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德國中壓變電站加速數字化升級 SF6設備面臨替換壓力

2026-09-23 10:03  來源:Enlit平臺  瀏覽:  

9月22日,西門子智能基礎設施標準與法規負責人Thomas Dürr在Enlit發布文章指出,歐洲中壓配電網正在進入集中升級周期,二次變電站成為其中關鍵環節。德國目前約有60萬座此類變電站,但數字化比例不足10%;與此同時,中壓二次變電站設備使用壽命通常可達40年,大量既有設備仍需要通過傳感器、遠程控制和新型開關設備進行改造。

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當前升級重點首先集中在配電網可觀測性。隨著分布式新能源、電動汽車和產消者增加,配電網開始出現雙向潮流,傳統二次變電站難以繼續以孤立方式運行。西門子提出,新建和改造變電站需增加電流、電壓等智能傳感器,并通過遠程終端設備采集有功功率、無功功率、視在功率、功率因數和頻率等參數,再將數據接入電網控制系統,用于運行監測和后續控制。

數字化設備方面,IEC 61869標準下的低功率互感器正在更多進入中壓系統。該類設備可直接集成至氣體絕緣中壓開關設備的電纜進線套管,并結合溫度傳感器對電纜連接狀態進行持續監測,減少額外傳感器安裝和后續維護工作。文章同時指出,電流、電壓測量、方向性短路和接地故障指示,以及遠程故障報告和控制功能,正在由過去的附加配置逐步變成新一代二次變電站標準能力。

歐洲中壓開關設備還面臨SF6替代時間表。歐盟2024年出臺新的含氟氣體法規后,自2026年1月1日起,額定電壓不超過24kV的新設備開始適用更嚴格限制;到2030年,適用范圍將擴大至52kV。傳統SF6氣體全球變暖潛值約為二氧化碳的2.43萬倍,后續中壓開關設備將更多轉向GWP低于1的無氟絕緣方案。西門子目前已采用由天然空氣組分構成的Clean Air絕緣介質,用于替代傳統含氟氣體。

設備小型化也成為改造項目的重要約束。城市二次變電站通常缺乏新增占地空間,而新一代系統需要同時增加傳感、通信、遠程控制和監測功能。西門子認為,氣體絕緣開關設備在相同技術參數下占地更小,可在不擴大原有站房面積的情況下完成升級。后續數字化變電站還將進一步引入電動操作面板、標準化預接線、統一接口、VDIS電壓檢測系統以及關鍵電網參數在線監測。

在運行層面,云平臺和AI分析將逐步接入二次變電站數據體系。通過集中處理設備狀態和電網運行數據,可用于提前識別峰值負荷、安排維護和制定投資計劃。西門子同時提出,中壓開關設備未來還需推進標準化,包括統一輔助和控制電壓、減少設備型號差異、標準化接口以及簡化型式試驗,從而縮短數字化變電站交付周期。

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