1、智能變電站一次設(shè)備智能化技術(shù)討論智能變電站一次設(shè)備智能化技術(shù)討論保證電網(wǎng)平安穩(wěn)定運行不是單靠進步變電站的智能化就可以實現(xiàn)的，它是一個系統(tǒng)工程，取決于諸多因素，變電站的平安穩(wěn)定運行是與變電站接入方案是否可靠、系統(tǒng)網(wǎng)架是否合理、運行方式是否適宜分不開的。在智能電網(wǎng)建立論文聯(lián)盟.Ll.過程中，必須明確智能化是確保電網(wǎng)平安、可靠、經(jīng)濟運行的手段，而不是目的；智能化不能犧牲電網(wǎng)原有的平安性、可靠性和經(jīng)濟性。一、智能變電站的定義智能變電站是由先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成。以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為信息傳輸根底，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等根本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控

2、制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應用功能的變電站。二、智能變電站的特征一次設(shè)備智能化、信息交換標準化、系統(tǒng)高度集成化、運行控制自動化、保護控制協(xié)同化、分析決策在線化是智能變電站的主要特征。高可靠性的設(shè)備是變電站堅強的根底，綜合分析、自動協(xié)同控制是變電站智能的關(guān)鍵，設(shè)備信息數(shù)字化、功能集成化、構(gòu)造緊湊化是開展方向。三、智能變電站的構(gòu)造智能變電站設(shè)備分為過程層、間隔層、站控層。1過程層：過程層的主要功能有電力運行實時的電氣量檢測；運行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測；操作控制執(zhí)行與驅(qū)動。2間隔層：其設(shè)備的主要功能是匯總本間隔過程層實時數(shù)據(jù)信息；施行對一次設(shè)備保護控制功能；施行本間隔操作閉鎖功能；施行操

3、作同期及其他控制功能；對數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計運算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級別的控制；承上啟下的通信功能，即同時高速完成與過程層及站控層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。必要時，上下網(wǎng)絡(luò)接口具備雙口全雙工方式，以進步信息通道的冗余度，保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。3站控層：其主要任務是通過2級高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶崟r數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實時數(shù)據(jù)庫，按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫；按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心；接收調(diào)度域控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行；具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；具有或備有站內(nèi)當?shù)乇O(jiān)控，人機聯(lián)絡(luò)功能；具有對間隔層、過程層諸設(shè)備的在線維護、在線組態(tài)、在線修改參數(shù)的功能；具有或備有變電站故障自動分

4、析和操作培訓功能1。過程層設(shè)備是聯(lián)絡(luò)一次設(shè)備和二次系統(tǒng)的橋梁，為間隔層設(shè)備提供一次設(shè)備的數(shù)據(jù)，執(zhí)行間隔層和站控層對一次設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)等功能。間隔層設(shè)備完成對一次設(shè)備的測量、控制、保護、計量、檢測等功能。智能組件以測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化、信息互動化為特征，集成了過程層和間隔層的部分功能，具備測量、控制、保護、計量、檢測中的全部或部分功能。高壓一次設(shè)備與相關(guān)智能組件的有機結(jié)合構(gòu)成了智能化一次設(shè)備，這種有機結(jié)合可以是獨立運行的高壓設(shè)備加外置的智能組建，也可以是高壓設(shè)備內(nèi)嵌部分智能組建再加外置智能組件，還可以是高壓設(shè)備內(nèi)嵌相關(guān)智能組件。智能組件是一次設(shè)備實現(xiàn)智能化的主要途徑。

5、四、變電站一次設(shè)備的智能化變電站設(shè)備主要包括變壓器、斷路器、互感器、母線等一次設(shè)備和變電站自動化系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、智能組件等二次設(shè)備。一次設(shè)備智能化是智能變電站的重要標志之一。采用標準的信息借口，實現(xiàn)融狀態(tài)監(jiān)測、測控保護、信息通信等技術(shù)于一體的智能化一次設(shè)備，可滿足整個智能電網(wǎng)電力流、信息流、業(yè)務流一體化的需求。智能化一次設(shè)備通過先進的狀態(tài)監(jiān)測手段和可靠的自評價體系，可以科學地判斷一次設(shè)備的運行狀態(tài)，識別故障的早期征兆，并根據(jù)分析診斷結(jié)果為設(shè)備運維管理部門合理安排檢修和調(diào)度部門調(diào)整運行方式提供輔助決策根據(jù)，在發(fā)生故障時能對設(shè)備進展故障分析，對故障的部位、嚴重程度進展評估。大規(guī)模間隙發(fā)電和分布式發(fā)

6、電接入，要求電網(wǎng)具有很高的靈敏性，而一次設(shè)備智能化是滿足這種要求的重要基矗把一次設(shè)備智能化的信息傳輸至信息一體化平臺，建立變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，智能變電站通過狀態(tài)監(jiān)測單元實現(xiàn)主要一次設(shè)備重要參數(shù)的在線監(jiān)測，為電網(wǎng)設(shè)備管理提供根底數(shù)據(jù)支撐。實時狀態(tài)信息通過專家系統(tǒng)分析處理后論文聯(lián)盟.Ll.可作出初步?jīng)Q策，實現(xiàn)站內(nèi)智能設(shè)備自診斷功能。智能組件是一次設(shè)備智能化的核心部分，對智能組件應有如下要求：智能組件的投入和使用不應改變和影響一次設(shè)備的正常運行；智能組件應能自動連續(xù)地進展監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理和存儲；智能組件應具有自檢和報警功能；智能組件應具有較好的抗干擾才能和合理的監(jiān)測靈敏度；監(jiān)測結(jié)果應具有較好的可靠性、

7、重復性以及合理的準確度；應具有狀態(tài)標定其監(jiān)測靈敏度的功能。1主變壓器智能化。主要包括油中溶解氣體在線監(jiān)測、油中微水在線監(jiān)測、套管絕緣在線監(jiān)測含環(huán)境溫濕度監(jiān)測、部分放電在線監(jiān)測、溫度負荷在線監(jiān)測等單元，實現(xiàn)對變壓器油溶解氣體，油中微水，部分放電，變壓器鐵芯和夾件電流，套管絕緣介損、電容值、泄漏電流值、溫度負荷趨勢、油溫、油位、風扇狀態(tài)、油泵狀態(tài)等的在線監(jiān)測功能。油色譜可以區(qū)分放電類型與過熱類型、油過熱與油-絕緣紙過熱等。微水檢測可以反映油的受潮程度。部分放電監(jiān)測可以反映電暈、油中氣體放電等多種缺陷。總體而言，變壓器狀態(tài)監(jiān)測功能方面已經(jīng)有了一定打破，實現(xiàn)了將各自獨立的監(jiān)控系統(tǒng)集成為一個系統(tǒng)，可以實

8、現(xiàn)對變壓器所有主要部件進展監(jiān)控；但變壓器智能化的核心專家診斷系統(tǒng)，還需要積累大量運行數(shù)據(jù)，挖掘設(shè)備運行特性，研究診斷方法開發(fā)分析系統(tǒng)，從而實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)診斷智能化。另外，考慮到傳感器的使用壽命，尤其是內(nèi)置傳感器對于主設(shè)備本體運行的影響，監(jiān)測量的選擇以及傳感器布點方面仍有待研究。2開關(guān)設(shè)備智能化。GIS密度微水在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了SF6氣體的密度、微水監(jiān)測功能；GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了GIS局放的在線監(jiān)測功能；GIS設(shè)備光纖測溫在線監(jiān)測，利用溫度傳感器采集GIS內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)，可以直觀地反映GIS內(nèi)部溫度變化。目前GIS絕緣在線監(jiān)測最有效的方法是部分放電監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備制造和安裝及維修時引

9、入的導電微粒及其他雜物，電極外表產(chǎn)生的毛刺、刮傷等損傷，導電或接地接觸不良，支持絕緣內(nèi)部的氣隙等缺陷，多點監(jiān)測可以實現(xiàn)故障定位。斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了斷路器的SF6氣體密度、微水；分合閘線圈電流的波形狀態(tài)、斷路器的特征分合閘速度、儲能電機電流波形、儲能狀態(tài)、儲能時間、頻率等參量的在線監(jiān)測功能。3避雷器設(shè)備智能化。避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了避雷器的全電流、泄漏電流值以及計數(shù)器動作次數(shù)的在線監(jiān)測功能。4電容性設(shè)備智能化。主要實現(xiàn)介質(zhì)損耗因數(shù)、電容量以及三相不平衡電流的監(jiān)測，掌握其絕緣特性。5電纜。主要監(jiān)測電力電纜的部分放電、介質(zhì)損耗因數(shù)、直流分量等參量，掌握其絕緣特性。6電子式互感器。電子式互感器

10、是實現(xiàn)變電站運行實時信息數(shù)字化的主要設(shè)備之一，在電網(wǎng)動態(tài)觀測、進步繼電保護可靠性等方面具有重要作用。準確的電流、電壓動態(tài)測量，為進步電力系統(tǒng)運行控制的整體程度奠定測量基矗電子式互感器利用電磁論文聯(lián)盟.Ll.感應等原理感應被測信號，對于電子式電流互感器，采用羅氏線圈；對于電子式電壓互感器，那么采用電阻、電容或電感分壓等方式。羅氏線圈為纏繞在環(huán)狀非鐵磁性骨架上的空心線圈，不會出現(xiàn)磁飽和及磁滯等問題。電子式互感器的高壓平臺傳感頭部分具有需用電源供電的電子電路，在一次平臺上完成模擬量的數(shù)值采樣，采用光纖傳輸將數(shù)字信號傳送到二次的保護、測控和計量系統(tǒng)。電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)包括電源供電技術(shù)、遠端電子模塊

11、的可靠性和采集單元的可維護性等2。光學電子式電流互感器采用法拉第磁光效應感應被測信號，傳感頭部分又分為塊狀玻璃和全光纖兩種方式。目前的光學電子式電壓互感器大多利用Pkels電光效應感應被測信號。光學電子式互感器傳感頭部分不需要復雜的供電裝置，整個系統(tǒng)的線性度比擬好。光學電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)包括光學傳感材料的穩(wěn)定性、傳感頭的組裝技術(shù)、微弱信號調(diào)制解調(diào)器、溫度對精度的影響、振動對精度的影響、長期運行的穩(wěn)定性等。與傳統(tǒng)電磁感應式電流互感器相比，電子式互感器具有以下優(yōu)點：1高、低壓完全隔離，具有優(yōu)良的絕緣性能；2不含鐵芯，消除了磁飽和及鐵磁諧振等問題；3動態(tài)范圍大，頻率范圍寬，測量精度高；4抗電磁干

12、擾性能好，低壓側(cè)無開路和短路危險；5互感器無油可以防止火災和爆炸等危險，體積小，重量輕；6經(jīng)濟性好，電壓等級越高效益越明顯。五、智能變電站與數(shù)字化變電站及傳統(tǒng)變電站在一次設(shè)備上的主要區(qū)別1智能變電站與數(shù)字化變電站及傳統(tǒng)變電站在一次設(shè)備上的區(qū)別如下：1一次主設(shè)備采用在線監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，即設(shè)備狀態(tài)可視化；2在線監(jiān)測裝置及保護裝置采取智能組件方式，就地安裝，以減少信號及控制電纜的長度；3狀態(tài)監(jiān)測參量的通信符合IE61850標準；4狀態(tài)監(jiān)測參量集成在集控室信息一體化平臺中；5互感器均采用電子式或光電式。2智能變電站一次設(shè)備智能化是基于在線監(jiān)測的根底上建立，需要準確選擇在線監(jiān)測參量表1。根據(jù)國網(wǎng)公司QGD393-2022?11066kV220kV智能變電站設(shè)計標準?4及QGD394-2022?330kV750kV智能變電站設(shè)計標準?5，一次設(shè)備監(jiān)測參量有：主變油中溶解氣體；220kVGISSF6氣體密度、微水；110kVGISSF6氣體密度、微水；避雷器泄漏電流、動作次數(shù)；220kVGIS局放應綜合考慮平安可靠、經(jīng)濟合理、運行維護方便等要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比擬后確定。根據(jù)以上標準，需認真考慮例如主變的超高頻局放、套管介損、繞組溫度等在線監(jiān)測參量是否選