浅谈数字化变电站的应用

浅谈数字化变电站的应用
隨着经济技术的发展，我国的电力系统在不断地发展，但是传统的自动化变电站已经不能满足现在的需求，还存在很多的不足，而数字化变电站在近几年得到了长足的发展，也必将成为未来电网和电力市场的主旋律。

数字化变电站技术较以往的自动化技术相比有自身的独特优势，本文就数字化变电站的情况做简要的介绍。

标签：数字化变电站智能化应用
随着变电站综合自动化系统、基于微机数字信息的二次设备的不断推广和普及，现有变电站已经具备了一定的数字式和自动化特征。

做为变电站自动化技术的提升，数字化变电站也有其自身发展的过程，随着智能化开关、光电式互感器、一次运行设备在线状态检测等技术逐步成熟，数字化变电站已经比较完善，能够逐渐实现资源的共享；从长远看，随着一次设备智能化的进步，数字化变电站还应该有所提升，比如提高数字变电站的自我检修功能等等，很多方面还有很大的提升空间。

1 数字化变电站的主要特点
1.1 一次设备智能化
微处理器和光电技术是一次设备的信号回路和控制回路主要采用的技术，在采取此技术后，传统的导线连接不再被使用，连接主要通过数字程控器及数字公共信号网络得到实现。

主要包括：电子式电流/电压互感器、智能型断路器/隔离开关、智能型变压器以及其它数字化的辅助设备。

利用这些设备可以实现变电站的智能化运转，会大大地提高变电站的工作效率。

1.2 二次设备网络化
二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，这种网络化可以让变电站的资源共享度提高，是一次设备智能化的提升和补充。

标准化、模块化的微处理机是变电站内二次设备设计制造的基础，高速网络通信是设备之间连接的主要通道，数据和资源的共享通过网络通道得到了实现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。

一次和二次设备之间的网络通信主要采用电气量采样值、跳合闸命令、状态信号及故障告警信号等三种数字化方式传输。

所以两种设备间的智能化和网络化是相辅相成，共同工作的。

1.3 运行管理系统自动化
目前我国的电力变电站已基本普及了变电站自动化管理系统，实现运行管理系统的自动化。

变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录
统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见等自动化系统，这种管理系统的自动化可以有效地减少运行维护工作量，也降低了工作难度。

大部分的变电站自动化系统的监控、运动、继电保护、自动安全装置等三次和二次设备己经基本采用数字技术。

数字化变电站在站内设备的互操作性、信号的光纤传输、网络通信平台的信息共享等方面进一步体现了运行管理自动化的特点。

2 数字化变电站的优势
数字变电站作为新发展起来的技术设备和变电站工作模式，与以往传统的变电站相比有其特有的优势：
2.1 变电站的各种功能可共享统一的信息平台
随着变电站内智能装置数量的急剧增加，全站智能装置采用统一的数据建模及数据通信平台，才能实现互操作性。

变电站的所有保护、测控、计量、监控等系统全部采用同一个通信网络进行接收电流、电压和状态等信息，发出控制信息也是如此，不再需要为不同功能建设信息采集、传输和执行系统。

采用统一的信息模型、数据模型、功能模型，便于变电站新增功能和扩展规模。

2.2 有利于变电站规模的扩大和功能的更新
数字变电站的各种设备间信息交换通过通信网路进行，如果变电站要新增功能或者扩大变电站的整体规模，只需在通信网络上接入新的设备，而不需要更换掉原有的设备，这就大大地节约了资源，保护用户投资，减少变电站的生命周期成本。

这也可以使变电站的工作更加地简单化，也会提高变电站的工作效率。

2.3 通信网络取代复杂的控制电缆
以往的变电站的通信设备大多数采用电缆进行传输和接收，不仅需要大量的电缆资源和人力资源，而且检修起来也不是很方便。

使用光纤取代了传统的电缆，电磁兼容性能优越。

因此数字化变电站的二次接线将大幅度简化，也将节约大量的物质资源和检测的人力资源。

2.4 测量精度更准确
传统变电站互感器输出的模拟信号通过电缆传输时及二次设备的数据采集过程中都将产生附加误差。

而数字化变电站则采用输出数字信号的电子式互感器，准确度更高，更值得信任，这也提升了保护系统、测量系统和计量系统的系统精度，提高了变电站的工作质量和工作效率。

2.5 应用电子式互感器
电子式互感器与传统互感器相比，具有绝缘简单、体积小、重量轻、电流互
感器动态范围宽、无磁饱和等很多优势。

数字化变电站采用电子式互感器之后，不会像传统互感器那样出现电流互感器断线导致高压危险、TA饱和影响差动饱和、CVT暂态过程影响距离保护等问题，这种电子式互感器一方面可以弥补很多传统互感器的缺陷，另一方面也是对传统互感器的一种提升。

数字化变电站较传统的变电站相比有很多的优点，比如，它可以解决设备间的互操作问题，使设备间可以实现无缝连接；还可以进一步提高变电站的自动化和整个的管理水平，使所有功能都可以遥控实现等等，在这里就不一一举例了。

3 科技进步为数字化变电站提供可能
随着科学技术的发展和进步，各种先进的技术被引进到电网的发展领域，各种先进的科技成果也得到应用。

数字化变电站相关技术的应用与推广，就实现了变电站的快速发展的目标。

随着变电站各种科学技术的发展，电子式互感器、智能化设备、在线监测技术通信等技术也将不断成熟，相对应的数字化变电站的研究和应用将逐步进入实际操作阶段，数字化变电站不知会发展到一个怎样的地步，但我们可以肯定的是，数字化变电站能有今天的发展是科技进步的结果。

4 数字式保护、监控、计量和录波等装备的支持
具备直流系统、UPS、五防系统等二次设备的支持，构成了数字化变电站过程层设备的成型。

在实际的操作中就有这样的案例，比如内蒙古220kV杜尔伯特数字化变电站中已有该类新型主变保护、110kV线路保护、110kV母线保护、智能电度表等二次设备投运，而且运行效果非常好。

因此可以说，现有二次设备技术能够为数字化变电站的建设和发展提供有力的装备技术支持。

5 应用成果分析
数字变电站的发展不是捕风捉影的，它的应用成果已经得到了证实和肯定，从它的各种先进装备中足可以看到数字变电站的发展前景。

例如：第一，变电站采用的光电互感器，特别值得一提的是首次在GIS内部采用光电式电压互感器，它的应用之所以可以取代传统的互感器，就是因为它能够消除传统互感器的严重缺陷；第二，互感器和二次设备间的数据传输是传统变电站的主要困难之一，而数字变电站的合并器的应用，则为变电站带来了很大的利益，合并器用来接收采集器的数字信号以及电磁式互感器的模拟信号，接着将这些信号处理，然后对外提供数据信息；第三，数字变电站利用各种先进的技术和设备实现了数据的同步采集和数据传输，这就解决了互感器之间数据的不同步问题，让信息运行得更加稳定，这也为未来的自动控制装置网络化提供了宝贵的经验。

数字化变电站的应用成果还有很多，这里不一一列举，但我们分明可以看到数字变电站的优势和实际应用可能。

6 结语
变电站自动化技术经过十多年的发展己经达到了一定的水平，数字化在变电
站的发展和完善过程中也逐步得到了应用。

数字化变电站即将成为电网建设的发展趋势，我们也希望数字化变电站可以尽快地普及到所有的地方。

参考文献：
[1]赵希才：《2004年国际大电网会议系列报道:电力系统保护与自动化》，《电力系统自动化》2005年4月.
[2]操丰梅，任雁铭，王照等:《变电站自动化系统互操作实验建议》，《电网技术》2005年6月.。