柳庚

摘 要：智能化是目前我國電力企業(yè)大力進行推廣和實用化研究的重點領域之一，智能變電站具有信息化、自動化、互動化的特征，能有效進行電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)測和評估，電網(wǎng)運行將更好地滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定的相關規(guī)程要求，各層防范措施彼此嚴密配合，加強電力輸送方式的多變性，具有應對緊急事件和突發(fā)重大故障的能力，有效避免大范圍聯(lián)鎖故障的發(fā)生，提升災害預警能力，建立強大的聯(lián)合抵御風險能力，對建設堅強電網(wǎng)和提升設備可靠性都有著顯著的積極作用。

關鍵詞：變電站；現(xiàn)狀；智能化

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）17-0126-01

1 選題的背景

據(jù)調(diào)查顯示，2011年，湖北電網(wǎng)220 kV系統(tǒng)共發(fā)生一次設備故障跳閘85次，繼電保護按功能評價共計動作1 100次，同比2010年（1 319次）減少219次，按裝置統(tǒng)計共計動作690次，同比2010年（779次）減少89次，正確動作率與2010年持平，連續(xù)三年正確動作率保持100%。220 kV保護設備發(fā)生異常引起裝置停運的缺陷共計158次，同比2010年故障次數(shù)（206次）下降48次，保護裝置故障率為4.79次/百臺年，同比2010年保護裝置故障率（6.59次/百臺年）降低1.80次/百臺年。保護裝置缺陷大幅減少。同年，保護裝置故障47次，同比2010年（95次）減少了48次，降幅為50.5%，其中的重要原因是伴隨綜自型繼電保護設備升級改造步伐的加快，現(xiàn)代繼電保護設備工藝層次不斷提高，同時進口保護、故障錄波裝置和穩(wěn)控裝置的異常缺陷也下降較多，保護裝置缺陷大幅減少，但是通道缺陷（含光纖）比例上升。從2010年的40.3%上升為48.7%，主要原因為高頻通道缺陷處理效率不高、部分缺陷處理時間過長。同一缺陷多次發(fā)生，應加強對保護高頻及光纖通道的運行維護，同時制定、修編相關管理規(guī)定，完善運行維護管理制度，對通道設備進行全面檢查，同時結(jié)合線路停電檢修對高頻通道加工設備及光纖傳輸設備等進行全面檢查，線路兩側(cè)專業(yè)人員應緊密配合，分段測試，切實提高通道消缺成功率。老舊保護裝置故障率較高。在220 kV系統(tǒng)保護中，仍有CSL、LFP、WBH100和41型母線保護等老、舊保護在運行，這些保護裝置運行時間都超過十年，元器件老化、缺陷較多，部分裝置不滿足國網(wǎng)十八項反措要求，且廠家已不再生產(chǎn)，如在運行中出現(xiàn)裝置硬件故障，很難得到盡快處理。2011年老舊保護異常發(fā)生率為6.12次/百臺年，高出保護設備平均異常發(fā)生率（2.03次/百臺年）2倍以上。此外WMH800母差保護也出現(xiàn)缺陷6次，運維人員要對裝置缺陷進行全面統(tǒng)計，認真分析，制定出技改計劃，逐步將老舊保護更換，同時應該根據(jù)保護配置情況，提高保護投運率。

2 傳統(tǒng)變電站現(xiàn)狀

①設備對抵御電網(wǎng)突發(fā)狀況的應對能力和維持電網(wǎng)穩(wěn)定性不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)高度智能化的要求。多數(shù)傳統(tǒng)保護的變電站常常使用常規(guī)的保護設備，特別是自動化設備中的繼電保護和自動裝置、遠動裝置等（許多變電站幾乎沒有裝設自動裝置和遠動裝置），設備本身可靠性不高又加之結(jié)構復雜，而且沒有故障診斷的能力。目前常用辦法是依靠對二次常規(guī)系統(tǒng)進行不定周期的停電測試和校驗來挖掘隱患，這不但極大加大了保護人員的工作量，卻依然無力保證裝置絕對的可靠，往往是等到保護裝置發(fā)生拒動或誤動后才能發(fā)現(xiàn)問題再實行搶修或保護更換，并且保護人員在不定周期的停電檢修中發(fā)生裝置誤動或產(chǎn)生寄生回路的隱患情況伴有發(fā)生。加之二次設備基本上是按單一功用單獨設計的，設備之間電氣聯(lián)系很少，各個保護設備的生產(chǎn)批次繁雜，設備配合使用過程中聯(lián)系性差，造成不少運行隱患。

②直流電源二次回路工作中，無統(tǒng)一的設計標準，建設過后容易造成直流混接以及管理困難，在開關匯控柜、刀閘機構箱、變壓器冷控柜、端子箱、中配室等有交流端子的二次回路上工作時，一旦沒有按圖施工和做好交直流端子的隔離，或交直流混接就會造成許多的直流接地故障，兩點接地造成保護誤動，就需要停止一切現(xiàn)場二次設備的工作，一般情況下不允許進行一次設備的操作，待直流接地現(xiàn)象消失后，才可恢復工作，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行存有無法估量的不利影響。

③在對每一個變電站的驗收交接上，都需對母差、失靈、直流電源、母線電壓等公用回路進行嚴格的驗收。由于變電站投產(chǎn)之后，很難對母差、失靈保護進行模擬實際故障的保護傳動試驗，來驗證設備之間二次接線的正確性。新安裝的保護裝置交付使用時，對于有極性要求的保護，必須測量裝置的六角圖來判斷保護極性的正確性，至于保護裝置的CT、PT二次回路，既要測量每相的相電流大小角度，還要測量零線的電流大小，細致分析電流、電壓回路接線的正確性。對于現(xiàn)場工作人員的工作量大大加重。

④由于改、擴建工程及保護換型工作大多涉及到變電站原有運行設備，容易引起誤碰、誤接線，造成運行設備的不正確動作。改造時拆除二次回路電纜之前，要注意檢測端子的電壓與電流，對于母線電壓，母差、失靈、穩(wěn)控裝置等無法由小開關斷開電源的電纜，一定要兩端拆除。二次電纜帶電時，進行保護屏的拆除與安裝會對保護裝置產(chǎn)生誤動影響。在保護換型工作中特別是針對新裝置的直流電源、母差、失靈、穩(wěn)控等公共回路運行方式的改變，各相關回路的壓板、小開關、按鈕和把手都需要重新標識。

⑤維護工作量大，設備可靠性差，不利于提高運行管理水平和自動化水平。對因串接多級線路而導致難以對定值整定的情況，不但要對電網(wǎng)結(jié)構研究整改，盡量不多級串供。還要在電網(wǎng)結(jié)構完善前，采取順序重合閘、設置解列點及備自投等方式解決問題。對于定值的整定執(zhí)行都有相當大的不便利性。

3 大力發(fā)展智能電網(wǎng)的意義

隨著智能電網(wǎng)的建設力度加大、速度加快，通過利用先進的計算機技術，傳感技術，測量技術，自動控制技術和功率控制的智能電網(wǎng)及電力控制策略建成瞬時響應的復用電力通信網(wǎng)絡和供電網(wǎng)絡，然后憑借這個智能化的供電和通信網(wǎng)絡實現(xiàn)電能的可靠、安全、經(jīng)濟和高效的傳輸和運行。

對智能電網(wǎng)設備實時數(shù)據(jù)進行整齊的分層級的廣域?qū)崟r信息的取樣，促使實現(xiàn)智能控制的變電站，采取協(xié)調(diào)，靈活和集中的配置策略，提供安全穩(wěn)定運行的電網(wǎng)的主干。對變電站的智能化的控制、自協(xié)調(diào)、柔性及集中化的保護配置，提供對主干電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和變電站內(nèi)的高級應用；配合電力調(diào)度及運維部門實現(xiàn)全面互動的設備電氣量采集和運維策略，在對智能設備狀態(tài)監(jiān)測的基礎上實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)變電站的全生命周期狀態(tài)檢修管理；全面實現(xiàn)智能電網(wǎng)變電站智能設備普及，提供穩(wěn)定的設備基礎于堅強的實體電網(wǎng)；隨著時間的推移終究會在數(shù)字化變電站全面建成的成就上，穩(wěn)步提升變電站各級設備的智能化技術?？傊?，如今的智能變電站進入全面發(fā)展期已充分證實智能電網(wǎng)將成為我國電網(wǎng)以后長期發(fā)展的必然趨勢，怎樣加快發(fā)布智能電網(wǎng)基礎設施、配套設施及相關的控制策略是目前迫切需要解決的任務。

建設堅強智能電網(wǎng)，全力發(fā)揮智能設備在優(yōu)化各級資源配置、促使電力的可靠有力供給，對有力地推動國家的經(jīng)濟發(fā)展，提高我國社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

參考文獻：

[1] 張來福，馬麗英，翟曉慧.對建設堅強智能電網(wǎng)的認識[J].山西電力，2010，（1）.

[2] 汪秀麗.智能電網(wǎng)淺議[J].水利電力科技，2009，（4）.

[3] 陳宗法，殷紅軍，郭永凱.智能電網(wǎng)及發(fā)電行業(yè)對策[J].中國電力企業(yè)管理，2009，（19）.