众所周知,变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。尤其是现在大容量发电机组的不断投运和超高压远距离输电和大电网的出现,使电力系统的安全控制更加复杂,如果仍依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主,依靠原来变电站的旧设备,而不进行技术改造的话,必然没法满足安全、稳定运行的需要,更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。传统的变电站进入九十年代以来越来越暴露出其固有的缺陷和局限性:
(1)安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。传统的变电站大多数采用常规的设备,尤其是二次设备中的继电保护和自动装置、远动装置等(有不少变电站没有自动装置和远动装置)采用电磁型或晶体管式设备,设备本身结构复杂、可靠性不高,而且又没有故障自诊断的能力。目前的办法是依靠对常规二次系统进行定期的测试和校验来发现问题,这不但增加了维护人员的工作量,而且仍无法保证装置绝对的可靠,往往是等到保护装置发生拒动或误动后才能发现问题再进行调整与检修,另外维护人员在定期检测中造成装置误动或形成新的隐患的情况也时有发生。同时硬件设备基本上是按功能独立配置的,彼此间联系很少,设备型号庞杂,在组合过程中协调性差,也容易造成设计隐患。
(2)供电质量缺乏科学的保证。随着国民经济的持续发展,人民生活水平和生活质量不断提高,家用电器、个人计算机越来越多地进入各家各户。不仅各工矿企业,而且居民用户对保证供电质量的要求越来越高。衡量电能质量的主要指标是频率和电压,目前还应考虑谐波问题。频率主要由发电厂调节、保证。而电压的合格,不能单靠发电厂调节,各变电站,特别是枢纽变电站也应该通过调节分接头位置和控制无功补偿设备进行调整,使其运行在合格范围内。但传统的变电站,大多数不具备调压手段,至于谐波污染造成的危害,还没有引起足够的重视和采取有力的解决措施,且缺乏科学的电能质量考核办法,不能满足目前发展的电力市场的需求。
(3)占地面积大,增加了征地投资。实现了综合自动化的变电站与传统的变电站相比,在一次设备方面,目前还没有多大的差别,而差别较大的是二次设备。传统的变电站,二次设备多数采用电磁式或晶体管式,体积大、笨重,因此,主控制室、继电保护室占地面积大。这对于人口众多的我国,特别是对人口密度很大的城市来说,是一个不可忽视的问题。如果变电站实现综合自动化,则会大大减少占地面积,这对国家眼前和长远的利益都是很有意义的。
(4)不适应电力系统快速计算和实时控制的要求。电力系统要做到优质、安全、经济运行,必须及时掌握系统的运行工况,才能采取一系列的自动控制和调节手段。但传统的变电站主要用指示灯显示监控操作,用各种各样的模拟式表盘反映模拟量瞬时值,大部分的历史数据、操作记录和事件记录主要靠手工完成或用专门的记录器记录,费时费力且易出错,不能满足向调度中心及时提供运行参数的要求;而且参数采集不齐,不准确,变电站本身又缺乏自动控制和调控手段,因此没法进行实时控制,不利于电力系统的安全、稳定运行。
(5)维护工作量大,设备可靠性差,不利于提高运行管理水平和自动化水平。常规的保护装置和自动装置多为电磁型或晶体管型,例如晶体管型保护装置,其工作点易受环境温度影响,因此其整定值必须定期停电校验,每年校验保护定值的工作量是相当大的;也无法实现远方修改保护或自动装置的定值。
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