摘要：变电站智能化改造能够有效提高变电站的管理效率，实现输变电网络的智能化，提高了电网运行的可靠性和稳定性。智能变电站的使用周期比较长，集成水平比较高，资金投入也比较小，而且调试的时间比较短，减少了后期维护的费用等。330kV变电站作为电网系统主要的节点，通过智能化改造，避免了传统变电站所带来的弊端，它提高了信息传输和处理的效率，能够实现对变电站的实时检测和控制等，以及实现无人作业等优点。变电站的智能化改造符合现代电网的发展需要，本文将结合具体的工程，对330kV变电站智能化改造进行研究。
关键词：330kV变电站；智能化；改造
中图分类号：F124 文章标识码：A 文章编号：1672-2310（2015）11-002-02
智能变电站能够实现对变电站数据的动态监控和更新，能够实现数据的共享，通信质量比较高等，最终提高了设备调控的效率，符合现代电网运行的需求。智能变电站的出现提高了变电站的运行水平，能够实现智能化管理和操作，减少了变电站运行和维护的成本。特别是随着电网电压等级的不断提高，传统变电站已经难以满足现代电网的发展要求。智能电网应用了大量的集成化程度比较高的智能设备，增强了设备运行和电网调度的能力，具有比较好的经济效益和社会效益，成为了变电站发展的趋势和主流，因此有必要对330kV变电站进行智能化改造。
一、智能变电站简介
1.变电站系统的特点分析
变电站系统应用了开放式的分层分布式系统，能够满足无人值班的要求。变电站系统应用了通用的通讯标准，能够满足变电站内部信息的采集、传输和共享等。智能变电站在物理结构上采用了过程层、间隔层以及站控层等三层设备，并且通过三层设备与过程层网络和站级网络进行信息交换和共享。继电保护装置是变电站中进行保护、测控的一体化设施，具有故障测距和记录的功能，能够同步接收到系统中所发出的信号，以及与后台监控系统进行通讯等。继电保护设备还具有通讯管理的功能，能够实现与监控系统的信息交换。在330kV变电站智能化改造的过程中，配置了故障记录波和网络记录分析设备，能够实现对暂态录波分析和网络报文的分析，而且将分析的结果用报文的方式传递给系统的平台上。网络报文分析记录分析设备能够满足站内网络通讯报文的记录和分析要求，而且不会对网络通讯产生不良的影响。智能变电站还采用了交直流一体化系统，系统由变交流电源、直流电源等电源所组成，并且全站共用蓄电池组。在智能变电站改造的过程中，为了满足智能变电站顺序控制等高级应用的需要，在变电站中采用了硬压板和软压板，其中必要的检修压板和保护跳闸总出口压板应用了硬压板，其它的功能压板等应用了软压板。
2.智能变电站的自动化系统
传统的变电站设备老化现象严重，自动化水平比较低，而且电网的可靠性比较差，影响了供电的需要。智能变电站自动化系统满足DL/T860标准，主要由站控层、间隔层、过程层等三部分组成。其中站控层主要由主机站、远动通讯设备等设备所组成，能够提供人机交互的界面，实现对间隔层的管理等，从而形成全站的管理核心。间隔层主要由测控、计量、网络记录等子系统组成，具有独立就地监控的能力。过程层主要由互感器、合并单元智能终端等设备所组成，能够完成和一次设备相关的功能，实现对设备运行状态的检测和命令的执行等。系统采用了时间同步系统，330kV变电站应用了一套同步时钟系统，能够支持北斗系统，满足设备对时的要求。过程层设备在同步时，采取了点对点的方式，并且采样的同步误差在1秒之内。此外系统中还应用了智能辅助控制系统，包含了火灾监控系统、环境监控系统以及安全防护等子系统，能够有效保证设备的安全有效运行。环境监控系统能够对变电站设备运行的情况以及环境情况等通过远程图像和视频的形式显示，能够实现与灯光控制、空调控制等进行联动，与火灾报警、图像监控等系统结合起来，实现对相关设备的远程控制，对于确保设备良好的运行环境具有重要的帮助。火灾监控系统，能够对变电站的火警进行检测和预警，例如对环境温度的变化进行检测，及时发现其中的隐患点等。辅助控制系统将检测到的信号进行分析处理之后，将结果发给主站系统，便于及时调控管理等。
3.变电站智能化技术的发展
在变电站智能化改造的过程中，应用了一系列新的技术和设备。智能高压设备主要由高压设备和智能设备做组成，变电站的智能改造就是实现智能设备的配置和集成。智能设备能够实现系统的功能一体化、测量信号的数字化、控制的网络化和互动的信息化等，能够满足现代变电站测量、控制、保护等功能的需要。高压设备智能组件由一系列的设备所组成，如智能单元组件具有通信的功能，能够满足相关信息的采集和控制等。一些智能组件还能够实现高压设备的可视化，能够满足一般信号的采集，还能够进行局部放电等电气信号的采集和传递。电子式互感器的绝缘功能比较简单，当电压等级比较高时，其性价比也比较突出，因此在330kV电压等级中可以优先使用。在线路间隔等过程中，一般采用电流电压组合电子式互感器，母联间隔中一般选择医院电子式电流互感器。此外智能变电站还具有一系列比较高级的功能，例如能够实现顺序控制，实现对相关作业流程的自动确认等，提高了系统的运行效率。系统能够对变电站的运行状态进行实时分析，及时报告变电站中的异常情况并且提供相应的处理意见等。最终实现变电站的智能化控制和操作，实现与工作人员的良好互动。
二、330kV变电站的智能化改造探究
1.高压设备的改造方案
主变压器是重要的高压设备，首先应当对变压器的冷却系统进行改造，安装冷却系统和有载调压智能控制设备等。在变压器中增加智能组合柜，其中智能组合柜主要由主变智能终端以及主变本体测控设备组成，能够实现控制、测量以及在线监测等功能。在本改造工程中将变压器原来的测量回路用新的智能组件来代替，并且增加新的测量传感器。测量单元负责将主变压器的本体信号传递给监控系统，本体信号包含了有载调压信号、非电量信号、中性点隔离开关信号等；其中非电量信号主要有油的温度、压力大小以及油位异常等信号，并且都接入到了智能组件中。控制单元能够实现主变压器冷却系统以及有载调压系统的智能化控制等，其中冷却系统控制功能能够对变压器本体在温度变化范围内的功率损耗进行分析，提高了冷却器的工作效率。有载调压系统的智能化控制能够对并列运行变压器调压操作；当电压运行电压普遍过低时，禁止进行调压操作；系统过载或者短路时，禁止进行调压切换；防止有载调压开关操作失灵等。 2.防雷绝缘与接地改造
变电站防雷改造能够有效保护变电站的安全，原有变电站已经安装了四根独立的避雷针能够进行直击雷的保护，保护变电站内的设备和建筑物的安全。利用现有变电站的主接地网，增加330kV避雷器，并且设置垂直接地极。对二次等电位接地网进行全面改造，重新铺设铜接地环网。根据本地区的电力系统污区分布图，可以知道本变电站位于四级污秽区。其中电气设备绝缘配合按照相关的高压输变电设备绝缘配合的要求进行，330kV配电设备以及变压器等，按照相应的污秽区来设计绝缘。在330kV配电设备的330kV进线侧安装一组避雷器，防止雷击电波的侵入，在主变压器的进线侧和出线侧都加装避雷器防止内部出现过电压。
3.网络结构及相关要求
330kV过程层和站控层网络独立组双网，110kV、35kV应用一体化智能设备，直接接入到站控层中。站控层和间隔层设备之间遵守IEC61850协议的通信要求，间隔层保护测控设备和过程层合并器也采用IEC61850协议下的相关通信要求。过程层主要由过程层网络GOOSE网、电子式互感器等设备组成。智能变电站应用了L2层管理型以太网交换机，能够满足存储和转发工作的需要。EC61850协议对智能变电站中的电源、环境等提出了具体的要求，在恶劣环境中交换机不能出现数据丢失的现象。这就要求在变电站过程层应用的过程中，交换机具有静态组播管理等功能，实现对动态和静态进行管理。在智能变电站改造中过程层交换机应当满足EC61850协议的相关要求，同时还对端口输出缓存大小等提出了明确的要求。
三、结束语
通过对传统的330kV变电站进行智能化改造，提高了信息处理的质量和效率，对于电网的安全稳定运行具有重要的意义。在智能变电站中应用了一系列新的设备和技术，提高了数据的可靠性和稳定性；光纤设备的应用提高了数据传输的效率，实现了数据传输的网络化，能够有效防止误传信号的发生，保证了传输系统的完好性。同时光纤传输也改变了传统信号传输过程中的干扰问题，提高了信号的质量。智能变电站还具有分析决策以及智能报警等功能，能够实现自动化控制等，减少了设备操作的时间，提高了设备运行的效率，具有比较好的发展前景。
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