户外变电站

大气环境的污染，以及户外一次设备外绝缘水平的限制，不同程度影响了变电站设备的安全运行，根据实际运行经验可知，带电水冲洗是防止变电站设备发生污闪事故的一种行之有效的手段，是在常规清扫设备基础上的补充，可延长电气设备停电清扫周期，目前带电水冲洗技术已在国内电力系统得到了普遍应用，其中深圳电网所辖户外变电站每年的冬春两季需开展不少于一次带电水冲洗。然而，如何精细化评估带电水冲洗的效果一直以来都是未能解决的难题。 由于带电水冲洗工作的瞬时性，水流收集的不可控性，目前尚没有装置或仪器能够提取变电设备带电水冲洗后的残液，从而难以真实分析冲洗工作对于绝缘子表面污秽物的影响。因此，变电站运维人员一般通过冲洗前后的绝缘子盐密和灰密测量数据的比较，评估水冲洗的效果，然而，该种方法需要设备停电，不利于供电可靠性的保障，实施难度较大，且难以及时评估绝缘子表面污秽变化情况。因此，本项目提出了通过对变电站支柱绝缘子带电水冲洗残液的采样和电阻率测量，定量评估带电水冲洗的方法，拟研制一种收集变电站支柱绝缘子带电水冲洗残液的取样器，帮助技术人员对带电水冲洗的效果进行评估，为后续冲洗方法、冲洗次数以及污秽度检测等防污策略的制定提供参考。

南方电网科学研究院于2013年成立项目组，申报了科技项目“芯片化保护测控装置关键技术研究与应用”。本课题旨在研究开发新一代数字化保护装置，重新定义保护装置核心架构，实现对保护装置核心架构的优化，提升装置整体的速动性、可靠性；开发芯片化软件通用平台，构建“平台+应用”芯片化软件生态系统，支撑芯片化保护系列装置的研制开发；打破传统4如机箱的保护结构，强化装置防护特性，设计可适用于户外就地无防护安装的高防护等级继电保护机箱；研究芯片化保护就地化应用方案，简化网络架构，改进组屏模式，减少变电站屏柜数量；研究芯片化保护运维检修技术，提出“以换代修、即插即用”的全新检修方案，减少运维检修人员工作量，缩短设备停电时间；开展芯片化保护项目试点工程建设，在220kV、110kV等多个户内、户外变电站进行试点应用，实现装置、整站设计方案、新运维检修模式的验证。

随着IEC-61850的广泛应用及通信技术的深入发展，智能变电站已经过几轮的发展，但保护装置运行可靠性并未显著提升，变电站建设和运维模式亦未有明显突破。数字化保护装置目前主要存在装置结构复杂、接口和系统复杂造成的动作速度变慢、环境要求高、建设成本高及调试运维复杂等问题。南方电网科学研究院于2013年成立项目组，申报了科技项目“芯片化保护测控装置关键技术研究与应用”。本课题旨在研究开发新一代数字化保护装置，重新定义保护装置核心架构，实现对保护装置核心架构的优化，提升装置整体的速动性、可靠性；开发芯片化软件通用平台，构建“平台+应用”芯片化软件生态系统，支撑芯片化保护系列装置的研制开发；打破传统4U机箱的保护结构，强化装置防护特性，设计可适用于户外就地无防护安装的高防护等级继电保护机箱；研究芯片化保护就地化应用方案，简化网络架构，改进组屏模式，减少变电站屏柜数量；研究芯片化保护运维检修技术，提出“以换代修、即插即用”的全新检修方案，减少运维检修人员工作量，缩短设备停电时间；开展芯片化保护项目试点工程建设，在220kV、110kV等多个户内、户外变电站进行试点应用，实现装置、整站设计方案、新运维检修模式的验证。

近日，广东电网公司实现变电站无人机应用全覆盖，在国内率先实现省级电网变电站无人机自主巡检全覆盖。目前，该公司已完成广东省2017座户外变电站高精度实景建模、8.9万公里变电站无人机巡检航线规划。

户外变电站泡沫-水喷雾灭火关键技术、成套设备及工程应用项目从灭火装备、监控系统、传输控制装置、探测报警装置等方面展开系统化火灾防控体系的研究与应用。一是研制泵组式泡沫-水喷雾灭火系统。针对充油设备火灾高强度湍流燃烧特点，完成国内首次系统性对变电站火灾燃烧特性的研究，创新研发高效泡沫灭火剂，优化喷雾参数，提升泡沫-水喷雾系统灭火效能，实现了传统单一介质灭火向泡沫和喷雾协同灭火技术的重大转变。二是提出变电站消防信息传输控制单元设计方案。通过提取火灾特征参量策略研究，提出基于深度学习的变电站火灾图像识别算法，解决基础识别算法难以识别变电站复杂火灾的难题，对应的火灾特征参量信息传输控制单元的控制响应时间缩短了3倍，极大提高了变电站火灾识别效率。三是创新研制具备变电站消防及辅助设备信息统一管理功能的全面监控平台。通过多源监控信息融合技术的研发，首次实现变电站主设备消防系统与变电站辅助系统的信息互联互通。提高了极早期火灾特征参量识别，监控画面显示与实际发生时间差以及报警到画面记录时间差均小于1s，减少监控系统的误判，提升了变电站监控设备消防专业化程度。四是创新研制具备电磁兼容性的消防报警设备。通过分析影响火灾报警控制器电磁兼容的机理，将静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌（冲击）等抗扰度提升一级，提高变电站站端消防控制装置的抗电磁干扰能力，为变电站消防风险预测、报警提供有效信息支撑。 本项目已获专利11项（授权7项，受理4项），授权软件著作权1项，发表论文12篇（包含SCI4篇），检测报告6份，牵头编制《无人值守变电站消防远程集中监控技术规范》电力行业标准，填补了行业无人值守变电站消防监控技术标准空白。变电站消防成套设备已在上海、浙江全面成功应用，其中，泡沫喷雾灭火系统在16座变电站成功投运。项目自2019年投运至今，提前处置98项消防隐患，成功处理变电站火灾预警312余次，监控系统投运至今共节省14400工时，保证了电网的安全稳定运行。

变电

20 世纪中期之前，变电站的建设模式多为户外常规敞开式（Air Insulated Switchgear（AIS）），除继保、通信、高压柜等外, 其余设备都布置在户外。20世纪中后期，随着城市用地的日益紧张和城市发展对环境的要求，特别是用地紧张的大中城市，户外变电站已不适合在城市发展中规划建设，户内变电站也逐渐增多。