智能化GIS变电站设计分析

智能化GIS变电站设计分析

张方圆

(贵州电网有限责任公司铜仁供电局554300)

摘要：我国是用电大国，特别是经济的发展，对电力能否稳定共给提出了要求，所以发展建设以及设计完善智能化GIS变电站是刻不容缓的任务。而就目前来看，我国的智能化GIS变电站建设正进入到一个快速发展的时期。

关键词：智能化GIS变电站；特点；设计分析

引言：

在这里我们首先对智能化GIS变电站所具备的特点进行了阐述，然后对智能化GIS变电站的设计技术进行了简单的分析，最后叙述了对智能化变电站在实际中的应用，并做了总结。

1.智能化GIS变电站所具备的特点

我们知道智能化GIS变电站能实现信息的采集、传输、处理完全数字化。其具备如下的特点：

（1）数字化的一次电气设备

其采用了光学互感器以及智能开关等一些一次性的智能设备，并且电气一次设备具有相关的数字接口，能通过光纤数字编码信息与二次设备进行采样值、控制命令等信息的的交换。

（2）二次装置的全部数字化

网络通信方式存在于二次装置相互之间、二次装置和站控层设备两者之间以及二次装置和电信一次设备两者之间，其良好的代替了二次电缆的信息传递功能。所以二次装置已经实现了全面进行数字化的信息传输。

（3）全站设置了统一的标准平台

这里所采用的数据通信平台和数据建模是相互统一的，能使运行管理系统实现基本的自动化。并且这里还包括自动故障分析系统、设备健康状态监测系统和程序化控制系统等自动化系统。

2.智能化GIS变电站的设计技术

为了适应时代的发展，很多公司对高压组合电器进行了自智能化方向的设计与改进。比较常见的是如下几个方面的改造：

其一，针对光学互感器。运用较为智能和较为先进的光学互感器。能使二次监控系统的可靠性得到提高，在一定程度上避免了电磁式互感器的一些缺点，在数据采集过程中减少了一些附加的误差，使系统的精度得到了提高。进而实现了保护测控装置的采样过程能够数字化。

其二，实施监控和记录。相关机构的闸线圈的工作电流十分重要。根据其产生的波形可以进行相关的计算，能算出铁芯的启动时间、运动时间、通电时间。并且通过计算结果能够知道铁芯的运动状态。进而发现铁芯的参数变化，以得知其是否在正常工作，是否需要更换修理等等。而对闸线圈的工作电压进行监测，便能够得知相关操作的回路电压，并把它作为判断是否存在故障的依据。

其三，对于断路器的监测。这里我们不仅要对断路器的开段电流、开断次数进行监测，还包括对断路器的所走路程以及时间的监测。能通过曲线信息对断路器是否正常工作进行判断,也通过其数据对触头电磨损情况进行计算，以对电路器的使用寿命期限进行判断。

其四，对于数据建模以及数据通信平台统一采用相关设备。这能保证运行管理系统得意以自动化进行。

3.智能化GIS变电站在实际中的应用

现阶段下，国外的一些大型的电力设备公司已经开发完成以及投入应用了整套的数字化变电站设备。我国对于变电站智能化的准备设计研发等相关工作已经开展十几年了。并且已经有多个数字化变电站投入到运行使用中。自然，数字化变电站是未来发展的必然趋势，在我国也将投入大规模的使用。

在上个世纪，进行大规模建设变电站的时候，金属封闭式气体绝缘高压组合电器得到了较为广泛的应用。其具备节约了较大面积的土地，降低了土地方面造价；可靠性能较高，操作运行相对安全；相关人员进行安装以及系统维护较为方便；较为合理的一体化设计等方面的特点。到了本世纪，高压组合电器已经得到了各个电网各个电力公司的注意和重视。

高压组合电器包括一次设备以及二次设备。其一次设备包括：互感器、开关系统、系统控制等一些方面，能对电器运行状态时的信息进行采集更新，并进行相关技术的应用。其内部含有很多种类，很多性能的传感器，例如能测量电压电流的传感器、能对故障进行定位的传感器、能测量温度湿度的传感器。基于其含有大量的传感器的特性，其具备较多相对完善的功能，能在一定程度上能延长GIS的维护周期。

传统变电站所采用的通信设备的标准以及信息模型各不相同,二次设备和一次设备间用电缆传输信号，还要根据各自信息不同制定不同执行系统，较为复杂，更在一定程度上使变电站的成本较高。将比较之下，智能化变电站的例如保护、监测系统往往用同一个通信网络实现各种功能，不需要建立单独的信息采集、传输和执行系统。操作更为简单，并且在一定程度上降低了成本。

对于一个合理的科学的智能化GIS变电站，应该具备能实现微机保护、调度自动运行、自动监测设备状态三大基本功能。一次设备实现智能化，也就是指其对于信息的采集、处理和通讯等较为自动的功能，主要依靠硬件来实现。而二次系统进行的相关信息的采集、记录等功能，往往是依靠软件来加以实现的。目前进行生产设计的绝大部分智能化GIS变电站，都会在原有的较为成型的微机保护基础上，新增一些先进的自动化设备，例如，开关的防误操作连锁装置、开关寿命分析等，以帮助变电站基本功能能更好的实现。

总结：

智能化GIS变电站具备较高的可靠性能，目前也正在越来越快速的完善其一次设备和二次设备，在智能化的路上越走越好。并且，计算机技术以及通信技术的快速发展，对于建设智能化GIS变电站有很大促进作用。相信在当代的背景下，适当的于先进的科学技术相融合，智能化GIS变电站会有更快更好的发展。

参考文献：

[1]赵永军.滨河220kV智能化GIS变电站设计研究[D].华北电力大学,2014.

[2]王涛.唐山步步川110kV智能变电站的设计与应用[D].华北电力大学,2016.

[3]谷卫芝.关于某110kVGIS变电站接地网方案的效果分析及补充设计[J].广东输电与变电技术,2008,06:66-68.

[4]裴星宇.珠海220kV琴韵数字化变电站关键技术研究[D].华南理工大学,2012.