变电站技术创新范文

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1 引言

随着社会经济的快速发展，电量需求越来越大，为了不断提升企业的市场竞争力和服务质量，国家电网在探寻自主创新的道路上，不断完善规划与制度建设。智能变电站技术创新和实施，作为保证智能电网发展目标，实现电力服务质量提升的基础，发挥了越来越大的作用。基于此，本文就智能变电站技术创新的内容和实施策略进行了分析。

2 智能变电站技术创新与实施

智能变电站应实现的技术创新的内容包括：变电系统设备状态监控技术的创新、信息技术与故障诊断创新、变电站防误技术的创新、变电站智能告警技术创新、变电站智能操作技术创新等。

2.1 智能变电站设备状态监测的技术

在智能变电站管理和技术创新的实施后，对于提升变电站设备状态检修的效果有着重要的帮助和促进作用。变电站设备状态监测工作，对于有效地获取电网运行时各项状态的适时数据、获得智能电子装置的故障状态、降低信息采集的盲区等有着重要的意义。但是从当前 我国智能变电站在线监测发展状况分析，并没有很好的实现对智能遍地安装设备全线监测的能力。当前在智能变电站内主要一次设备，使用的是针对性较强的在线监测技术。对于主变、变电站避雷器等设备进行在线的监测，在线监测的参数包括：主变油色谱、局部放电、避雷器泄漏时产生的电流等等。

信息融合技术的创新作为数据融合工作的有效实施路径，指的是在智能变电站技术应用的过程中，对变电站多种信息的获取、信息的表示、各种内在联系的综合处理技术等等。在多信息融合技术处理的过程中，从变电站信息处理的视角做出有效的综合与处理，获得变电站信息处理的内在规律，去除一些没有用和错误的信息，最终获得信息的优化提升。信息融合技术提升了信息处理的创新程度和效果。

2.2 智能变电站防误功能扩展与实施

在智能变电站信息处理的过程中，主要使用了下面一些防误闭锁的技术：与传统的变电站防误闭锁技术相比较，智能变电站防误闭锁有效的提升了变电站监控中心电脑监控系统的防误闭锁逻辑性能。变电站顺序控制操作方式的创新，指的是借助变电站监控中心电脑监控系统下达的具体操作指令，通过计算机系统独立地、有顺序的进行操作任务的实施。智能变电站全站所有的隔离开关、变电站接地开关防误操作方式是创新技术实施的节点。在这个过程中逻辑防误借助GOOSE传输机制来实现对跨间隔操作的闭锁。

2.3 智能变电站告警及事故信息分析

智能变电站告警与事故信息综合分析系统作为保证变电站正常运行的系统之一，在系统上安装智能告警与事故信息分析体系，就变电站信号做出分类显示与处理，在此基础上提升故障报警信息的处理效果。按照智能变电站逻辑与推理模型的要求，实现对智能变电站告警信息的分类与综合过滤，就变电站的运行状态做出适时的分析与推理。智能告警与事故信息综合分析技术的创新，为智能变电站更好的进行智能告警，提升智能变电站决策信息的有效性发挥了更好的作用。

2.4 智能变电站操作票系统与应用

智能操作票系统作为智能变电站信息技术应用的一个方面，这个系统包括了顺序控制软件等功能。智能变电站操作票系统能够全面的使用平台的各种功能，来保证智能变电站功能的发挥。变电站智能操作票系统共享实时SCADA模型与图形，同时实现对智能变电站实时态与模拟态的有效隔离，实现了全过程的实时、安全与可靠性。变电站智能操作票系统的推理，变电站业务表单的自由定制等为变电站智能操作提供了全面的保障。智能变电站操作票生命周期的全过程管理与技术创新，可以使用彻底的图票一体化技术于实际的生产和管理中，以此来提升操作票系统运转的可视性与直观性。

2.5 智能变电站电压无功自动分析与应用

在智能变电站管理工作中，电压无功控制分析系统，通过计算机登记书将区域子系统电源控制进行第二级的控制，通过将子系统电压的合格、经济性作为目标，完成子系统内各个变电站间智能控制的效果，更好的发挥子系统内各个变电站协调工作的效果。智能变电站无功电压自动控制系统的技术创新，第一步从对自动化系统采集数据以后，传输给电压分析模块、无功分析模块，在此基础上做出综合的分析，进而完成对变电所主变分接头的调节指令。

3 结语

综上所述，智能变电站生产与管理的过程中，有效的技术创新与实施，一方面能够提升智能变电站安全生产和运转的效果，另一方面对智能变电站生产效益的提升也有着重要的作用。因此，在智能变电站技术创新与实施的过程中，要不断提升智能变电站工作人员的责任与创新意识，在现有技术应用与经验分析的基础上，提升技术创新与应用的力度，保障智能变电站的安全运行。

参考文献：

[1]陆居周.智能变电站技术特点的研究[J].广东科技.2011（02）.

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中图分类号：TM862 文章编号：1009-2374（2016）04-0009-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.005

随着现代化科学技术的不断发展，接地网的安全性问题逐渐引起了人们的关注。为此，当代变电站在发展的过程中应提高对此问题的重视程度，应从故障诊断成像系统开发入手营造一个良好的接地网运行环境，且就此满足当代居民用电需求，达到最佳的电能供给状态。以下就是对变电站接地网接地性能及其故障诊断成像系统的详细阐述，望其能为当电厂等领域的健康稳定发展提供有益参考。

1 变电站接地网接地性能分析

就当前的现状来看，变电站接地网在发展的过程中逐渐实现了安全接地性能，即变电站在实际运行过程中引进了电力系统安全检测设备，继而通过对系统运行数据的分析全面掌控到系统运行现状，并及时检测出接地不良问题，避免其问题的突显影响到系统操作人员的人身安全。此外，在变电站发展过程中为了突显出其安全性能，强调了充分考虑地面电位梯度所带来的危害性，最终由此达到良好的变电站接地网接地状态。

2 变电站接地网故障诊断成像系统实现路径

2.1 规范接地网故障诊断算法

在变电站接地网故障诊断成像系统实现过程中，规范接地网故障诊断算法是非常必要的。对于此，要求相关技术人员在对故障诊断成像系统进行操控的过程中应着重强调应用牛顿拉夫逊法即NR法的重要性，且应注重在接地网故障诊断计算中充分利用非线性方程即f（x）=0泰勒，如下：

此方程式即表示f（x）在xk处有二阶导数存在的情况。此诊断方法的运用可在一定程度上提高诊断结果的精准性，为此，应提高对其的重视程度。此外，Tikhonov正则化处理也是接地网故障诊断算法之一，即其可实现对求逆问题的有效处理。为此，应注重将其应用于接地网故障诊断中，便于相关技术人员在故障问题诊断过程中能及时发现接地不良问题，对其展开行之有效的处理，稳固变电站接地网运行状态。

2.2 完善测量方式

在变电站接地网故障诊断中测量方式的完善应从以下三个方面入手：第一，在变电站接地网故障诊断中应用基于二电极法的电阻测量方法是非常必要的，此种测量方法的应用要求相关技术人员在故障诊断过程中应设定电路中某一电阻为待测电阻，继而由此构建相应的等效模型，同时通过电压表测量电压的方式来对接地网运行现状展开细致的分析;第二，基于四电极法的电阻测量也是变电站接地网故障诊断测量方式中的一种，其在故障诊断中的应用可在一定程度上减少电路定电阻对测量结果的影响，继而提升测量结果的精准性;第三，基于四电极法的16通道循环测量方式应用优势即体现在其可在一定程度上缓解测量精准性及效率问题。同时，16通道循环测量方式对测量次序提出了更高的要求，为此，应提高对其的重视。

2.3 开发软件系统

在变电站接地网故障诊断成像系统构建中开发软件系统也是至关重要的，对于此，首先要求当代电力部门在发展的过程中应结合MATLB Engine构建多层土壤参数反演功能模块，且在反演程序中将所要测试的对象名称输入到其中，继而通过程序运行查找出相应的计算结果，并将计算误差控制到最小状态，形成良好的土壤参数反演结果计算成效。此外，在软件开发过程中接地网未知拓扑重构模块的构建也是非常必要的，其可通过MATLB Engine与MATLAB混合编程相结合的方式对接地网未知拓扑进行细致的推理，最终全面掌控接地网未知拓扑可行性，达到规范化的变电站故障诊断状态。另外，接地网故障诊断成像功能模块也是软件系统中的重要组成部分，其要求相关技术人员在软件系统开发过程中应依据变电站接地网接地状况对接地网进行建模处理，并设置接地网测量参数，实现软件系统的良好运行。

2.4 完善硬件系统

变电站接地网故障诊断成像平台硬件系统的构建应从以下两个方面入手：第一，由于在变电站接地网故障诊断中对接地网恒流源的稳定性提出了更高的要求，因而在此背景下，相关技术人员在对故障诊断成像平台进行实际操控的过程中应注重规范激励电流源模块设计，继而由此实现测量装置的有效控制，并确保微控制器D/A能始终处在稳定的运行状态，最终提升功率电阻输出电流的稳定水平;第二，由于开关模块有助于对控制系统的合理切换，因而在硬件系统完善过程中应注重对其的合理化设计。

3 钟管变电站接地网综合分析

3.1 钟管变电站现场测量

土壤视是钟管变电站现场测量中的一种，其是基于Wennner四电极法而实现的，因而相关工作人员在实际测量的过程中应提高对其的重视程度，最终达到良好的变电站现场测量状态。例如，浙江省湖州市钟管变电站在电阻率测量过程中即始终秉承现场测量原则，并基于接地摇表的基础上展开了相应的测量行为，同时将测量所得电极间距记录了下来（单位为：m），为0.4、1、1.4、2、2.4、3、6，对应的电阻率测量值分别为（单位为：Ω・m）446、470、510、580、445、375、275。接地网节点电压测量也是钟管变电站现场测量的一种表现形式，即其要求相关技术人员在现场测量的过程中应以划分施工编号的方式完成测量行为，达到精准化数据测量状态。

3.2 钟管变电站土壤特性分析

在钟管变电站接地网综合分析中对变电站土壤特性展开分析行为也是至关重要的，对于此，要求相关技术人员在土壤特性实验过程中应注重将无效数据剔除出去，以此来提高数据分析结果的精准性，同时为技术人员提供良好的数据参考，促使其在数据分析过程中能全面掌控到变电站的土壤特性，继而在其运行过程中出现相应故障问题可结合其土壤信息对故障问题展开行之有效的解决。此外，为了达到钟管变电站土壤特性分析目的，要求相关技术人员在土壤特性实验过程中应注重依据实际状况构建相应的土壤模型，最终依据土壤模型对其特性展开综合分析行为。另外，在土壤模型参数反演计算过程中将产生一定的误差，为此，在模型分析过程中应提高对其的重视程度。

3.3 钟管变电站接地网故障诊断成像

钟管变电站接地网故障诊断成像亦有助于钟管变电站接地网综合分析行为的展开，因而应提高对其的重视程度。例如，浙江湖州钟管变电站在对自身实际运行情况进行综合分析的过程中即强调了故障诊断成像的应用，并在对开关场区进行布置的过程中将接地网节点电压合理划分为4组，继而通过不同组间测量的方式达成了接地网故障成像诊断目的。从以上的分析中可以看出，在钟管变电站综合分析过程中强化钟管变电站接地网故障诊断成像的实现是非常必要的，因而应将其落实到实践实验项目中，达到最佳的接地网故障分析状态。

4 变电站接地网接地性能分析装置实例

4.1 成果

随着社会的不断发展，接地网故障诊断问题逐渐引起了人们的关注。为此，为达到良好的隐患诊断效果，国网河北省电力公司检修分公司在发展的过程中即提高了对接地网故障诊断的重视程度，并致力于开发变电站接地网接地性能分析装置，继而通过对该装置的应用逐渐缓解了变电站实际运行过程中凸显出的接地不良等问题，最终达到了良好的运行状态。就变电站接地网性能分析装置实际运行现状来看，其在运行过程中尝试了对异频特种电源系统的应用，并在此基础上有效结合了软件系统功能，最终达到了精准化接地网接地性能分析状态。同时，该装置的构建是基于地表面磁感应强度分布特征达到的性能分析目的，因而相关技术人员在对装置进行操控的过程中必须强化与其运行特点的有效结合。

4.2 主要技术创新点

经过大量的实验研究表明，变电站接地网接地性能分析装置技术创新点主要体现在以下三个方面：第一，在装置设计过程中实现了工作频率自由交换模式，即相关技术人员在对装置进行操控的过程中可在300～400Hz范围内对电流源系统工作频率进行调整，以期其能达到最佳的运行状态;第二，改善分布测量系统也是该设备突显出的技术创新点之一，即在此基础上可将测量误差降至最低，继而由此为相关技术人员系统操控行为的展开提供有利的数据参考;第三，缺陷探测技术的应用也达到了装置改良目的，即确保相关技术人员在对装置进行应用的过程中可精准检测出接地网运行中存在的故障问题，最终可实现对其故障问题的有效解决。

5 结语

综上可知，近年来，变电站接地网故障诊断成像系统逐渐引起了人们的关注，因而在此背景下为了给予人们一个良好的用电环境，要求变电站在实际运行过程中应提高对故障诊断问题的重视度，且应从完善硬件系统、开发软件系统、完善测量方式、规范接地网故障诊断算法等途径入手缓解传统变电站接地网故障诊断中凸显出的问题，达到高水平的故障诊断状态。

参考文献

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目前，我国小型变电站一般采用现场值班方式进行维护，也就是为了确保变电站的安全性和稳定性，在变电站中配置合适数量的变电运行人员。从变电站的发展现状来看，变电站在运行模式上正从多人值守到少人值守再逐步过渡到无人值守的模式。这种过渡方式更好的推进了智能电网的建设，符合国家电网智能化建设的客观要求。由于电力自动化技术的迅猛发展，变电站集控管理模式成为运行管理的发展方向。基于这种新的管理模式的变电站，技术、管理以及人员构成等都需要改革，转变为适合集控运行的新模式。因此，如何优化自身资源的配置，以最少的投入完成集控中心建设，发挥变电站集控运行优势，充分利用自身资源，成为每个变电站运行管理所关注的焦点。

1 现代变电站集控管理的意义

随着我国电网及电网之间的各种设备的不断改进和完善，集中控制模式下的变电站具有成本低、安全可靠等优势，能够降低成本，提高经济效益。

为满足运行和用户对电压的要求，电力公司每隔一定的距离设置变电站，提高或降低电压。目前，基于集控模式的无人值守变电站利用计算机技术，可以实现对变电站的远程监控，集中控制，大大降低了监控人员的工作量，减少了人员需求，而且能明显减少事故，降低运营成本。

变电站集中控制有利于电力公司随时掌握整个电网的运营情况，实现电力合理调配，满足不同地区对电力的需求。变电站集中控制能够有效提高公司的服务水平，及时处理特殊事故，保持电网处于最佳状态；扩大公司的经营范围，提高经济效益。

2 集控模式的变电站运行管理

集控模式的变电站实现了无人值守，管理模式逐步向集控模式发展。集控模式的管理模式应建立远程集控站的概念，建立集控站的管理模式。无人值守变电站的运行管理是一个不断探索、改进提高，从技术、运营方式、智能管理等方面不断创新，从而不断完善无人值守变电站的运营管理。

第一，适应无人值班。集控站的运营管理需要较少的人员就可以负责较多的变电站，以集中管理的方式实现变电站的管理职能。为有效的管理变电站，集控中心应围绕安全操作和安全分析，危险点预控和分析、设备检视及运行分析等方面编写变电站运行管理指导，详细罗列各站的特殊设备、注意事项等关键内容。

第二，简化运行管理内容。集控模式无人值守变电站只需保留运行日志、现场指导书及必要的技术图表。集控站负责管理其他技术资料及合理简化保留相关运行资料和记录。

第三，建立培训制度。目前，随着集控模式的无人值守变电站的推广，运行人员出现技术不足、培训滞后的缺点。在设备上增加了运行人员的压力，致使发生异常时，员工缺乏相关方面知识，不会分析，只能层层上报，严重影响了工作效率。并且由于变电站运行工作使岗位分散的特殊性，很难实现有效的技术培训，致使各变电站技术水平参差不齐。但是，集控模式下所辖范围的变电站数量大、设备多，需要运行人员具有较高的技术水平。所以，建立完善的培训制度，提高员工的技术水平具有十分重要的意义。此外，为保证技术人员达到培训实效，应落实培训经费、人员、场地及时间等，加强培训过程监督，建立惩罚制度，将培训实效与员工待遇、职务等挂钩，从根本上增强员工的责任意识，提高工作积极性。

第四，落实无人值班变电站设备专责制。无人值守变电站容易出现遗漏部分设备问题，针对该问题，建立设备专责制度，将设备巡视、验收、维护工作落实到人，做到设备定级有人负责、设备缺陷有人跟踪。

第五，探索有效手段，提高操作效果。集控模式下的多座变电站进行大修或技术改造时，容易出现人手不足，操作时间长等问题。利用综合调度的操作方式，集控站运行人员配备必要操作设备，达到操作目的，提高工作效率。在集控运行中，进行监视检查工作时，充分借助传感器及摇视技术进行巡检，能够节省巡视时间，并能够准确地发现存在的不足，避免遗漏，抓住重点。

3 结语

随着电力自动化技术自动化、智能化水平的快速发展，集控模式的现代变电站将会取代现有运行模式的变电站。虽然，集控模式的变电站在运行中会出现一些问题，但是通过技术创新、管理完善，一定会使之更加智能化，发挥其优势，更好的为电力事业服务。

参考文献：

[1]周瑾.浅谈集控模式下变电站运行管理[J].装备应用与研究，2011.

[2]赵然.基于集控模式下的现代变电站运行管理初探[J].河北农机，2013.

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Abstract: intelligent power station in compact based on the more advanced intelligent, low carbon environmental protection equipment foundation, can realize the automatic measurement of information, collection, to monitor, control, and other functions, it not only further expand the scope of their functions, and effectively improve the reliability of system, this paper expounds the connotation and characteristics of intelligent substation was introduced on the basis of this project optimization and technology innovation points, the key to probe the substation automation system solutions.

Key word: intelligent substation, the first system, substation automation system, advanced automation system

中图分类号： TM63 文献标识码：A 文章编号：

1 总述

智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

在功能提升的同时，系统的可靠性也得到较大提高。配合系统开发的平台能够对电力系统中辅助系统实现综合监控，对视频监控、环境监测、安全防范、消防报警、门禁等子系统进行整合并建立相关联动，从而节约成本、提高系统效率。

2 本项目方案优化及技术创新点

2.1采用无人值班技术，通过视频监控与综合自动化系统的互动和主站的通讯，可做到无人值守。

2.2采用电子式互感器、智能开关（配智能组件的传统开关）、智能变压器（配智能组件的传统变压器）等智能一次设备，并在考虑经济性与可靠性的技术创新使用电子式互感器。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。

2.3全站采用IEC61850标准，全站采用标准化的模型，实现全站的通讯协议一致。

2.4所有信息按统一标准建模，并按统一的通信协议标准传输，实现不同设备和不同功能的信息共享。整合监控、远动、五防、在线监测等功能，新增自动故障分析系统和程序化控制系统等高级应用功能，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。

2.5二次设备中，保护设备采用直采直跳的方式，而自动化设备则通过网络方式交换数字量（采样）、开关量和控制命令等信息。

2.6一次设备采用“智能组件+一次设备”，实现一次设备真正的智能化，传感模件和一次设备整体安装，智能组件的操作回路和一次设备操作回路一体设计，达到回路优化设计的；

2.7智能组件高度集成化：变压器智能组件集成OLTC控制器、有载开关控制器、测量IED功能，无需提供另外的设备；

2.8工程一次部分采用“一次本体+智能组件”模式真正实现设备的智能化，智能一次设备和二次设备之间采用即插即用的模式，可大大减少工作量，减少后期的维护工作，真正实现一次设备和二次设备的无缝链接。

2.9取消传统五防，使用防误操作采用通过计算机监控系统的逻辑闭锁和本间隔完整电气闭锁接点回路共同实现防误闭锁，采用GOOSE实现跨间隔闭锁。

2.1035kV保护采用保护测控一体化设备，35kV智能组件集成合并单元、智能单元功能，功能整合后大大减少屏柜及主控室面积。

2.11故障录波和网络分析仪合一，实现数据的存储分析功能；

2.12全站配置一体化电源，通过中央模块统一管理监测，并优化电源配置；

2.13变电站综自系统整合高级应用功能，实现智能告警、智能分析、顺序控制、智能操作票功能；

2.1410kV和35kV开关柜配置无线测温，实时监测开关柜温度，当触头温度大于设定值时实现开关柜告警。

3 一次系统介绍

工程采用紧凑型预装箱式变电站设计，35kV电气主接线为单母分段接线，35kV有载调压两卷变压器两台变压器容量为均20MVA，10kV电气主接线为单母分段接线。35kV出线2回，10kV出线10回，2台电容器，2台所变。全站35kV和10kV均为开关柜，安装于箱内。

4 变电站自动化系统方案

4.1系统结构设计

近年来，随着数字化电气量测系统（如电子式互感器）、智能电气设备以及相关通信技术、计算机技术的发展，使变电站自动化系统的智能化不飞跃。

该35kV变电站自动化系统建立在IEC 61850 通信技术规范基础上，按分层分布式来实现站内智能电气设备间的信息共享和互操作性，结构上划分为三层，即站控层、间隔层和过程层，各层设备实现网络化连接和信息数字化传输。过程层网络、站控层网络分别组网，即三层结构两层网络的形式。

本方案中：

a) 站控层通过双绞线以太网通信，采用单星形网模式光纤以太网通信，通信规约采用符合IEC61850标准的MMS规约。

b) 保护测控应直接采样，对于单间隔的保护及多间隔的保护（母线保护）均采用直采直跳模式。

c) 过程层设置过程层网络，用于传输闭锁。过程层网络传输开关量输入、输出跳闸方式、传输电流电压信号。间隔层主要包括保护测控装置、公用测控装置以及其它智能设备，间隔层之间的信号传输采用过程层网络传输。

d) 自动化装置（如故障录波、网络分析仪、备投等设备可以接如过程层网络中），采用单星形网模式光纤以太网通信，通信规约采用需符合IEC61850标准。

4.2整体配置

根据《Q-GDW441-2010智能变电站继电保护技术规范》，该35kV智能变电站的整体配置为：