浅淡数字化变电站的运行要点

赵军

（国网山东省电力公司冠县供电公司，山东 聊城 252500）

电力系统已成为支撑我国社会经济发展所必不可少的系统工程，尤其是电力系统中的变电站部分，其作为运行和输送电能进入千家万户的重要设备，承担着转换、集中和分配电能电压和电流的重要功能，更是连接发电厂与用户之间的纽带。特别是随着电力系统数字化和智能化水平的不断提高，使变电站具备数字化特征已成为电力系统发展的大趋势，需要得到有关电力企业和部门的高度重视。

1 数字化变电站的运行特点

数字化变电站主要是通过将变电系统的一次和二次设备作为数字化对象来使其具备更多的智能化因素。主要体现在：（1）一次设备智能化。数字化变电站在对一次设备智能化的应用上，主要通过光纤信号，利用以微处理或光电技术为基础所建立的智能断路器及变压器来完成对有关信息和数据的收集、测量、转换和传输，其能够充分降低电缆的使用数量，并以此方式来有效减少变电站的建设成本，其主要包括两种类型：①一次设备数字化变电站是利用光学互感设备来检测通过的电压和电流来得到应用。②一次设点数字化变电站则是利用智能断路设备采用数字化接口的方式来得到应用，其具备良好的故障自动检测和检修优势。（2）二次设备网络化，数字化变电站在对二次设备网络化的应用上，主要通过对继电保护设备、测控设备和无功电压控制设备，采用微处理模式来实现相互之间的三维数据信息传输。

数字化变电站能够充分减少变电站中自动化设备的数量，以此为基础，其可以充分增强自身的运行效率，而且其操作的便捷性也因此而得到了较大幅度的提升。在实际运行的过程中，数字化变电站通常被设计为110kV和220kV的运行方式，其中110kV变电站主要被用于小规模、近距离的电能输送线路中，而220kV变电站则通常被用于大规模、远距离的电能输送线路中，其结构如图1所示。

图1 数字化变电站结构图

2 数字化变电站的运行操作

2.1 光电互感器的应用

在数字化变电站的运行操作中，利用光电互感器能够有效弥补其以往所存在的缺陷，这主要体现在以下几方面：（1）光电互感器所具备的线圈有着传递大电流的功能，其有着无磁饱和、响应频率范围广、状态性能好且精度高的优势，变电站的保护性能检验也将因此而得以实现。在光电互感器的影响下，数字化变电站的测量精度达到0.1级，这使其可以有效解决以往电压器在运行过程中所出现的铁磁谐振缺陷。在光电互感设备中的头部传感部件中，拥有一个与被测量电压等电位的变电站电流电压数据信息采集器，其通过光纤设备与合并器事先的相互连接，在运行过程中能够实现良好的抗干扰性能，可以确保其所得出的数据信息具备很高的可靠性和科学性。（2）光电互感器内部采用光纤连接的方式，其绝缘结构相对简单，尤其是其所利用绝缘脂来替代SF6或绝缘油等传统的绝缘材料，使得互感器具备更加稳定的性能，并有效避免了绝缘油和SF6对周边环境所带来的影响，这使其安全性有了很大提升，能够有效避免传统互感器因使用绝缘油而可能引起的起火或爆炸等事故，及以往所存在的二次开路、二次短路等引起的设备安全问题。在数字化变电站中应用光电互感器，还能使其对故障具备良好的自我检查修理功能，特别是在变电站出现通讯等故障时，其所携带的保护设备将通过接收不到正确校验码，来准确的判断出异常的发生和所在，并进行自我检修。

2.2 智能单元的应用

除了光电互感器的应用之外，数字化变电站还具备了智能单元的应用操作技术，其主要应用特点如下：（1）智能单元部件主要被用于对变电站中数据的交换和传输，其在利用过程中能够实现对变电站自身和电流电压互感器的联合应用，使变电站中的一次设备和二次设备达成连接。同时智能单元在对高压开关的应用上，可以通过XA701-N设备来对可能因保护、手动等问题而出现的一些合跳闸信息进行控制采集，并通过光纤网络的方式，将所采集到的数据信息传递给XA701-W设备，以由其通过分合开关的方式来完成信息处理。而对于在此过程中可能出现的问题，XA701-W设备会采集所发现的问题信息，并上传至XA701-N设备，该设备会采用接点方式将所获的信息全部传送给相应的测控设备，并由其来向更高级的设备来传递警告信息。（2）此外，智能单元有时还会被应用在低压开关柜中，在这一过程中，其主要的工作方式是通过对低压开关柜中电流量、电压量、开光位置、刀闸位置、遥控和闭锁信息等进行采集和传输，一般情况下，智能单元主要被应用在低压开关侧的35kV和10kV的主变电线路，在此过程中，智能单元会将这些信息进行采集后传输给相应的后备主变保护、自投备用保护和电度表，在实际运用过程中，其还能通过与户内高压智能光纤联系的方式来达到对变电站运行过程的智能控制。

2.3 合并器的应用

在数字化变电站的运行过程中，其所具备的合并器可以实现对变电站中数字信号或模拟信号的接收采集和合并处理，在这一过程完成后，合并器还能通过光信号的方式将处理后的信号传输给二次设备，从而实现对变电站互感器和二次设备之间的连接和数据传输，其具备以下功能：（1）合并器可以接收和处理超过9路信息数据传递的采集器，而其拥有的A/D采样功能将实现对18路模拟信号的采用输出。（2）同时，数字化变电站在合并器的作用下，还能利用采集器的电源状态和同步信号，并在接收合并后以IEEE802.3中的100BASE-FX、10BASE-FL方式来完成有关数据信号的采集和传输工作，在此过程中，合并器还可以利用其自身所具备的CPU功能来接受同步信号，并实现对变电站保护设备的安装、测控和扩展保护。（3）在利用合并器对数字化变电站的运行处理过程中，其能够有效解决变电站中不同设备的同步问题，保证其运行达到平稳，并实现以网络的方式来达到对变电站中数据的采集和分析，从而为以后所开展的自动控制装置网络化打下坚实的基础。在此情况下，变电站因设备事故可能会引发的退出次数和时间将大大减少，这可以有效提升其使用效率，以此来避免以往变电站在信号处理或传输上可能产生的信号附加误差，从而有效保证变电站中保护、计量和测量设备所得出的数据精度值，整个变电站的工作运行效率也将因此实现大幅度提升。

2.4 过程层的应用

在数字化变电站应用的过程中，过程层能够使其中的一次设备和二次设备相结合，其主要应用方式包括：（1）在对电力运行的实时电气量检测上，数字化变电站能够通过电流、电压、相位及谱波分量的检测方式来测量出电气量，其可以通过不同于常规的电磁式电流互感器，直接经过采集变电站中电压和数字量来实现变电站运行数据的采集，这可以使其有效抵抗在这一过程中可能会出现的干扰因素，并以良好的绝缘性和抗饱和性来实现开关装置的紧凑化和小型化。在对变电站运行参数的在线检测和统计上，数字化变电站要利用变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器和直流电源系统等7种设备，对变电站在运行过程中其内部的温度、压力、密度、绝缘性和工作状态方面的数据进行检测监督。（2）在对数字化变电站过程层的操作控制执行与驱动中，过程层需要依照所发出的指令来操作，显出了较强的被动性。同时，过程层在执行操作命令时，也会智能的对命令的真伪程度及合理性做出判断，这可以使其对需要做出动作的精确度实现良好的控制，以此来确保变电站中各设备能够在选定的参数范围内做出操作动作。同时，与过程层相连接的间隔层在实际应用时，可以对当前变电站的实时运行数据进行汇总并传输到变电站层中去，其能够有效保证变电站在网络通信上的可靠性，使当前的数据能够真实反映出变电站在运行过程中的实时变化情况。

3 结语

综上所述，本文集中研究了数字化变电站的运行要点和应用技术。通过研究发现，本文所列举的操作技术可以使数字化变电站在运行过程中，实现有效保证变电站在网络通信上的可靠性，使当前数据能够真实反映出变电站在运行过程中的实时变化情况，从而使整个变电站的工作运行效率得到大幅度提升。希望本文的研究可以帮助更多的变电站实现数字化，以此来促进其自身获得更长远的发展和进步。