智能化變電站的建設(shè)模式范文
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目前的智能化變電站建設(shè)模式，概括來說可歸納為過渡型、實(shí)用型、理想型等類型。過渡型智能化變電站站控層和間隔層實(shí)現(xiàn)智能化，過程層仍采用常規(guī)電磁型互感器，優(yōu)點(diǎn)是信息和通信符合最新國際標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了信息的共享，具有很好的互操作性，大量減少二次電纜。部分傳統(tǒng)的保護(hù)控制功能通過網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)現(xiàn)。二次設(shè)備在現(xiàn)有的成熟設(shè)備基礎(chǔ)上完成，具有較高的實(shí)用性，便于現(xiàn)階段在變電站推廣和老站改造。但過程層未實(shí)現(xiàn)模擬量智能化采集。實(shí)用型智能化變電站采用電子式互感器，站控層和間隔層全部智能化，過程層基本實(shí)現(xiàn)智能化。優(yōu)點(diǎn)是過程層的采樣數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享，節(jié)省電纜，簡化二次接線，電子式互感器原理先進(jìn)。但過程層的一次設(shè)備未實(shí)現(xiàn)智能化，目前電子式互感器的技術(shù)應(yīng)用在國內(nèi)還不完全成熟，成本較高。理想型智能化變電站的站控層、間隔層、過程層全部實(shí)現(xiàn)智能化。優(yōu)點(diǎn)是變電站過程層的測量、監(jiān)視、控制全部實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化，徹底解決了二次電纜接線復(fù)雜問題，最終降低成本、提高可靠性，是今后的發(fā)展方向。
2智能化變電站建設(shè)模式的選擇
在智能化變電站的規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段，選取哪一種智能化變電站發(fā)展建設(shè)模式，成為決定此項(xiàng)工程面貌與效果的關(guān)鍵。理想型是今后的發(fā)展方向，但因?yàn)橐淮卧O(shè)備的智能化（如智能化斷路器），在目前階段，過程層全部實(shí)現(xiàn)智能化，尚有一定難度。過渡型與實(shí)用型智能化變電站的區(qū)別，主要在于是否采用電子式互感器。于是，是否選用電子式互感器，就成為選擇的焦點(diǎn)。電子式互感器分為2種：有源電子式互感器和無源電子式互感器。有源電子式互感器的技術(shù)相對較為成熟，其技術(shù)性能已基本可以滿足實(shí)用化要求，國內(nèi)目前建設(shè)的智能化變電站使用的互感器絕大部分均為有源電子式互感器。
有源電子式電流互感器工作原理如下：有源電子式電流互感器利用空芯線圈及低功率線圈傳感被測一次電流。低功率CT（LPCT）的工作原理與常規(guī)CT的原理相同，只是LPCT的輸出功率要求很小，因此其鐵芯截面就較小。空芯線圈是一種密繞于非磁性骨架上的螺線管，如圖所示。空芯線圈不含鐵芯，避免了因鐵芯引起的CT飽和等問題，具有很好的線性度。空芯線圈的輸出信號e與被測電流i有如下關(guān)系：由此公式可知，輸出信號e與截面積s相關(guān)，即空芯線圈輸出信號與其結(jié)構(gòu)相關(guān)，一方面加工時(shí)需保證截面積s符合設(shè)計(jì)要求；一方面運(yùn)行時(shí)溫度變化可能會導(dǎo)致空芯線圈結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而影響輸出信號精度。
電子式互感器還存在采樣同步問題：電壓、電流之間需要同步、變壓器不同的電壓等級之間三相電流、電壓采樣必須同步，變壓器差動保護(hù)從不同電壓等級的多個間隔獲取數(shù)據(jù)存在也同步問題。而且常規(guī)互感器與電子式互感器可能會并存，更增加了同步的難度。如果選用電子式互感器，同步問題是一個繼電保護(hù)專業(yè)必須面對的一個難點(diǎn)。現(xiàn)在以南瑞繼保電氣有限公司ECVT1電子式互感器為例：在溫度問題上，ECVT1電子式互感器說明書標(biāo)明使用環(huán)境氣溫：-25—+40℃，日平均≤+35℃。查詢氣象資料：寧波地區(qū)2010年超過+35℃的氣溫的天數(shù)為28天，最高溫度為40.7℃,而2013年寧波地區(qū)地區(qū)遭遇極端高溫天氣，截止目前，寧波地區(qū)2013年超過+35℃的氣溫的天數(shù)已超過45天，最高溫度高達(dá)43.5℃。
變電所運(yùn)行溫度還要高于環(huán)境氣溫，根據(jù)實(shí)例變電站（110kV布政變）夏季110kV開關(guān)室溫度斷面監(jiān)測顯示，其日最高氣溫均在37℃以上，在散熱設(shè)施全開情況下，最高溫度仍然到過42℃，如部分散熱設(shè)施故障，最高溫度會達(dá)到45℃以上；10kV開關(guān)室因裝有空調(diào)，室溫較低，但不可忽視的是作為輔助設(shè)施的空調(diào)設(shè)備，其可靠性尚不足以滿足要求，當(dāng)一臺空調(diào)停機(jī)時(shí)，室溫仍有可能上升至較高水平。如圖2所示。維護(hù)方面，二次部分依靠自檢功能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，產(chǎn)品運(yùn)行1~3年后需光纖傳光性能檢測、互感器變比測試。目前寧波地區(qū)尚無電子式互感器運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，從未進(jìn)行過電子式互感器檢測和測試。
我們再來參考其他公司運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)：某110kV變電站，采用實(shí)用型智能化模式，投產(chǎn)3年后，因運(yùn)行中出現(xiàn)問題太多，不得不進(jìn)行二次部分全站改造。華東電網(wǎng)內(nèi)某110kV變電站，采用實(shí)用型智能化模式，投產(chǎn)后，缺陷大量出現(xiàn)，給運(yùn)行和維護(hù)帶來較大壓力。《浙江省電力公司2011年新建變電站設(shè)計(jì)補(bǔ)充規(guī)定實(shí)施細(xì)則》也規(guī)定：“選用電子式互感器時(shí)，需進(jìn)行充分技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證”。
3結(jié)語
綜上所述，以目前的產(chǎn)品技術(shù)水平和寧波地區(qū)的實(shí)際情況，普通110kV變電站如建設(shè)為智能化變電站，宜采用過渡型智能化變電站模式。
作者：謝江寧俞沛宙朱登科單位：國網(wǎng)浙江寧波市鄞州區(qū)供電公司
