智能變電站技術在油田電網的應用

張忠道

摘要：智能變電站是智能電網的組成部分，其代表著變電站技術的全新發展形式。油田電網工程中，利用先進的網絡技術和數字化的管理平臺，以實現電網的數字化、信息化、自動化為目標。本文就智能變電站技術在油田電網中的應用情況進行探討，針對變電站技術進行解析，對智能變電站的發展提出合理建議。

關鍵詞：智能變電站技術 油田電網 智能電網

隨著網絡通信技術和電氣設備智能化的發展，油田電網工程中，對變電站設備的可靠性和可用率等要求不斷提高，不斷刷新著電力企業數字化變電站的觀念。新形勢下，油田電網工程要實現以低能耗、高效率為原則的智能電網開發，因此，智能變電技術引進先進的計算機技術、數字化通信技術和光電傳輸技術，有效減少傳統變電站中日常運行維護工作量，進一步提高工程效率。

近年來，持續穩產的原油量使得已經飽和的油田電網負荷越來越大，每年油田電網的變電站數量不斷增加，導致傳統的油田電網模式已經不能適應，因此，需要擁有智能化、信息化、數字化和自動化的全新管理模式來提高工程效率，降低工程成本。采用智能變電站技術不僅可以實現油田電網無人值守、進一步推行電網調度變自動化，在調整管理模式后，有效減少崗位用工緊張問題。另一方面，因為油田電網規模的不斷擴大，全面檢修工作量不斷增大，也很難保證質量，利用自動化的變電站技術后，科學的對停電時間進行設定，打造可靠、堅強的供電電網，提升油氣生產供電工程。

一、智能變電站的系統構成。

智能變電站通過電流、電壓控制技術，采用GIS控制設備和先進的傳感器，充分結合計算機技術的網絡監控系統。利用傳統的光纖端口保護裝置以及回路裝置，實現信息傳輸，智能變電站主要系統組成是站控層、設備層以及間隔層，這些主要部分都是采用不同技術設備來承擔著變電過程中需要的信息收集和設備連接以及電能輸配。

1、站控層。

智能變電站中，站控層相當于整個電網的控制層，其組成由主計算機、路由器以及一些人機交互的設備等。站控層的設置目的是對變電站進行檢測以及控制，在發現險情時及時報警的裝置，當變電站發生技術上的問題時，主計算機和這些人機交互的設備會在第一時間記錄下電能交換時產生的異常，并及時作出相應的處理，反饋給控制中心，給上一級的變電站提供解決問題和應對措施的信息。

2、間隔層。

間隔層位于站控層和設備層之間，其主要設備包括繼電器、測控設備和母線保護設備。間隔層的設置目的是要對變電站進行連接、監控和保護的作用。因為，電能在轉換的過程中會經過間隔層，測控設備就會對電能經過產生的信息進行測控并記錄，再傳輸給站控層。但電網出現故障時，間隔層可以進行初步的故障檢測，進行閉鎖操作，從而實現繼電保護的目的。間隔層是整個智能變電站的系統構成較為復雜的部分，其電力設備的主要功能就是對電力傳輸起到保護和監控作用。

3、設備層。

設備層主要目的就是利用一次設備、LCP就地控制柜實現電能的輸入和接收工作，其中關鍵的部分就是TA、VD以及符合傳感器設備。設備層的主要原理是，通過電流互感器的環形磁線，在高阻抗的環境下實現輸出電壓的測量和信號數字化的裝置。其中，高壓電顯示閉鎖裝置的作用主要是對高壓電路進行檢測，檢測器是否帶電，如果高壓線帶電，VD裝置就會閉鎖電器裝置，防止其他設備帶電操作，避免安全事故發生。智能化的復合傳感器，通過對監控一次設備的運行狀態，保障變電站的安全運行。一次設備主要包括一些產生或中轉電流的設備，電流電壓互感器、斷路器以及變壓器等設備，它們針對變電站來說也就是輸配電設備。

二、智能變電站技術的特點。

智能變電站技術主要是采用計算機監控信息、技術處理等，有高度化信息共享和智能化的控制以及集成化的設備裝置。

1、變電站引入控制終端。

變電站控制終端也就是主計算機的引入，讓變電站擁有了自己的大腦，可以根據變電站的實際運行情況作出判斷和處理，在計算機終端短時間內反應，避免事故發生時由于處理不當或者處理不及時造成變電站故障，進一步導致整個油田電網的輸變電事故。

2、各層應用分級控制技術。

在變電站站控層、間隔層以及設備層中采用符合電力安全標準控制技術，分別安裝擁有智能控制能力、處理能力的設備，賦予其相對獨立的分級調控能力，不僅能減少中央處理器的負荷，還能進一步提高設備工作效率。降低和分散變電站安全風險。

3、光纖技術和集成化的電力裝置。

要實現變電站各控制層局域網的管理功能，智能變電站技術中，引入光纖技術應用，實現在一次設備與二次設備再到控制中心之間的信息可以無障礙自由傳播。另外，還能實現各級之間的數據傳輸穩定化、可靠化。通過計算機數字技術的智能化，更加集成化了變電站的電能監測和管理，不僅能節約設備占地，進一步縮短工期，還能降低電網安裝成本并保證設備是在預定時間投入工作狀態。

三、智能變電站技術在油田電網的應用。

1、實現一體化設計。

智能變電站技術中最大的突破就是擁有了智能化的高壓配電設備，建立起了區域內的智能電網。電能傳感器連接計算機后能實現實時監控電力運行狀態，實現了對全面控制故障并自動化處理故障的目標。對一次設備的智能化一體設計，進一步實現控制和監測一體化，更容易融合設備信息。

2、油田電網的高級變電功能。

2.1 綜合控制線路故障。利用先進的信息技術，實現信息處理和故障排除的能力。智能變電站技術通過借鑒數據庫模型、在線數據處理等技術，開發出變電站狀態監測和診斷系統。只需要將變電站設備的正常數據和運行特征輸入系統數據庫，系統根據運行后一定周期內的實際工作狀態就可以對電力設備進行監控和評價，深入監測數據。

2.2 預警功能智能化。

預警裝置必須經過細致的系統分析和決策，才能實現要在最短的時間分析和鑒別變電設備產生的數據信息，及時找出故障原因降低誤報率，實現預警準確性的要求。除此之外，經過對系統的細致分析和決策，還能根據分析信號強度和信號來源來判斷故障的種類和級別，給終端計算機提供故障判斷信息。

四、油田電網中應用智能變電技術的必要性。

1、進一步拓展和增強了變電站自身能力。

由于引入了多種智能化的現代技術，更加增強了變電站自身變電能力。傳統的變電站不能添加的二次變電能力，可以集成化添加到智能變電站間隔層中，無需增加電纜便能實現更加強大的變電能力。通過引入先進的光電技術，能更多的監測出信息，處理信息的能力也得到了大的提升。

2、降低變電成本。

智能化的變電站技術，利用計算機代替常規的控制設備和信號監測設備，降低了人工記錄數據的工作量，節省了變電成本和人力資源。

結語：由此可見，建立起油田電網的智能化變電站技術，優化電網調度信息系統，逐步實現了變電站一體化、智能化的操作模式，有機地結合現代化信息管理技術和電力輸配技術，有效提升變電效率，降低電網安全風險，保證油田作業的用電需求。

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