临汾汾能电力科技试验有限公司 山西省 临汾市 041000
摘要：箱式变电站在上世纪八、九十年代引入我国，分为欧式和美式两种，利用这种设备可以深入负荷中心，能够充分发挥受电和配电的作用，是一种新型的电力设备。对于美式箱变来说，在我国缺乏适应性，由于这种设备具有中性点接地的特点，在箱变的功能方面不能有效地实现“无油化”，在散热和操作等方面也存在一定的弊端，在我国的应用和推广方面受到了很大的限制。在设计箱式变电站智能化方案的过程中，应充分考虑到箱式变电站的特点，并考虑设备引进和应用所需的各项成本，并确保箱变的安全与可靠，促进配电网的自动化发展，增强供电的稳定性、可靠性与连续性，不断提高电能供应的质量与水平。
关键词：箱式变电站；智能化；应用研究
1导言
当然，箱式变电站智能化方案的功能和应用范围还远不止如此，它还可以对箱式变电站的负荷状况进行有效的分析与评估，及时对负荷状态进行监控，及时发现箱变运行中负荷存在的问题，为进一步检修打下基础。近年来，箱变智能化方案在特殊用途上也发挥了很重要的作用，如路灯箱变和风电场箱变等。总之箱式变电站智能化方案的应用范围和途径是非常广阔的，在未来也将发挥更大的作用。
2箱式变电站智能化方案概述
现阶段，随着科学技术的发展，微机控制、集成电路等技术手段在箱式变电站中得到了广泛的应用，箱变可以应用先进的计算机技术与互联网技术，实现变电站的智能化控制，增加了箱式变电站的技术含量。在这些硬件设施的基础上，箱变的功能也越来越全面，在箱式变电站中具有多个功能的，并且这些功能点之间可以做到相互配合，可以实现箱式变电站的多种功能，提高了箱式变电站运行的效率，实现了箱式变电站的智能化发展。具体说来，箱式变电站内部结构的主要智能化功能主要包括以下几个方面：第一，远动终端功能；第二，检测功能；第三，电压无功状态下，变电站的综合控制功能；第四，环境调节功能，可以对内部运行环境进行调节和控制。此外，还可以在箱式变电站内实现负荷监控和通信功能，并由多个功能点共同实现电能质量检测和控制功能。在设计箱变的智能化方案中，必须在上述多个功能点中实行有效的监控与管理，使箱式变电站中的多个功能点形成一个系统化的设计方案，提高箱变的可靠性与安全性，为用户提供经济、高效、便捷的用电服务。
3箱式变电站的优点和发展情况
箱式变电站与传统的变电站相比，有着独特的优点。箱式变电站的结构紧凑，能够自成独立系统，且采用了组合模式，将环网和供电单元组合在同一个装置之内，不仅减少了变电站的占位空间，还在一定程度上减少了生产成本，有利于使用和维护工作的进行。现在信息技术在不断的发展，包括了微电子技术、集成电路技术还有网络控制技术的发展，这些技术都是箱式变电站智能化发展的重要基础。箱式变电站智能化应用应该遵循的原则是安全可靠、低成本、高效率，这就扩大了箱式变电站智能化的广义范畴。
4箱式变电站智能化分析
4.1箱式变电站的故障检测和维修
在不是有效的接地系统的线路中，能够对于选线产生较大影响的就是运行变量和其他一些参数，不同的运行变量和参数可能会造成不同的误差精度。因此，可以运用消弧线圈作为接地系统来消除这一问题，利用FTU捕捉零序电压和电流可以精确的定位所发生故障点的具体位置，然后将此数据记录并且上传到计算机上，运行维修人员就能够及时的发现并且进行隔离、维修工作，以防止电力安全事故的发生。这些功能是传统的变电站所不具备的功能，也是箱式变电站智能化的体现之一。
4.2箱式变电站GPRS无线通信系统
无线通信在现在的各个领域运用都非常广泛，因为具有覆盖面广、容易进行维修、收费制度明确等优点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外GPRS作为一种通信工具而言，其信息传输的速度极快，可以满足箱式变电站对于距离遥远的要求，是箱式变电站系统很多通信问题的最好解决方案。
4.3箱式变电站电能质量检测和分析功能
箱式变电站作为一种电路配送设备，其目的是配电和送电，因此就必须要保证所送出的电能质量。而在电能检测方面，最常用的三个参数就是三项不平衡率、谐波大小以及电压的合格率等等，这些参数的检测都可以利用箱式变电站的智能化设备来实现，除此之外，电压的突然波动，和电压不稳定，电压过低等问题的发生，也可以利用箱式变电站的智能化设备来分析，从而提出最佳的解决方案。
5智能化应用
显然,为提高供电的可靠性,多种针对不同用户使用功能要求的一次设备在应用中获得表现机会。如双电源供电、自动投切、综保自动化等先进技术,已逐渐被我国配电用户所接受。配备了电源、接口器件、通信介质、控制设备以满足智能化的要求。箱变的智能化方案,核心组件包括馈线终端(FTU)、电能质量监测的功能。为了迎合箱变本身紧凑性设计要求,箱变内部进出线路较少,实现方式采用集中式。多种参数如电压、电流、无功量等的采集,以及低压一次设备的操控由智能化仪表实现。
5.1故障检测和指示
在非有效接地系统中,运行变量和各参数对于选线产生较大的影响,主要涉及误差精度和可靠性。但是在利用消弧线圈为接地系统里,零序电压和电流则可通过FTu监测捕捉,从而准确定位故障点,并上传,运维人员就可对相应故障点的接地故障进行定位、隔离,检修后恢复非故障地段的供电。
5.2GPRS无线通信
无线通信方式的优点很多,覆盖面广,按流量收费,易于维护等特点。GPRS方式通信的传输速度快,可满足箱变系统中的“三遥”要求,成为箱变通信问题广泛接受的解决方案。
5.3电能质量分析
电能质量的关键参数包含电压合格率、谐波、三相不平衡等等,这些动态参数需要精确的电能分析做出,除此之外监测电压波动、跌落、电压骤升等暂态电能质量问题为电力部门提供手段和依据,以便于进行电能质量治理方案的实施优化。2井分析评估和状态检修a)负荷状况的评估对箱变的监控不仅要包含负荷容量情况,也要涵盖不同出线的负荷大小和性质,以防止长时间过载运行,此外变电站的增、扩容或改建方案根据用户的用电负荷情况做出,对用户的合理引导和管理使得错峰用电变得可能。b)箱变中常用的变压器类型有全封闭油式变压器,干式变压器和液浸变压器等产品。为了可以从经济角度选取变压器类型,在分析箱变运行记录的变压器损耗和负载功率,进而计算空载时间和损耗,为变压器选型提供重要依据。c)环境状态的评估在环境评估中,结合外部环境温度和设备自身特性进行综合考虑。箱变内部环境温升参数较高,在运行时势必要进行降容。对环境参数变量的分析评估,将会得出用户负荷运行情况与环境变量(温度等)关系,这就为合理安排变压器的负载率创造条件,能让变压器在安全范围内正常工作,从而提高用电的高效性和经济性。
6结语
通过对箱式变电站的结构分析以及对于箱式变电站智能化系统的介绍可以看出，箱式变电站智能化系统的运用具有广阔的前景，无论是在哪些设备上进行运用，都可以实现智能监控和自动化管理以及自动化调节，尤其是在保证电能质量方面，保证了广大市民的正常用电，而智能故障检测系统又保证了用电安全，不会造成重大的电力事故。因此可以判断，箱式变电站的智能化发展是未来变电站发展的趋势。
参考文献
[1]张晓燕.光伏箱式变电站智能规划设计[D].浙江工业大学,2014.
[2]魏敏.10kV智能箱式变电站的设计与研究[D].华侨大学,2013.
[3]易天福.箱式变电站和智能化系统的应用[J].中国电力教育,2011(12):94-95.
论文作者:秦彦良
论文发表刊物:《中国电业》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/31
标签：变电站论文; 箱式论文; 功能论文; 电能论文; 电压论文; 负荷论文; 变压器论文; 《中国电业》2019年第07期论文;