陳鵬程++孔慶華++高燃++戴太文

摘 要

智能變電站中的測(cè)控裝置是保證變電站的運(yùn)行據(jù)信息收集和執(zhí)行設(shè)備操作控制的最核心技術(shù)，是保證智能變電站安全運(yùn)行的前提。本文從智能變電站的測(cè)控裝置著手進(jìn)行論述，對(duì)當(dāng)前存在的智能測(cè)控裝置進(jìn)行了研究，希望對(duì)促進(jìn)智能測(cè)控裝置的發(fā)展提供借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】智能變電站 測(cè)控裝置 測(cè)試

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，智能變電站的發(fā)展成為變電站發(fā)展的基本趨勢(shì)。智能變電站具體是指用智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備建立起來的變電站。智能化變電站的建立可以充分的實(shí)現(xiàn)信息的共享，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力資源的需求。

1 智能變電站的特點(diǎn)

智能變電站是以各種先進(jìn)、節(jié)能、環(huán)保以及安全的設(shè)備建立起來的新型變電站，它的信息傳輸基礎(chǔ)是高速網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)。智能變電站對(duì)信息的采集、控制、計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)、檢測(cè)等各種功能的實(shí)現(xiàn)都是自動(dòng)化完成的。這在很大程度上節(jié)約了變電站的運(yùn)行成本，提高了變電站的運(yùn)行效率和質(zhì)量。

智能變電站分為兩個(gè)層次，即系統(tǒng)層和設(shè)備層。智能變電站的系統(tǒng)層是為了保證實(shí)現(xiàn)智能化變電站的站控層的基本功能而設(shè)立的，系統(tǒng)層面向全部以及1個(gè)以上的高壓設(shè)備，利用智能組件獲得智能變電站中所需要的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)智能化變電站中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的處理。按照智能變電站和國(guó)家電網(wǎng)的基本要求，保證智能化變電站和國(guó)家電網(wǎng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行，控制智能化變電站中各個(gè)設(shè)備層的功能實(shí)現(xiàn)，保證智能化變電站各個(gè)功能的有效落實(shí)，為解決國(guó)家的用電問題提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

智能化變電站中的設(shè)備層的具體組成部分包括：高壓設(shè)備、智能組件以及智能設(shè)備三個(gè)部分，能夠有效保證智能化變電站的過程層和間隔層功能的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)完成智能化變電站的測(cè)量、控制、計(jì)量、保護(hù)以及檢測(cè)等各項(xiàng)功能。

智能組件是智能化變電站設(shè)備層中的比較靈活的物理設(shè)施，具體包括測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)算以及監(jiān)測(cè)五個(gè)單元。每個(gè)單元功能的實(shí)現(xiàn)都為保證智能化變電站整體功能的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支撐。

由于智能變電站是利用現(xiàn)代的信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)變電站的基本功能，其與傳統(tǒng)變電站相比，存在很大的不同。

首先，電氣量信息的自動(dòng)化輸出，保證了一次、二次系統(tǒng)電氣上的有效隔離，從而減小了開關(guān)場(chǎng)、感應(yīng)和電容耦合等方法對(duì)二次設(shè)備的電磁干擾。電信道傳輸?shù)那宄?，保證了二次光纜傳輸處于絕緣的條件下，測(cè)控設(shè)備的安全性大大提高。在測(cè)控裝置的電磁兼容性和絕緣性方面，智能化變電站與傳統(tǒng)變電站相比，要求大大的降低了。

其次，智能化的測(cè)控裝置的數(shù)據(jù)采集源于數(shù)字量，與傳統(tǒng)變電站測(cè)控裝置中的模擬量相比，電氣量的降壓、濾波等各項(xiàng)工作都變的非常簡(jiǎn)單，而且有的工作可以用電子式互感器來做，使得智能化變電站的測(cè)控裝置的內(nèi)部構(gòu)成變的非常的簡(jiǎn)單。

最后，測(cè)量電氣量在傳輸中誤差的減小，保證了智能化測(cè)控裝置的測(cè)量準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)變電站的電氣量的測(cè)量誤差之所以難以控制，就是因?yàn)樗碾姎饬啃盘?hào)是通過電纜傳輸?shù)蕉卧O(shè)備的，電氣量的誤差也因?yàn)槎位芈坟?fù)荷量的不斷變化而難以固定。但智能化變電站的測(cè)控裝置本身是不會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差存在的，而且智能變電站的電氣測(cè)量誤差僅僅來源于電子式互感器，對(duì)電氣量測(cè)量的精準(zhǔn)性影響很小。

2 智能化變電站測(cè)控裝置的新特征

在傳統(tǒng)建筑中，是通過對(duì)傳統(tǒng)的電流、電壓互感器的模擬量，實(shí)現(xiàn)電纜傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，同時(shí)利用測(cè)控裝置進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后利用網(wǎng)絡(luò)將獲得的信息傳送到傳統(tǒng)變電站的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和控制。后臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控裝置對(duì)一次設(shè)備的控制作用也只能利用電纜傳輸模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)，非常的復(fù)雜，且極易出現(xiàn)安全隱患。智能化變電站的測(cè)控裝置與傳統(tǒng)變電站的測(cè)控裝置相比較，就可以避免傳統(tǒng)變電站中測(cè)控裝置的弊端，充分實(shí)現(xiàn)在變電站中設(shè)置測(cè)控裝置的目的和意義。

智能化變電站通過對(duì)電氣量數(shù)據(jù)的收集環(huán)節(jié)和控制環(huán)節(jié)的智能化使用，利用電子式互感器、合并單元和智能操作箱進(jìn)行作業(yè)，把一次設(shè)備收集的電氣量直接得轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，利用光纜傳輸技術(shù)進(jìn)行傳輸，運(yùn)行控制的進(jìn)行也通過網(wǎng)絡(luò)通信的方法用信息保溫的方法實(shí)現(xiàn)。由此可知，智能化變電站在以下方面對(duì)測(cè)控裝置進(jìn)行了創(chuàng)新：

2.1 電氣量信息可以自動(dòng)化輸出

自動(dòng)化的電氣量信息輸出，確保了一次、二次系統(tǒng)電氣上的有效隔離，從而減小了開關(guān)場(chǎng)、感應(yīng)和電容耦合等方法對(duì)二次設(shè)備的電磁干擾。

2.2 智能化變電站的測(cè)控裝置工作程序簡(jiǎn)單

智能化的測(cè)控裝置的數(shù)據(jù)采集源于數(shù)字量，與傳統(tǒng)變電站測(cè)控裝置中的模擬量相比，電氣量的降壓、濾波等各項(xiàng)工作都變的非常簡(jiǎn)單，使得智能化變電站的測(cè)控裝置的內(nèi)部構(gòu)成變的非常的簡(jiǎn)單。

2.3 智能化變電站測(cè)控裝置結(jié)果的誤差小

智能化測(cè)控裝置的測(cè)量準(zhǔn)確性，有效的減小了智能化測(cè)控裝置監(jiān)測(cè)結(jié)果的誤差。因?yàn)閭鹘y(tǒng)變電站的測(cè)控裝置是通過電纜傳輸?shù)蕉卧O(shè)備的，電氣量的誤差也因?yàn)槎位芈坟?fù)荷量的不斷變化而難以固定。而智能變電站的電氣測(cè)量誤差僅僅來源于電子式互感器，對(duì)電氣量測(cè)量的精準(zhǔn)性影響很小。

3 測(cè)控裝置在智能化變電站中的重要作用

智能化變電站的工作原理是利用最先進(jìn)的各種高新技術(shù)進(jìn)行技術(shù)的整合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的設(shè)備以及輸、配電線路的監(jiān)視、控制、調(diào)度通信以及測(cè)量等自動(dòng)化功能。

智能化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的間隔層設(shè)施就是測(cè)控裝置。測(cè)控裝置的基本功能具體包括：遙信、遙測(cè)、遙控以及遙調(diào)四大功能，簡(jiǎn)稱為四遙功能。除了以上四大功能外，智能化變電站的測(cè)控裝置還具有同期與間隔聯(lián)閉鎖的作用。利用智能化變電站的間隔聯(lián)閉鎖功能可以充分利用測(cè)控裝置在分布式和網(wǎng)絡(luò)化上的優(yōu)點(diǎn)，從而保證全部數(shù)據(jù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)共享。防止防誤閉鎖方式的誤差，同時(shí)與后臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)五防順序控制功能的一體化運(yùn)行。

4 智能化變電站中對(duì)測(cè)控裝置的新要求

智能化變電站通過三層兩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，有效的利用了資源的共享優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了智能化變電站向集成化方向發(fā)展的目標(biāo)。智能化變電站的間隔功能是由智能組件以及高壓設(shè)備進(jìn)行的一體化設(shè)計(jì)。智能化變電站的測(cè)控技術(shù)的集成化發(fā)展，對(duì)智能化變電站的測(cè)控裝置提出了新的要求。只有實(shí)現(xiàn)這些要求，才能保證智能化變電站測(cè)控裝置集成化發(fā)展的目的。新要求具體包括以下幾個(gè)方面：太網(wǎng)通信接口的多樣化、大流量信息處理的技能和與光電互感器和智能開關(guān)設(shè)施的接通能力、硬件平臺(tái)的一體化、互可行性的條件、事故簡(jiǎn)報(bào)和間隔錄波的功能以及配套工具齊全。只有滿足了這6項(xiàng)新要求，智能化變電站的測(cè)控裝置的發(fā)展才能更好的發(fā)揮作用，保證智能化變電站的主要功能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步提供電力資源的支持。6項(xiàng)新要求也是推動(dòng)智能化變電站測(cè)控技術(shù)進(jìn)步的基本要求，只有在不斷的技術(shù)進(jìn)步中，才能促進(jìn)智能化變電站測(cè)控技術(shù)的不斷向前發(fā)展，解決智能化變電站在發(fā)展過程中遇到的難題。

5 智能變電站的測(cè)控裝置的發(fā)展方向

當(dāng)前社會(huì)，智能化測(cè)控裝置受技術(shù)影響的限制，測(cè)量功能還非常單純，只是在穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)方面實(shí)現(xiàn)了測(cè)控，其他的項(xiàng)目中的測(cè)控還無法進(jìn)行。雖然個(gè)別試點(diǎn)項(xiàng)目的測(cè)控與同步相量測(cè)量的功能進(jìn)行了整合，保證了測(cè)控裝置數(shù)據(jù)收集的穩(wěn)態(tài)，但由于是通過不同的物理口和規(guī)約在后臺(tái)執(zhí)行從而保證其穩(wěn)態(tài)的數(shù)據(jù)收集。由此可知，當(dāng)前的智能化變電站的測(cè)控裝置還沒有實(shí)現(xiàn)完全意義上的融合。

為了促進(jìn)智能化變電站測(cè)控裝置的發(fā)展，需要進(jìn)行以下研究。

5.1 遙測(cè)測(cè)試技術(shù)

模擬量遙測(cè)：研究模擬量輸入時(shí)的遙測(cè)測(cè)試技術(shù)，擬采用模擬源平臺(tái)的檢測(cè)技術(shù)，利用此平臺(tái)產(chǎn)生三相可調(diào)的幅值、頻率、相位的電壓電流信號(hào)，提供給測(cè)控裝置，模擬現(xiàn)場(chǎng)的交流信號(hào)，從而獲取、分析并評(píng)定測(cè)試數(shù)據(jù)。

數(shù)字量遙測(cè)：研究數(shù)字量輸入時(shí)的遙測(cè)測(cè)試技術(shù)，擬模擬合并單元的電壓電流信號(hào)，通過光纖輸入智能站測(cè)控裝置，進(jìn)而獲取、分析并評(píng)定測(cè)試數(shù)據(jù)。

遙測(cè)測(cè)試技術(shù)的使用不僅可以獲得數(shù)據(jù)，而且能夠?yàn)檫b控目標(biāo)物體提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，常和遙控技術(shù)結(jié)合在一起應(yīng)用，對(duì)變電站中測(cè)控裝置的測(cè)試非常的有幫助。遙測(cè)測(cè)試技術(shù)作為一門綜合技術(shù)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，應(yīng)用范圍越來越廣泛。

5.2 諧波測(cè)試技術(shù)

研究測(cè)控裝置輸入波形畸變的影響的諧波測(cè)試技術(shù)。構(gòu)建交流電壓、電流諧波疊加系統(tǒng)，輸出給測(cè)控裝置，用來檢驗(yàn)綜自系統(tǒng)諧波測(cè)試功能。

諧波測(cè)試技術(shù)具有建構(gòu)方案靈活、功能強(qiáng)大以及方便高效等優(yōu)點(diǎn)，它在變電站測(cè)控裝置中的廣泛使用有效的提高了測(cè)控裝置測(cè)試的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

5.3 防抖測(cè)試技術(shù)

由于測(cè)控裝置的遙信能夠獨(dú)立設(shè)置防抖時(shí)間，對(duì)防抖測(cè)試技術(shù)進(jìn)行研究，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)遙信的該防抖時(shí)間測(cè)試。

雖然到目前為止，變電站中的測(cè)控裝置的遙控防抖時(shí)間的確定還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試程序和方法，但通過利用防抖測(cè)試技術(shù)，對(duì)遙信防抖時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，能科學(xué)的對(duì)測(cè)控時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能化變電站中的測(cè)控技術(shù)是保證智能化變電站有效運(yùn)行的前提，測(cè)控技術(shù)如何直接決定了智能化變電站的功能的實(shí)現(xiàn)情況。為此，對(duì)智能化變電站的研究絕對(duì)不能離開對(duì)其測(cè)控技術(shù)的研究，改善測(cè)控裝置是促進(jìn)智能化變電站發(fā)展的最主要的手段。

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作者單位

1.國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司 安徽省合肥市 230601

2.福建億榕信息技術(shù)有限公司 福建省福州市 350003