中于站域化保护A/B 屏，站域化保护动作及远方下达跳合闸命令，通过光纤下行至智能单元中的操作模块，通过跳合闸压板动作跳闸，实现了保护的站域化，全站保护全部集中在站域化保护A/B 屏两块屏上。

变电站统一信息平台建设均采用IEC 61850，信息平台上高级应用的基础-基于IEC61850 的统一信息建模，统一命名规范、统一检索机制、完全自描述实现模块间或者系统间信息的无缝交互，基于智能调度、SG-ERP 等系统的特点和现实状况，利用先进的模型映射技术，实现信息的无损转换。基本实现了可视化的全景网络状态监视、VLAN虚拟子网状态监视、可视化全景数据展示、运行监视可视化、程序操作可视化、智能告警可视化、事故分析与展示可视化、状态监视与分析可视化。

图1

智能化变电站与常规变电站相比，改造后的智能变电站，充分体现出坚强自愈、集成优化、自动控制、协同互动，低维高效、清洁环保的智能化特性。占地和建筑面积、二次电缆数量、设备组屏等大幅度减少，运行维护成本有效降低。哈地区变电站改造后取消了95%以上的二次电缆和接线端子，减少了的设备组屏，极大地精简了二次回路。减少了变电站占地面积和室内建筑面，使变电站更加小型紧凑；智能化改造后的变电站，功能上实现了二次设备组件化，数据传输标准化、信息交互一体化，系统结构简明化、功能应用互动化，设备状态可视化，大大提高工作效率。为将来哈地区智能电网的发展打下了坚实的基础。