浅析智能变电站技术应用
浅析智能变电站技术应用
刘利
摘要:智能变电站技术的应用,将弥补以往变电站的不足之处,减少变电站的工作负荷,提高工作效率,将先进和可靠的高科技技术广泛运用于变电站工作,不仅可以强化变电站的监测工作,也可以减少变电站的误差工作,有效管理和监控变电站,为变电站提供有利的技术支持。本文以介绍智能变电站的组成结构为切入点,根据它的结构谈及相关技术,旨在介绍智能变电站如何展开工作。
关键词:智能;变电站;技术
智能变电站相对于以往任何一种变电站都较为先进,其优点就是“智能性”,就是智能技术与设备智能化的相互整合。目前,人工智能可谓热门话题,在社会各个领域悄然发生巨变,在提高生产力的同时,改善人们的生活水平以及工作效率。而电力行业与人们的生活水平和社会的发展前景息息相关,强调智能变电站的作用势在必行,不仅可以提速电力行业的发展水平,也可以提高人们的生活质量以及经济的发展水平。因此,智能变电站是顺应时代发展的产物,也是满足人们生活所需的设施。在国内推广智能变电站,既体现了电力行业的科技含量,也体现了电力行业的先进程度。电力行业因智能性发生改变,智能变电站在电力行业发挥自身作用。
1. 智能变电站的结构
1.1 站控层
智能变电站的中枢枢纽是站控层(见图一),除了有主机,还有路由器和人际交互设备。站控层监测变电站,发现异常,即可预警。如果站内设备出现技术故障,那么,计算机就可以跟踪和记录电能的异常现象,并实时处理问题。最后,将处理结果及时反馈给控制中心,旨在帮助智能变电站排除故障。因此,站控层就是智能变电站的大脑,关乎智能变电站是否可以正常运转或者维护,关乎智能变电站是否可以正常工作,关乎人们日常供电需求是否可以稳定。可见,站控层对于智能变电站而言,具有至关重要的地位。它可以统筹兼顾全局,实时掌控相关信息,做好维护变电站工作秩序的各项有利支持。
1.2 设备层 (过程层)
设备层(过程层)除了核心设备控制柜,还有输入和输出电能的设备。主要设备除了电流、电压互感器,还有复合型传感器。电流互感器负责测量电压以及输出数字化;复合型传感器负责实时监测设备运行状态。另外,电压互感器不仅可以促成中转电流完成输电工作,还可以促成中转电流完成配电工作。可见,设备层主要体现在发挥智能变电站的基础功能,维持智能变电站的日常运转工作。
1.3 间隔层
间隔层位于前面两层的中间位置,除了核心设备测控设备,还有继电器以及母线保护单元。间隔层就是为了连接站控层和设备层而存在的,具有承前启后的作用,连接整个智能变电站的设备,使其顺利开展工作。在转换电能时,电能通过间隔层时相关数据将被测控单元记录,并输入站控层。间隔层可实行继电保护操作,运行检测故障和闭锁等工作。因此,间隔层是智能变电站的纽带,承接站控层和设备层,将智能变电站有机联系起来,组成工作结构,形成工作系统。如果没有间隔层,智能变电站的站控层和设备层将无法正常对接,更不可能正常运转。间隔层是一层不可或缺的装备,起到至关重要的作用,可以维系智能变电站各种设备正常运转。
图一 智能变电站结构示意图
2.智能变电站技术的应用
2.1变电设备的智能化
智能变电站技术小范围内可实现设备的智能化,并建设完成智能电网。智能变电站主要利用智能传感器监控电力运行情况,全面控制电力设备,同时自动处理故障。智能变电站技术采用设计设备一体化落实监控一体化,有效地将智能变电站各方面的工作有机结合起来。其次,通过断路器结合高压设备落实设计一体化,并完成融合、管理分层控制设备的信息,促使采集信息更为准确、快捷。因此,智能变电站技术的应用以及工作原理,将减少变电站的任务量,提高工作效率,促成变电站更好地服务于大众。
2.1.1变压器的智能化
变压器的智能化主要是自动化运行以及在线监测变压器。不仅要实时监测变压器油色谱、套管绝缘、接地电流溶解气、水分等相关问题,还要实时监测电力负荷、变压器油温,监控变压器油品溶解气、水分等相关问题,及时判断和处理变压器局部放电、绕组短路、介质损耗,有效调整铁芯电流、负荷温度、冷却器状态,保证变压器功能。
2.1.2断路器的智能化
断路器的智能化利用计算机技术、微电子与新型传感器等技术相互作用,二次设计断路器系统,数字化操作断路器的开关。其主要负责检测故障电流,自动选择操作,将电力和机械分闸。现阶段断路器的合闸、分闸电流相对较小,电源的容量要求较低,可以迅速重合闸,高效控制断路器。
2.1.3电子式互感器的智能化
电子式互感器的智能化在实现信息实时数字化的同时发挥了继电保护的可靠性,也发挥了其动态监测功能(见图二)。它凭借电磁感应原理提升变电站运行控制水平,动态测试电压、电流状况。除此之外,不管是电感分压,还是电容分压或电阻分压,都充分利用了电子式互感器的智能化。
图二 智能变电站一体化监控系统
2.2实现高级变电功能
2.2.1 整体监测变电设备
智能变电站利用智能系统全面、系统地监测站内设备,并实时获取相关数据以及信号,同时,不仅监测变电站的输入情况,也监测变电站的输出情况,采集的数据比较准确、有效,从而提升了变电站的工作效率。同时,由于技术水平的限制,少数智能变电站未能实现整体监测。因此,智能变电站应该具体问题具体分析,结合自身情况,选择合适的设备做好整体监测工作。
2.2.2 控制线路综合故障
智能变电站凭借先进的技术,获取众多的原始信息数据;利用科学的处理技术,提高处理信息的效率;为了开发状态监测以及故障诊断系统,不仅参考了在线处理技术,也参考了数据库模型技术。建立系统之后,只要工作人员输入设备运行的参数和特性,系统就会定期监测设备的工作状态。因此,智能变电站可以较好地控制线路综合故障,及时排除线路隐患,提高智能变电站的工作效率,促使智能变电站可以顺利开展工作。
2.2.3 突显智能报警功能
智能分析决策系统突显报警功能,其可以在短期内处理设备的大量运行数据,快速找出故障信息,不仅可以减少设备的误报率,还可以提高报警的准确率。同时,判断故障的级别由信号的强度分析决策系统所决定,真正协助智能系统分辨故障。同时,可以根据数据来源反馈故障数据,不仅可以得出故障提示信息、故障级别,还可以得出检修意见。技术人员应重视这些故障信息,并认真维护智能系统。少数智能变电站还建立了间隔报警机制,定时报警故障。因此,智能变电站设置了报警功能,在运行过程中也就形成了预警机制,可以减少人工监管带来的不便以及成本,保障变电站在无人工作时,也能发出预警信号,避免发生事故,造成不必要的损失。
2.3自适应继电保护技术的应用
"事先整定、实时动作、定期检验"是传统的继电保护的原理。这种保护控制方法在实践中存在缺陷,即使在传统的应用场合,也不能满足系统要求。这种保护控制方法会因保护范围变大而造成运行方式改变,其保护灵敏度也会因负荷大而受影响。由于这些缺陷是客观存在的,不可逆转的,系统较难减少误差以及排除故障。智能变电站保护装置自适应继电保护虽然没有改变以往的工作原理,但是保护方式发生了实质性的改变,有赖于先进的数据处理技术采集电网的实时信息,判断电网的状态,在线整定参数,寻找实现灵敏度和保护范围各项优秀指标。因此,智能变电站保护装置自适应继电保护算法(见图三),可以较为合理的处理变电站的数据,为智能变电站开展工作提供准确、安全、快捷的工作机制。
图三 继电保护算法
2.3.1智能电网的工作原理
智能电网分布的传感器主要通过监控输电线路的实际容量和温度,自行调整功率,实时采集信息,在运营方面做到极致。期间,还应调整输电线路的负荷保护定值,使其适应温度的变化。
2.3.2智能电网促进继电保护技术发展
继电保护技术之所以能够持续发展,有赖于智能电网的信息化以及数字化的支持。同时,除了最新的遗产算法和模糊逻辑技术将扎根于智能电网继电保护领域,还有最新的神经网络和进化规划技术也将扎根于此,目的是彻底解决复杂非线性问题,提升继电保护技术发展层次。
2.3.3智能电网自适应继电保护控制
智能电网在电气故障的状态下,实行自适应继电保护控制,改变保护的定值以及性能等。作为新型技术,智能电网自适应继电保护控制,可以促使继电保护技术在短期内适应各种变化,不仅强化了继电保护技术的可靠性,也发挥了其保护作用,从而带来可观的经济效益。
总之,智能变电站不仅有可靠、先进的技术,还有集成化、节能环保的优势。智能变电站利用智能系统传输信息,高效采集与测量数据,全面测控各项设备,智能调控电网,不仅实现有效分析,还有协同合作,最终完成高效监管的目的。在应用智能技术时,变电站不仅可以改变以往的操作方法,还可以改变以往的监控方法,促使变电站通过智能系统准确高效地采集和分析数据,从而提高工作效率以及监管水平。数字化变电站强调通过哪种手段达到哪种效果,而智能变电站则强调达到哪种效果。因此,智能变电站的产生主要是满足人们的生活需求以及提高变电站的工作效率,利用先进、可靠的智能系统减少工作量,提高工作效率,为人们的生活以及生产输送稳定的电源,保障各项基础建设的用电需求,为国家基础建设提供强而有力的支持,为经济发展以及社会发展作出积极的贡献。
参考文献
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