智能变电站技术在油田电网的应用

张忠道

摘要：智能变电站是智能电网的组成部分，其代表着变电站技术的全新发展形式。油田电网工程中，利用先进的网络技术和数字化的管理平台，以实现电网的数字化、信息化、自动化为目标。本文就智能变电站技术在油田电网中的应用情况进行探讨，针对变电站技术进行解析，对智能变电站的发展提出合理建议。

关键词：智能变电站技术 油田电网 智能电网

随着网络通信技术和电气设备智能化的发展，油田电网工程中，对变电站设备的可靠性和可用率等要求不斷提高，不断刷新着电力企业数字化变电站的观念。新形势下，油田电网工程要实现以低能耗、高效率为原则的智能电网开发，因此，智能变电技术引进先进的计算机技术、数字化通信技术和光电传输技术，有效减少传统变电站中日常运行维护工作量，进一步提高工程效率。

近年来，持续稳产的原油量使得已经饱和的油田电网负荷越来越大，每年油田电网的变电站数量不断增加，导致传统的油田电网模式已经不能适应，因此，需要拥有智能化、信息化、数字化和自动化的全新管理模式来提高工程效率，降低工程成本。采用智能变电站技术不仅可以实现油田电网无人值守、进一步推行电网调度变自动化，在调整管理模式后，有效减少岗位用工紧张问题。另一方面，因为油田电网规模的不断扩大，全面检修工作量不断增大，也很难保证质量，利用自动化的变电站技术后，科学的对停电时间进行设定，打造可靠、坚强的供电电网，提升油气生产供电工程。

一、智能变电站的系统构成。

智能变电站通过电流、电压控制技术，采用GIS控制设备和先进的传感器，充分结合计算机技术的网络监控系统。利用传统的光纤端口保护装置以及回路装置，实现信息传输，智能变电站主要系统组成是站控层、设备层以及间隔层，这些主要部分都是采用不同技术设备来承担着变电过程中需要的信息收集和设备连接以及电能输配。

1、站控层。

智能变电站中，站控层相当于整个电网的控制层，其组成由主计算机、路由器以及一些人机交互的设备等。站控层的设置目的是对变电站进行检测以及控制，在发现险情时及时报警的装置，当变电站发生技术上的问题时，主计算机和这些人机交互的设备会在第一时间记录下电能交换时产生的异常，并及时作出相应的处理，反馈给控制中心，给上一级的变电站提供解决问题和应对措施的信息。

2、间隔层。

间隔层位于站控层和设备层之间，其主要设备包括继电器、测控设备和母线保护设备。间隔层的设置目的是要对变电站进行连接、监控和保护的作用。因为，电能在转换的过程中会经过间隔层，测控设备就会对电能经过产生的信息进行测控并记录，再传输给站控层。但电网出现故障时，间隔层可以进行初步的故障检测，进行闭锁操作，从而实现继电保护的目的。间隔层是整个智能变电站的系统构成较为复杂的部分，其电力设备的主要功能就是对电力传输起到保护和监控作用。

3、设备层。

设备层主要目的就是利用一次设备、LCP就地控制柜实现电能的输入和接收工作，其中关键的部分就是TA、VD以及符合传感器设备。设备层的主要原理是，通过电流互感器的环形磁线，在高阻抗的环境下实现输出电压的测量和信号数字化的装置。其中，高压电显示闭锁装置的作用主要是对高压电路进行检测，检测器是否带电，如果高压线带电，VD装置就会闭锁电器装置，防止其他设备带电操作，避免安全事故发生。智能化的复合传感器，通过对监控一次设备的运行状态，保障变电站的安全运行。一次设备主要包括一些产生或中转电流的设备，电流电压互感器、断路器以及变压器等设备，它们针对变电站来说也就是输配电设备。

二、智能变电站技术的特点。

智能变电站技术主要是采用计算机监控信息、技术处理等，有高度化信息共享和智能化的控制以及集成化的设备装置。

1、变电站引入控制终端。

变电站控制终端也就是主计算机的引入，让变电站拥有了自己的大脑，可以根据变电站的实际运行情况作出判断和处理，在计算机终端短时间内反应，避免事故发生时由于处理不当或者处理不及时造成变电站故障，进一步导致整个油田电网的输变电事故。

2、各层应用分级控制技术。

在变电站站控层、间隔层以及设备层中采用符合电力安全标准控制技术，分别安装拥有智能控制能力、处理能力的设备，赋予其相对独立的分级调控能力，不仅能减少中央处理器的负荷，还能进一步提高设备工作效率。降低和分散变电站安全风险。

3、光纤技术和集成化的电力装置。

要实现变电站各控制层局域网的管理功能，智能变电站技术中，引入光纤技术应用，实现在一次设备与二次设备再到控制中心之间的信息可以无障碍自由传播。另外，还能实现各级之间的数据传输稳定化、可靠化。通过计算机数字技术的智能化，更加集成化了变电站的电能监测和管理，不仅能节约设备占地，进一步缩短工期，还能降低电网安装成本并保证设备是在预定时间投入工作状态。

三、智能变电站技术在油田电网的应用。

1、实现一体化设计。

智能变电站技术中最大的突破就是拥有了智能化的高压配电设备，建立起了区域内的智能电网。电能传感器连接计算机后能实现实时监控电力运行状态，实现了对全面控制故障并自动化处理故障的目标。对一次设备的智能化一体设计，进一步实现控制和监测一体化，更容易融合设备信息。

2、油田电网的高级变电功能。

2.1 综合控制线路故障。利用先进的信息技术，实现信息处理和故障排除的能力。智能变电站技术通过借鉴数据库模型、在线数据处理等技术，开发出变电站状态监测和诊断系统。只需要将变电站设备的正常数据和运行特征输入系统数据库，系统根据运行后一定周期内的实际工作状态就可以对电力设备进行监控和评价，深入监测数据。

2.2 预警功能智能化。

预警装置必须经过细致的系统分析和决策，才能实现要在最短的时间分析和鉴别变电设备产生的数据信息，及时找出故障原因降低误报率，实现预警准确性的要求。除此之外，经过对系统的细致分析和决策，还能根据分析信号强度和信号来源来判断故障的种类和级别，给终端计算机提供故障判断信息。

四、油田电网中应用智能变电技术的必要性。

1、进一步拓展和增强了变电站自身能力。

由于引入了多种智能化的现代技术，更加增强了变电站自身变电能力。传统的变电站不能添加的二次变电能力，可以集成化添加到智能变电站间隔层中，无需增加电缆便能实现更加强大的变电能力。通过引入先进的光电技术，能更多的监测出信息，处理信息的能力也得到了大的提升。

2、降低变电成本。

智能化的变电站技术，利用计算机代替常规的控制设备和信号监测设备，降低了人工记录数据的工作量，节省了变电成本和人力资源。

结语：由此可见，建立起油田电网的智能化变电站技术，优化电网调度信息系统，逐步实现了变电站一体化、智能化的操作模式，有机地结合现代化信息管理技术和电力输配技术，有效提升变电效率，降低电网安全风险，保证油田作业的用电需求。

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