韋麗霞

摘 要：通過研究自1990年之后，我國電力GIS站的設(shè)計(jì)方案的探究，文章首先介紹了變電站發(fā)展歷程，并且對(duì)GIS站的典型設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了總結(jié)描述，以便能更好的理解和使用GIS站的典型設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：GIS站的；智能變電站；設(shè)計(jì)方案

國家智能電網(wǎng)主要由GIS站的組成。它作為電網(wǎng)的組成部分之一，從源頭上延伸到數(shù)據(jù)采集和輸電網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)。GIS站的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備規(guī)范的統(tǒng)一，是輸變電工程的設(shè)計(jì)開展目的。節(jié)約成本，提高運(yùn)營利潤，大力提高工作效率。

1 智能電網(wǎng)和GIS站的發(fā)展歷程

1.1 人們對(duì)“智能電網(wǎng)”這一代名詞的最早接觸，來源于2004年美國巴特爾的研究，然后在這之后的兩年，美國馬里蘭公司將建設(shè)智能電網(wǎng)納入自己公司的發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，構(gòu)建智能電網(wǎng)可以使千萬家庭用戶形成統(tǒng)一整體參與互動(dòng)，實(shí)時(shí)了解電價(jià)，讓智能電網(wǎng)合理安排，同年，美國科羅拉多博爾德市成為該國第一個(gè)成功構(gòu)建智能電網(wǎng)的城市，對(duì)可靠性供電進(jìn)行完美詮釋。

1.2 隨著我國人民日益增長的物質(zhì)文化需要，電力的使用供不應(yīng)求，不僅浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，也凸顯了越來越多的用電問題。電力需求加大，已經(jīng)無法彌補(bǔ)這一缺失。經(jīng)過科學(xué)技術(shù)的引進(jìn)和我國自主開發(fā)人員的研究，我們發(fā)現(xiàn)構(gòu)建智能變電站可以有效解決大容量能量傳輸或遠(yuǎn)距離能量傳輸?shù)膯栴}，但美中不足的是當(dāng)今社會(huì)可靠性低的供電手段和相對(duì)薄弱的網(wǎng)架設(shè)計(jì)結(jié)果未能將新能源有效利用。

1.3 國際電工委員會(huì)于2004年發(fā)表了當(dāng)今面向未來發(fā)展的變電站通訊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)—IEC61850，隨后SIME、ABB、GE等公司也都接二連三的開展了智能變電站的開發(fā)與研討，并將示范工程逐步建立。世界上的大多數(shù)國家，都已將智能變電站投產(chǎn)，并且從實(shí)驗(yàn)室的研究搬到生活中去，是國家電網(wǎng)的堅(jiān)固構(gòu)架。我國智能變電站也走到人們生活中，一大部分的變電站已經(jīng)在電網(wǎng)中平穩(wěn)的運(yùn)行維護(hù)，例如，220kv青島午山變電站和220kv江蘇西涇變電站，國家也大力支持GIS站的發(fā)展建設(shè)，為其投入相當(dāng)客觀的資產(chǎn)，由此可見，變電站的發(fā)展壯大有利可觀。

2 GIS站方案設(shè)計(jì)

我們始終遵循《變電站技術(shù)導(dǎo)則》，所以需要采用先進(jìn)可靠技術(shù)手段，這其中包括傳感器的使用，通信技術(shù)、控制和智能等，把標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、有序的一次設(shè)備參數(shù)作為信息平臺(tái)的基礎(chǔ)，提高變電可靠性。

2.1 設(shè)計(jì)原則

2.1.1 首先，GIS站原則上必須安全可靠，有安全保障，在認(rèn)知各種技術(shù)、設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的情況下，先充分考慮其安全性和運(yùn)行步驟，合理化的由低壓到高壓進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，并且逐步推廣，盡量避免運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，將智能變電站的構(gòu)建平穩(wěn)實(shí)施，從而高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行GIS站。

2.1.2 合理采用GIS站所需設(shè)備，保障其安全高效運(yùn)行，方便維護(hù)。

2.1.3 設(shè)備需結(jié)構(gòu)緊湊，功能完善，接口采用國際標(biāo)準(zhǔn)，不漏電，可塑性強(qiáng)。

2.1.4 GIS站的電力能源運(yùn)輸過程中，應(yīng)當(dāng)大力減少電力能源不必要的損失，一次設(shè)備設(shè)計(jì)需要復(fù)合智能化需求，將數(shù)字化大力實(shí)現(xiàn)，降低傳輸過程中的誤差。

2.1.5 二次網(wǎng)絡(luò)建設(shè)仍需保障可靠安全的原則。必要時(shí)可采用備份，并且將雙以太網(wǎng)通訊技術(shù)大力應(yīng)用。

2.1.6 智能變電站的建設(shè)，要符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，地理位置，工作環(huán)境，位置結(jié)構(gòu)，土壤酸堿度等都要仔細(xì)考慮。

2.2 智能變電站構(gòu)建實(shí)施

2.2.1 確定主變壓器臺(tái)數(shù)以及MVA參數(shù)，由工程技術(shù)人員繪圖進(jìn)行研究探討。

2.2.2 確定各種接線參數(shù)設(shè)定，保證接口良好，不漏電，不浪費(fèi)，以免產(chǎn)生火災(zāi)事故等重大安全問題。

2.2.3 完成一次系統(tǒng)二次系統(tǒng)配備。

2.2.4 制定實(shí)施構(gòu)建計(jì)劃表，安排相關(guān)工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控，合理構(gòu)建智能變電站。

2.2.5 在原則上滿足前期工作準(zhǔn)備和工程建設(shè)規(guī)模的前提下，完成體工程設(shè)計(jì)，如果不能滿足要求，應(yīng)將各個(gè)模塊重新分配，以滿足構(gòu)建要求。

2.2.6 GIS站除了智能化的基礎(chǔ)之上，還應(yīng)該合理架構(gòu)進(jìn)出線，這樣能夠有效減少智能變電站的架構(gòu)數(shù)量，使總體布局變得更加簡潔大氣，更加美觀。

2.2.7 需進(jìn)行工程試驗(yàn)，測(cè)算線路最大運(yùn)輸容量，如果不能達(dá)到運(yùn)輸電量的要求，應(yīng)該從源頭把關(guān)，及時(shí)調(diào)整GIS站的設(shè)備參數(shù)和設(shè)備類型，合理計(jì)算經(jīng)費(fèi)，節(jié)約開支。

2.3 GIS站設(shè)計(jì)方案明細(xì)

2.3.1 保證監(jiān)控系統(tǒng)和保信子站的結(jié)合，將通訊建模標(biāo)準(zhǔn)和自動(dòng)化系統(tǒng)集成功能統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，完美建立一次設(shè)備和二次設(shè)備的關(guān)聯(lián)關(guān)系，具體分析數(shù)據(jù)模型，將數(shù)據(jù)強(qiáng)化保護(hù)，并且能為故障信息統(tǒng)一管理。

2.3.2 接口方式至關(guān)重要，數(shù)據(jù)模型必須具有唯一性，前臺(tái)和后臺(tái)的數(shù)據(jù)處理，警告數(shù)據(jù)都應(yīng)及時(shí)傳送到工作人員處，以便更加方便快速的了解設(shè)備是否正常運(yùn)行。

2.4 GIS站設(shè)計(jì)方案其他問題

2.4.1 接線過程復(fù)雜繁瑣，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)雜亂無章這是不可行的，GIS站的架構(gòu)過程中，要盡量避免這類問題的產(chǎn)生，以免給故障發(fā)生時(shí)，無法檢測(cè)故障點(diǎn)帶來不必要的麻煩。

2.4.2 當(dāng)今GIS站的架構(gòu)設(shè)備種類繁多，我們已經(jīng)無法裝備到由同一廠家生產(chǎn)的設(shè)備，在組件智能變電站系統(tǒng)時(shí)，需要增加許多中轉(zhuǎn)，給調(diào)試和維護(hù)人員帶來新的工作量，如果中轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)過于復(fù)雜，便會(huì)深深地影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，設(shè)備故障發(fā)生時(shí)，我們不能及時(shí)判斷具體是哪個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生問題，所以盡量滿足設(shè)備的統(tǒng)一，以免延誤故障處理。

2.4.3 在GIS站結(jié)構(gòu)中，二次電纜的使用會(huì)影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，無法對(duì)電纜是否連接準(zhǔn)確進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，嚴(yán)重還可導(dǎo)致異常報(bào)警，并且無法排除，所以要經(jīng)常檢查二次電纜的使用情況，對(duì)設(shè)備定期檢查維修，保持電纜回路的可靠性。

2.4.4 由于GIS站架構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，電壓計(jì)算的細(xì)小誤差，再加上設(shè)備重復(fù)的問題，就會(huì)出現(xiàn)“失之毫厘，差之千里”的現(xiàn)象，極大的影響了設(shè)備的可靠性。智能變電站的系統(tǒng)各個(gè)相對(duì)獨(dú)立卻又密不可分，一般包括保護(hù)系統(tǒng)，計(jì)量系統(tǒng)，測(cè)控系統(tǒng)，錄波系統(tǒng)，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等，在電流采樣的過程中，由上述裝置分工工作，另外如果接口不規(guī)范，還會(huì)產(chǎn)生智能設(shè)備缺乏互操作性。所以設(shè)備的可靠性，也會(huì)必然下降。

3 結(jié)語

當(dāng)今社會(huì)，國家智能電網(wǎng)主要由GIS站組成。它作為智能電網(wǎng)的組成部分之一，從源頭上延伸到數(shù)據(jù)采集和輸電網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)。我國變電站未來的發(fā)展方向就是智能變電站，它既能作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，又能作為我國變電站的未來發(fā)展趨勢(shì)。GIS站的延伸設(shè)計(jì)，永遠(yuǎn)都是我國大力發(fā)展電力研究設(shè)計(jì)的不懈追求。

參考文獻(xiàn)

[1] 張玉軍，韓文慶，楊旭方，周朝霖.220kV變電站典型設(shè)計(jì)綜述[J].山東電力技術(shù)，2007（6）.

[2] 孫中尉，張凡，束娜.220kV智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及交換機(jī)配置優(yōu)化方案研究[J].電氣應(yīng)用，2011.

[3] 張玉軍，韓文慶，楊旭方，周朝霖.220kV變電站典型設(shè)計(jì)綜述[J].山東電力技術(shù)，2007（6）.

[4] 朱瑩.上海220千伏變電站智能化改造若干關(guān)鍵技術(shù)[D].上海交通大學(xué)，2011.

[5] 陳旭玫.220kv南溪智能變電站設(shè)計(jì)[D].昆明理工大學(xué)，2012.

[6] 莊文柳.220kv智能變電站技術(shù)工程實(shí)施方案研究[D].上海交通大學(xué)，2013.