許薇

摘 ?要：目前，隨著電網(wǎng)改造技術(shù)的進(jìn)步，變電站也實(shí)行了相關(guān)的智能化改造。針對(duì)500 kV變電站高壓開關(guān)設(shè)備，怎樣經(jīng)濟(jì)、合理地對(duì)變電站實(shí)施智能化改造是目前電網(wǎng)企業(yè)建設(shè)的首要任務(wù)。實(shí)踐證明，一般對(duì)常規(guī)變電站的主變壓器、開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行智能組件的方式，可以充分實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的智能改造，同時(shí)也可以降低電網(wǎng)的運(yùn)行與維護(hù)成本，合理、有效的優(yōu)化電網(wǎng)企業(yè)的資源配置。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān);智能變電站;改造

中圖分類號(hào)：TM63 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）35-0081-02

變電站是電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，尤其是變電站高壓開關(guān)設(shè)備智能化已經(jīng)逐漸成為電網(wǎng)建設(shè)的核心。但由于地區(qū)對(duì)電網(wǎng)的維護(hù)技術(shù)與管理上存在差異，每個(gè)變電站的智能化改造技術(shù)方案都有很大的區(qū)別，并且改造的技術(shù)還不是很成熟。因此，不斷提升變電站高壓開關(guān)設(shè)備智能化改造技術(shù)，實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)和控制電網(wǎng)，確保變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是目前變電站建設(shè)與維護(hù)必須要解決的問(wèn)題。

本文從高壓開關(guān)智能化改造技術(shù)思路展開分析，對(duì)變電站高壓開關(guān)設(shè)備改造內(nèi)容，500 kV變電站高壓開關(guān)設(shè)備智能化改造進(jìn)行深入探討，以期提升500 kV變電站高壓開關(guān)設(shè)備智能化改造技術(shù)。

1 ?高壓開關(guān)智能化改造技術(shù)思路

隨著電網(wǎng)改造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)變電站的設(shè)計(jì)方法也產(chǎn)生相應(yīng)的影響，同時(shí)智能化高壓開關(guān)技術(shù)、隔離式斷路器技術(shù)等都得到較快的發(fā)展與應(yīng)用。以往的變電站智能化改造為了節(jié)約成本，一般不使用職能高壓開關(guān)設(shè)備，而是選擇使用智能綜合組件的方法來(lái)進(jìn)行智能化的開關(guān)設(shè)備改造。

目前，已經(jīng)投入并使用的高壓斷路器的智能化檢測(cè)技術(shù)有以下幾種。

1.1 ?斷路器動(dòng)作特性在線檢測(cè)技術(shù)

斷路器動(dòng)作特性在線檢測(cè)技術(shù)主要是對(duì)設(shè)備振動(dòng)、機(jī)械特性、開關(guān)開斷電流等進(jìn)行檢測(cè)，從遠(yuǎn)程控制機(jī)械設(shè)備方面了解斷路器的運(yùn)行情況，進(jìn)而為制定高效的開關(guān)斷路器提供相應(yīng)的依據(jù)。

1.2 ?局部放電在線監(jiān)測(cè)

這種檢測(cè)技術(shù)僅應(yīng)用到HGIS和GIS設(shè)備的檢測(cè)與維護(hù)中，通常是使用高頻的傳感器來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與接收信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的在線檢測(cè)與維護(hù)功能。

2 ?變電站高壓開關(guān)設(shè)備改造的內(nèi)容

一個(gè)變電站有500 kV雙斷口SF6斷路器12組、220 kV單斷口SF6斷路器14組、35kV罐式的SF6斷路器12臺(tái)[1]。通過(guò)500 kV以及220 kV的高壓開關(guān)斷路器進(jìn)行智能組裝，主要包括如下的監(jiān)測(cè)與維護(hù)系統(tǒng)。

2.1 ?斷路器機(jī)械特性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)斷路器機(jī)械設(shè)備的不同，對(duì)高壓開關(guān)的點(diǎn)磨損檢測(cè)、動(dòng)作特性檢測(cè)等也存在相應(yīng)的差異，由于進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)比較少，所以只能將少部分的開關(guān)斷路器作為測(cè)試點(diǎn)。

例如，500 kV、220 kVd的斷路器與2個(gè)出線之間的間隔斷路器，以及遠(yuǎn)期運(yùn)行在其他變電站高壓開關(guān)的斷路器上實(shí)施推廣。

2.2 ?SF6氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

對(duì)全站高壓開關(guān)斷路器進(jìn)行氣體監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的溫度、密度以及微水等方面的監(jiān)測(cè)。供電局在之后的一段時(shí)間內(nèi)把各個(gè)轄區(qū)內(nèi)的35 kV變電站斷路器轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立的電流互感器，因此，轄區(qū)內(nèi)的變電站高壓開關(guān)智能化改造35 kV的斷路器就可以結(jié)合上面的轉(zhuǎn)變方式實(shí)施改造，35 kV的斷路器具有一定動(dòng)作特性的監(jiān)測(cè)技術(shù)，但并不列入本次的智能化改造項(xiàng)目中。

3 ?500 kV變電站高壓開關(guān)設(shè)備的智能化改造

3.1 ?信息一體化平臺(tái)建設(shè)

變電站高壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行信息一體化建設(shè)主要是為子系統(tǒng)提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的信息數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，并及時(shí)將數(shù)據(jù)上送到相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)，使500 kV變電站的信息實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一建模、縱向貫通[2]。

3.2 ?研發(fā)高級(jí)應(yīng)用功能

在信息一體化平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)智能開票，將一次二次設(shè)備結(jié)合起來(lái)，并對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行全程監(jiān)控、機(jī)械故障分析、設(shè)備維護(hù)等，進(jìn)而保障設(shè)備運(yùn)行提供智能化的服務(wù)。

3.3 ?輔助系統(tǒng)智能化

在變電站高壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)安裝一些智能化的巡視系統(tǒng)，方便檢查開關(guān)的刀閘位置，檢測(cè)主設(shè)備的紅外線是否穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)設(shè)備的電子圍欄、空調(diào)以及溫感等一些輔助的設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行智能化的監(jiān)控，進(jìn)而為變電站高壓開關(guān)的智能化運(yùn)行檢查、無(wú)人值班等提供有利的前提條件。

4 ?500 kV變電站高壓開關(guān)主設(shè)備智能化

變電站的主設(shè)備主要包含變壓器、斷路器、隔離開關(guān)。要想實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化，最主要的是要實(shí)現(xiàn)主設(shè)備智能組件技術(shù)，這對(duì)變電站高壓開關(guān)設(shè)備智能化改造具有非常重要的意義。

4.1 ?變壓器智能組件技術(shù)

高壓開關(guān)內(nèi)的變壓器智能組件，主要是通過(guò)使用主、子智能電子設(shè)備的方式采集與處理機(jī)械的設(shè)備信息。智能電子是安裝在一次設(shè)備周邊的匯控柜內(nèi)，也的功能與前置服務(wù)器的功能有很多相似之處，任務(wù)是按照各個(gè)變壓器智能組件所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，并針對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)診斷機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)的故障[3]。子智能電子設(shè)備主要負(fù)責(zé)匯總各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、處理與判斷，收集到的數(shù)據(jù)可以直接供主智能電子設(shè)備使用，同時(shí)也可供變電站對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)。目前變壓器智能組件技術(shù)分為以下幾種。

4.1.1 ?冷卻器智能控制

參考變電站高壓開關(guān)內(nèi)的變壓器負(fù)荷與油溫等方面的隱私，對(duì)風(fēng)扇、油泵等進(jìn)行智能化控制與啟停，能夠提高變壓器控制的效率，進(jìn)而達(dá)到降低冷控的目的。同時(shí)也可以接受遠(yuǎn)距離的命令控制。

4.1.2 ?變壓器過(guò)載能力評(píng)估

主智能電子設(shè)備主要是實(shí)現(xiàn)變壓器的估算功能，并結(jié)合相應(yīng)環(huán)境的溫度、負(fù)荷、油溫以及繞組溫度，構(gòu)建合適的變壓器負(fù)荷智能化監(jiān)測(cè)體制。

4.1.3 ?變壓器剩余壽命評(píng)估

結(jié)合變壓器的頂層油溫、負(fù)荷電壓、溫度等因素，對(duì)絕緣老化和剩余壽命的變壓器進(jìn)行評(píng)估。絕緣變壓器老化率受繞組溫度、油中水分、符合情況等因素的影響。而智能組件是通過(guò)熱點(diǎn)溫度來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)老化率的模型來(lái)計(jì)算變壓器的絕緣老化率。

4.2 ?開關(guān)設(shè)備智能組件技術(shù)

變電站高壓開關(guān)設(shè)備智能組件一般是通過(guò)保護(hù)、監(jiān)測(cè)、計(jì)量、以及智能化的一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)的保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、以及跨時(shí)間的控制等，如圖1所示。

開關(guān)設(shè)備的智能安裝主要是在以往的開關(guān)設(shè)備周邊或者是相對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)箱中，通過(guò)電纜和開關(guān)設(shè)備的傳感器進(jìn)行連接。開關(guān)設(shè)備智能組件在外部只要將直流電源接入設(shè)備內(nèi)，并通過(guò)光纜來(lái)接入到變電站的站控層內(nèi)。

在線監(jiān)測(cè)包括很多方面，有斷路器氣體、微水、溫度、密度等絕緣參數(shù)因素的監(jiān)測(cè);也有通過(guò)傳感器對(duì)斷路器的條合閘時(shí)間、速動(dòng)等機(jī)械特性方面的監(jiān)測(cè);還有對(duì)斷路器的跳圈電流、電機(jī)電流以及合圈電流等電氣特性方面的監(jiān)測(cè)。但變電站高壓開關(guān)設(shè)備智能組件在運(yùn)行過(guò)程中，穩(wěn)定性與可靠性比較低?，F(xiàn)階段，要想將開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與計(jì)量方式集中為一體還存在很大的困難，這和專業(yè)的開關(guān)設(shè)備界面有很大的關(guān)系。

因此，開關(guān)設(shè)備智能組件在以后應(yīng)集成一體化，提高設(shè)備的可靠性，將一次設(shè)備與智能設(shè)備結(jié)合起來(lái)，并把智能設(shè)備逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽冸娬镜囊粋€(gè)重要設(shè)備。

5 ?總 ?結(jié)

隨著信息技術(shù)水平的提升，一次設(shè)備智能化、信息一體化、高級(jí)技術(shù)已經(jīng)逐漸變成變電站高壓開關(guān)設(shè)備智能化改造的關(guān)鍵。通過(guò)使用以往的斷路器設(shè)備、在線監(jiān)控體系、智能組件等可以實(shí)現(xiàn)變電站高壓開關(guān)設(shè)備的智能化改造，在改造的過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合開關(guān)的斷路器檢修，確保檢修過(guò)程的安全性。

此外，一次設(shè)備智能組件是比較常見(jiàn)的500kV變電站高壓開關(guān)智能化改造的方法之一，在變電站高壓開關(guān)智能化改造過(guò)程中，可以獲得較好的效果，同時(shí)也可以降低改造成本，從而保障電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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