德国中压变电站加速数字化升级 SF6设备面临替换压力

2026-09-23 10:03  来源:Enlit平台  浏览:  

9月22日,西门子智能基础设施标准与法规负责人Thomas Dürr在Enlit发布文章指出,欧洲中压配电网正在进入集中升级周期,二次变电站成为其中关键环节。德国目前约有60万座此类变电站,但数字化比例不足10%;与此同时,中压二次变电站设备使用寿命通常可达40年,大量既有设备仍需要通过传感器、远程控制和新型开关设备进行改造。

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当前升级重点首先集中在配电网可观测性。随着分布式新能源、电动汽车和产消者增加,配电网开始出现双向潮流,传统二次变电站难以继续以孤立方式运行。西门子提出,新建和改造变电站需增加电流、电压等智能传感器,并通过远程终端设备采集有功功率、无功功率、视在功率、功率因数和频率等参数,再将数据接入电网控制系统,用于运行监测和后续控制。

数字化设备方面,IEC 61869标准下的低功率互感器正在更多进入中压系统。该类设备可直接集成至气体绝缘中压开关设备的电缆进线套管,并结合温度传感器对电缆连接状态进行持续监测,减少额外传感器安装和后续维护工作。文章同时指出,电流、电压测量、方向性短路和接地故障指示,以及远程故障报告和控制功能,正在由过去的附加配置逐步变成新一代二次变电站标准能力。

欧洲中压开关设备还面临SF6替代时间表。欧盟2024年出台新的含氟气体法规后,自2026年1月1日起,额定电压不超过24kV的新设备开始适用更严格限制;到2030年,适用范围将扩大至52kV。传统SF6气体全球变暖潜值约为二氧化碳的2.43万倍,后续中压开关设备将更多转向GWP低于1的无氟绝缘方案。西门子目前已采用由天然空气组分构成的Clean Air绝缘介质,用于替代传统含氟气体。

设备小型化也成为改造项目的重要约束。城市二次变电站通常缺乏新增占地空间,而新一代系统需要同时增加传感、通信、远程控制和监测功能。西门子认为,气体绝缘开关设备在相同技术参数下占地更小,可在不扩大原有站房面积的情况下完成升级。后续数字化变电站还将进一步引入电动操作面板、标准化预接线、统一接口、VDIS电压检测系统以及关键电网参数在线监测。

在运行层面,云平台和AI分析将逐步接入二次变电站数据体系。通过集中处理设备状态和电网运行数据,可用于提前识别峰值负荷、安排维护和制定投资计划。西门子同时提出,中压开关设备未来还需推进标准化,包括统一辅助和控制电压、减少设备型号差异、标准化接口以及简化型式试验,从而缩短数字化变电站交付周期。

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