浅谈现阶段数字化变电站的技术基础和特点

？论文关键词:数字化变电站技术基本特征

？当代科学技术的不断发展促进了微电子技术和信息技术在电力系统中的应用和发展。同时，数字化技术的引入也改变了变电站的运行方式。数字化技术在变电站的引入，使得变电站的二次设备逐渐向一次设备延伸。传统变电站的数字化进程使变电站的运行更加自动化，管理更加科学，因此研究数字化变电站的技术基础和特点具有重要意义。

随着数字化技术的发展和应用，数字化变电站有了技术支持。目前，我国数字化变电站技术主要包括数字化电量测量系统。变电站自动化的技术基础主要包括:智能开关、光电电流电压互感器、一次运行设备、在线状态检测系统、操作培训和仿真技术等。数字化变电站的特点和技术的影响，必然使数字化变电站成为一种发展趋势。本文论述了数字化变电站的主要技术基础和特点。

1.数字化变电站的技术特点

目前，数字化变电站主要由数字化一次设备和网络化二次设备组成，如电子式互感器、智能开关等。在IEC61850通信规范的基础上，逐步实现变电站系统持续信息化、自动化和智能化的要求。

首先，变电站内电气设备的信息可以通过数字化技术相互共享和利用，使得操作更加方便，减少了变电站内相关设备退出的次数和时间，减少了损耗，提高了设备的使用时间，简化了自动化设备的数量，大大简化了变电站的二次接线，提高了变电站设备使用系统的可靠性，及时维护和更新了扩展变电站内的设备功能。

其次，逐步实现变电站信息与其他支撑系统的信息共享，减少资源的重复建设，有利于投资成本的回收，延长变电站的使用寿命。降低循环中的维护成本和建设成本。数字化变电站的主要标志是数据采集的数字化。利用光电互感器、电子式互感器等数字化电气测量工具，采集测量电流和电压，实现变电站一、二次系统的有效隔离。从而扩大了变电站电量动态测量的范围。同时，由于采集的数字化，提高了电量的测量精度。在准备实现变电站信息共享的同时，为过去变电站设备冗余到信息冗余提供了信息基础，使变电站电量的采集和计量逐步走向信息化和一体化。

第三，变电站信息系统的分布是分层的。过去变电站自动化系统主要是集中式的，数字化变电站是从集中式向分布式转变。数字化变电站通过采用第二代分层分布式自动化系统，可以更完整地记录变电站内各设备的信息并及时显示，大大提高了网络通信的速度和开放性。

基于IEC61850通信标准，提出了数字化变电站的三层结构模型，包括过程层、间隔层和站控层。可采用面向对象建模，软件复用、嵌入式实时运行控制系统等高新技术，不断满足数字化变电站等电力系统的实时性和可靠性要求。不仅能有效解决变电站异构系统间的信息交换问题和不同设备引起的系统运行问题，还能为当前数字化变电站的分层分布式模式提供有力的技术支持。

2.数字化变电站的技术基础

目前数字化变电站需要的技术基础支撑主要有非常规传感器；可靠稳定的通信网络；数字化变电站组件的稳定性。

当前我国数字化变电站建设是应用现代科学技术的必然趋势。随着许多变电站技术问题的研究和解决，数字化变电站的技术基础越来越稳固。首先，通过数字化变电站的设备组成可以看出数字化变电站的技术基础。数字化变电站的技术设备主要由电子式电压电流互感器、智能一次设备和网络化二次设备组成。

电子式电压电流互感器主要是利用罗果夫斯基线圈对电阻、电阻、电容进行分压，从而取代传统的电磁式电流电压互感器。这样，数字化变电站的电子式电流电压互感器采用了先进的电子元器件和电磁兼容设计，可以直接控制电流电压信息。并通过数字仪表等智能综合测量装置，利用计算机技术测量电流、电压等信息，并进行数字化处理，实现对国家电网中电气设备的在线监测和保护。而传统变电站中的常规互感器与电子式互感器有很大的不同，不仅绝缘比电子式互感器复杂，而且体积更大，重量动态测量范围更小。根除电力系统运行中的重大停电隐患，保障国家变电站电气设备的安全和人身安全，不如电子式互感器。

智能一次设备主要基于变电站相关设备的标准，不仅具备普通传统变电站开关柜的基本功能，而且在此基础上更加智能化。此外，数字化变电站的智能一次设备还可以在线监测，通过数字接口和智能电子开关可以操作变电站内一系列先进的智能设备。因此，数字化变电站中的智能一次设备是数字化变电站的重要基础设备，可以提供检测信号回路和控制操作驱动回路。计算机对微处理器和光电技术的设计，简化了传统机电继电器和控制回路的结构。同时，智能一次设备为数字化变电站提供了技术基础，通过数字程控仪与数字公共信号网连接，有利于变电站二次回路。同时，光电数字和光纤也取代了传统的高压模拟信号和控制电缆。还节省了变电站的电缆消耗，减少了占地面积，缩短了数字化变电站的调试周期和电子式电压互感器的电气距离。更重要的是，通过智能一次设备，数字化变电站提供在线检测，减少人为错误，优化控制回路。

最后是变电站的联网二次设备。传统变电站中的常规二次设备主要由继电保护装置、防误闭锁装置、测控装置等组成。这些网络化的二次设备可以针对计算机微处理器进行标准化和模块化。通过联网的辅助设备之间的网络通信信道的连接，可以享受数据资源并加速信息传输。

3.中国数字化变电站技术现状

目前，我国数字化变电站技术主要包括数字化电量测量系统。可以说，建设数字化变电站，拥有一个稳定的电量测量系统是非常重要的。目前，电压互感器系统在国际上被称为非常规互感器，与过去变电站使用的传统互感器有很大不同。

在新型电压互感器中，基于电光效应的互感器称为光学电流-电压互感器或无源互感器，其他的称为电子式电流-电压互感器或有源互感器。众所周知，由于线性双折射和光源器件发光强度的降低，光在传输过程中引起的偏振角变化和不同材料中的中间怀尔德常数也会受到外界温度的影响，导致无源变压器测量精度不稳定等问题。另一方面，光学变压器具有良好的线性、测量精度、无源性和不易受电磁干扰的优点。目前，我国数字化变电站的井上需要采用这种新型变压器的优点，通过其工作原理来提高变电站工作的稳定性。