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新一代智能变电站研究与建设

新一代智能变电站研究与建设

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新一代智能变电站概述

1.1  目标与要求

 新一代智能变电站以“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”为目标,采用高可靠、高集成、长寿命的智能设备,具备支持调控合一、运维一体、即插即用、全景信息等功能,实现能量智能调节,设备可控在控,信息共享互动。

 新一代智能变电站研究和建设是推动电网技术水平提升,增强国内在电网技术领域核心竞争力的重要实践,注重变电站建设和运维理念的创新,全面实现技术、装备的重大突破。

1.2  工作内容

 顶层设计:从创新模式、技术路线入手,科学规划新一代智能变电站近期、远期技术方案,组织开展科技攻关。

 设备研制:结合新技术、新工艺、新材料发展成果,研制智能化一次、二次集成设备,提高设备的可靠性与成熟度。

 示范工程:统一采用“集成化设计、智能化设备、模块化建设”技术方案,开展新一代智能变电站示范工程建设。

 扩大建设:巩固现有成果,制订新一代智能变电站典型设计方案,合理扩大建设规模,进一步推动技术创新和设备制造水平提升。

1.3  建设成果

 截止2015年底,建成投运新一代智能变电站示范工程24座,变电站占地、建筑面积,设备种类和数量大幅降低,设备智能化、集成化水平明显提升。 

 

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示范工程运行情况 

2.1  总体运行情况

首批6座示范站投运两年以来,保持平稳运行态势。单站最大负载率上升为39%,共经历电网故障5次,保护均正确动作,未发生误动、拒动。设备运行状态良好。

2.2  缺陷统计

20146座示范站共发生缺陷58个。20156座示范站共发生缺陷18个。2015年发现缺陷总量较2014年减少70%,智能化设备缺陷数量下降59%,缺陷总数大幅下降。

2.3  主要设备运行情况

2.3.1  电子式互感器

   2014年共发现电子式互感器缺陷两起,全部为电子式电压互感器信号输出异常。原因为为生产工艺问题。2015年没有新发现缺陷。

2.3.2  合并单元

2014年共发现合并单元缺陷11起,其中激光供能回路缺陷7起,软件缺陷1起。主要由安装工艺不到位,激光供能回路能量损耗过大而使光电池无法正常工作引起。2015年合并单元缺陷主要是光纤松动、软件缺陷问题,未发生合并单元供能回路缺陷。

2.3.3  监控系统

 2014年发现缺陷3起,其中装置硬件故障2起、装置软件功能不符合现场接线设计要求1起。2015年未发现缺陷。

2.3.4  保护装置

 2014年发现设备缺陷4起,包括插件故障,温度偏高、数据断链等3类缺陷。

2.3.5  故障录波装置

 2014年发现缺陷1起。2015年发现缺陷2起,全部为软件设计缺陷。

 总体来看,严格的专业检测有效促进了电子式互感器等设备质量的提升。但仍然有一些缺陷仅靠型式试验和专业检测无法发现,制造工艺、安装工艺也是影响设备可靠性的关键因素;另一方面,厂家随意变动软件版本带来缺陷隐患也不能忽视。

 

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建设进展与展望

3.1  建设进展

    1)发布了110kV、220kV新一代智能变电站典型设计方案。50座扩大示范站建设全面推进,截至2015年底,已建成投运18座,除陕西330kV富平站、冀北500kV廊坊南站预计于2017年投运外,其余在2016年全部建成。

    2)策划新一代智能变电站扩大建设,按照新一代智能变电站典型设计方案,遴选110kV、220kV电压等级变电站扩大建设规模,330kV、500kV电压等级暂不开展。

3.2  工作展望

3.2.1  深化“三大技术”研究

 完善隔离断路器与电子式互感器的集成制造和整体检测技术;研究330kV及以上隔离断路器及主接线设计应用方案;研制及应用隔离断路器带电自动化检修平台。

 研究电子式互感器高可靠性供能方案和适应新能源接入的高频响应特性;全面提高全光纤电流互感器精度及稳定性等核心性能指标;研制现场带电检测校准仪器、现场故障快速恢复技术。

 研究提高二次设备互换性的方案及技术,深化一体化业务系统功能;推进二次设备就地化、小型化研究,探索研究一二次设备深度融合的关键技术,研制高度集成的智能变电设备;研究二次系统可视化运维工器具。

3.2.2  强化关键智能设备质量管控

 加强设备制造环节把控。制定完善新一代智能变电站关键设备监造大纲,组建专业化队伍开展监造巡检,督促厂家加强质量管理。

 健全试验检测方案及手段。进一步强化电子式互感器长期带电考核,开展数字合并单元专业检测;完善关键智能设备到货质量抽检体系,确保供货产品质量。

 实行设备缺陷的闭环管理机制。依托专家团队,分析解决运行中出现的共性关键问题,定期召开关键设备质量情况发布会,鼓励先进企业发挥技术引领作用。

 加强入围供应商管控,建立退出机制,设备抽检不合格或投运后发生问题经处理仍达不到要求的厂家,纳入“供应商负面清单”。

3.2.3  开展智能运维工器具研究与应用

 隔离断路器带电自动化检修平台。开展隔离断路器与母线连接标准化设计、适合机器手臂自动操作的金具研发、带电拆装隔离断路器的工器具研发,从设计、装备选型、工器具研制三个方面实现母线不停电检修。

 电子式互感器智能运维技术。研制现场带电检测校准仪器,研究故障快速恢复技术,不断提高智能变电站的运维便利性。

 二次系统可视化运维工器具。研究文件自动配置及系统动模仿真技术,提升二次系统可视化管理水平,实现新设备智能运维、检修。