变电系统变电自动化技术

霍建平

关键词：电力配送；变电系统；智能化技术

1变电系统中智能化技术的体系结构

  与传统变电系统相比，变电系统中智能化技术的体系结构也是由过程层、间隔层以及站控层组成的。过程层与传统的变电站的一次设备相比，主要添加了合并单元和智能结构，能实现变电站中各种信息的采集与转换，同时发出保护信号，使得变电站的保护工作能够准确以及正确运转。

  间隔层则与传统变电站中的二次回路相对应，其不仅能对保护屏、故障录波器或测控柜等二次元设备进行保障，还可以进行遥控和通信的功能。

  站控层主要是其拥有外部通信、服务器以及站内控制等若干个子系统。能够实现数据采集或者监控的功能，如果在此基础上增加配套服务，则此变电站的功能也会得到扩展。

2变电系统中智能化技术的特征

2.1设备操作智能化

  在变电站中应用智能化技术，断路器经过多次演变，现今以电子、计算机技术为基础的控制回路成为主流的断路器。智能断路器的系统主要包含控制单元、智能接口以及控制软件。与传统的机械式辅助和开关相比，镶嵌的电压变换器和电流变换器使其取代传统断路器，使得变电站中的断路器实现了智能化。

2.2具有高度集成性

  在变电系统中应用智能化技术，能够有效地将当代发展迅速的通信技术、信息传感技术、计算机技术以及虚拟电厂技术等技术进行高度融合，使其在进行数据采集以及处理时更加简单和准确。
2.3信息交互网络化

  通过在变电站中应用智能化技术，新型电磁互感器得到了较好的应用，主要是电磁互感器具有能耗低、效率高等优点。而其他模块装置已经演变为逻辑模块装置，不再负责信息的传递功能，有效减少了设备的压力，使设备的运行效率得到有效提升。

2.4设备运行状态监控

  在变电系统中加入智能化技术，能实现对设备的状态的监控，而通过对其检测到的数据进行分析，可以精准地明确检修时间与实际检修项目。
3目前智能化变电站存在的问题

  （1）一次设备智能化程度低。一次设备状态感知程度较低，状态判断主要依靠定期停电试验及故障后诊断试验。传统变压器运行中仅有油温、油位、电压、电流等有限的监测手段，组合电器传感器单一，且采样信号类型、传输不统一，开关柜隔离触头长期承受大电流负荷，无法观测设备过热缺陷，进而引发故障着火。（2）二次系统网络结构复杂。智能变电站自动化架构采用“三层两网”结构，站内信息网络复杂，信息共享率低、可靠性低下，且设备投资大。并且存在采样重复的问题，交换机和光缆数量庞大，现场施工及运维工作量不减反增。智能站用光纤替代电缆，二次回路不直观、可视化程度低，难以开展信号溯源、故障定位、安措布置等工作，作业安全风险高。（3）倒闸操作效率低。变电站倒闸操作环节复杂，每一项操作步骤都需要人工操作，智能化程度低。且人工实施操作前，还有接令、写票、审核、模拟等复杂的环节和过程，重复性工作多；对同一项操作任务来说，尽管每次操作项目完全一致，也仍要执行上述全部流程：且每步操作均需运维人员往返于变电站与运维班组之间进行现场执行、现场确认，操作时间长，效率低下。

4 智能化技术在电力系统中的具体应用

4.1强化电力的系统管理

  要使电力系统始终保持良好的运行状态，首要的任务就是要对其进行全面监管，主要分为两个方面：一是对设备进行监控，二是对相关人员进行监管。对那些危险地区、资源密集、易发故障等区域，是无法实现人员现场管理的，必须应用智能化系统进行管理，以此依据大数据对这些区域进行标记，从而实现全面监测管理。例如，设备的使用寿命都是存在一定的年限的，这时系统就可以将设备的故障时间预估出来，相关人员随即对设备进行相应的保养和检修，这样就可以有效避免设备出现故障，从而提高设备的利用率。

4.2知识管理的智能化发展

  随着我国经济快速发展，人才需求旺盛，国民的受教育程度越来越高，企业的管理模块也分化出了知识管理。知识管理的本质是以知识经济理论、企业管理思想、现代信息技术为核心的新型管理方法。知识管理水平的高低是企业的专业水平高低的集中体现，因此是否构建完善的知识管理系统及对知识产权科学合理的经营，是促进企业发展的关键。实现企业智能化发展，在企业内部开展专业知识和专业技能的培训，是当前企业发展的首要任务。

4.3常规设计

  常规设计中的设计属性、设计进程、设计策略已经规划好，智能系统在推理机制的环境下通过调用相关符号模型（如规则、语义网络、框架等）进行设计工作，这种设计方法主要是根据项目的实际需求进行相应配置。目前，电力设计智能化的主要发展方向是实现数据化、智能化及自动化，从而提高工作人员的工作效率。在电力行业中，三维数字化设计的应用工具主要是三维设计软件，其设计思想和策略与传统的二维绘图软件基本相同，是由设计人员依照自己的思路进行绘制，无论二维还是三维设计软件都只是设计工作的辅助工具。智能化设计的出现就是为了改变设计人员在设计阶段的传统思想，利用数据化特有的设计策略、设计属性和设计进程，结合以往设计人员的设计经验，不断创新出新的设计理念和设计方法。在大数据的支持下，设计人员的绘图和出图工作实现质的飞跃，利用新程序、新软件进行绘图和出图工作，将极大地提高设计人员的工作效率和工作质量。

4.4对电力系统数据进行采集

  要在传统的电力系统中采集数据，就需要进行人工采集，这样一来不仅要受到庞大设备的限制，同时操作人员还会受到地理环境的约束，从而导致数据的采取精度较低。现代智能化电力系统大多数都在多采用多个检测设备集成化联合作业，这种设备不仅携带方便，且采集的数据也会比较准确，同时还可以安装在偏远地区，实现实时检测和远程控制，从而使采集成本得以降低

4.5三维场景模拟技术

  三维建模是虚拟现实技术与变电站三维场景结合的精确体现，也是系统可操作性以及虚拟场景真实效果增强的关键所在。除此之外，在软件系统中相关人员还应注意，场景与逻辑颗粒度会显著影响系统软硬件运行性能，应结合实际情况进行内容颗粒度与沉浸感、真实性的平衡。与此同时，虚拟变电站场景还可能通过进一步拓展，利用分布式仿真导入更高级别模拟模块的结果，为虚拟现实技术研究奠定牢固的基础，进而形成虚拟变电站的虚拟场景.

4.6适合的交互工具

  首先，学员在智能变电站场景内漫游期间，需合理交互场景中的相关设备，在运维操作训练中，学员应根据具体的操作内容，灵活选择诸如电脑钥匙、手电、红外测温仪、万用表等多种类型的设备，尤其在基于虚拟现实技术的培训系统中，良好的操作方式是实现上述功能的关键。同时，考虑到VR市场目前的整体情况，相关人员在设计系统时也要选择最合适的设备，通常情况下需准备一个头戴式显示器以及两个单手持控制器，以及能同时展开显示器与控制器追踪的定位系统.

5 结束语

  智能化技术有利于提高变电站运维管理工作水平，保障变电站的稳定运行，做好智能化技术的应用于研究工作，可以促进电力企业的进一步发展，进而为国家发展做出应有贡献。

参考文献：

[1]余少龙.电力变电系统的智能化技术分析[J].集成电路应用，2019，36（6）：98-99.

[2]朱建.智能变电站及技术特点分析[J].通信电源技术，2018，35（9）：60-61，64.