关于智能变电站一次设备智能化的运行分析
智能变电站一次设备智能化技术分析
张 磊
（ 昆山市供电公 司， 江苏 昆山 ２ １ ５ ３ ０ ０ ）
摘 要： 随 着我 国 的 日渐 发展 ， 变 电站 自 动 化技 术 的发展 取 得 了相应 的成 绩 。 特 别 是一 体化 设备 的 出现 ， 使我 国智能 变 电站将
再 创新 的 高峰 ， 进入 智 能化新 阶段 。 目 前， 人 们的 用 电需求也 与 日 俱增， 因此 ， 智能 变 电站 一次 设备 智 能化技 术有 着 非常 重要 的 意义 ， 一 次设备 智 能化技 术 的发展 是 必 然的 。 不过 当前 ， 智 能 变 电站 一 次设备 智 能化技 术 已在 实践 中得 到 了应 用。 文 章通 过 对
பைடு நூலகம்
１ 智能变电站的结构
和控制 ， 也可以比较好的了解到设备的运行状态。 ②智能化开关设备 。 随着我国的飞速发展 ， 传统的开
通过对开关设备的研 通过对智能变电站结构的分析 ， 可将智能变 电站分为 关设备 已经满足不了人类的追求了。 三个 层 次 ， 即过 程 层 、 间隔层 和 站控 层 。 究使得开关设备越来越智能化 。安装智能组件装置后 ， 就 无人 ” 的运行操作 ， 一次设备 自主监控 、 报警信 ①过程层。 智能变 电站的过程层是智能化电气设备 的 可以实现“ 闭锁功能和多种指示等相关功 能的运用 ， 还能更好地 重要组成部分之一 ， 它涉及 了数字化采样 的相关方 面， 也 号 、 合毕 的状态 ， 具有更人性化的特点 。 并 涉及 了Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ 网的实现 。 所 以说过程层对整个智能变电站 显示开关的断开 、 它也可以温度湿度高低 的指示 自主调节 ， 还有语音提 的运行起着至关重要 的作用 ， 它 的性能 的好坏可 以直接影 且 ， 响到智能变 电站整个的的稳定性与可靠性 。 过程层有着三 示功能用来防止出错和因过热而报警 的智能化装置。 ③ 电容性设备。 关于电容性设备 的智能化就显得相对 类主要 的功能 ， 首先是 电气量 的检测 ， 其次也涵盖了对运 简单一点。 主要是通过完成某种介质 的损耗因数 、 电容量 行设备的参数的检测 ， 另外就是控制好操作执行和驱动。 ②间隔层。 间隔层设备是用来汇总间隔层实时数据 的 的大小和电流 的不平衡的监控与检测来掌握电容性设备 将 电容性设备智能化 ， 从很大程度上减 相关信息 的， 同时也可 以加强对一次设 备的保护 。 在实施 具有 的绝缘特性 。 少了智能变电站工作上的繁琐事情 ， 达到了事半 功倍的效 操作 的过程 中也可以更好地实行其他控制功能 ， 对一些数
智能变电站继电保护装置的运行问题
开出传动 开入检查 交流测试 硬件测试 综自功能
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第二部分
智能变电站继电保护装置的 检修问题
智能变电站的检修
检修压板：智能变电站装置检修态通过投入检修压板来实现。检修压板为硬压板。 检修压板投入时，装置应通过LED灯、液晶显示、报文或动作节点提醒运行、检 修人员注意装置处于检修状态。 装置检修的分类：分为合并单元检修、智能终端检修、保护装置检修、测控装置 检修等。 检修的影响：置于检修状态后的装置发出的报文置检修态，并能处理接收到的检 修状态报文。
5. 智能站已有重点科技项目转向规模化投产，运行、检修人员需要加强培 训（包括自我培训和厂家培训等）。
智一能、智变能电变电站站继的电保检护检修修问题产生的背景：
智能站检修的重点与难点：
6. 由于没有国网标准细则的约束，我们只能依据国网《Q／GDW 441 智能 变电站继电保护技术规范》和《Q／GDW 396 IEC 61850工程继电保护应用 模型》中对智能站保护的要求进行验收和定检。国网也在制定针对智能站 的设计规范和检修规范。相信不久细则就会出台。在细则没出台的过度时 期各地区检修部门会依据各地实际情况要求厂家给与相应的技术支持，帮 助完善检修细则。
2020/4/8, Slide 16
一、智智能能变变电站电继电站保护的检修检问修题产生的背景：
智能站保护与常规站保护的检修压板定义的异同：
智能变电站继电保护装置检修
检修压板不只是涉及到站控层通 讯，还涉及到过程层检修。检修 压板打上后站控层报文，过程层 报文均至检修。
常规继电保护装置检修
检修压板只涉及站控层通讯，检 修压板打上后，装置上送监控及 远动报文至检修位。
智能终端
一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：
变电站一二次设备、继电系统智能化分析
变电站一二次设备、继电系统智能化分析摘要：本文通过对变电站一二次设备以及继电系统的介绍和智能化分析，对现有的智能化技术进行了分析和与传统设备的比较，指明了变电站智能化的新要求和发展方向关键词：变电站；一二次设备；继电系统；智能化当电网出现故障，准确及时的判断出故障元件对电网恢复与完成可靠运行非常之重要。
电网一旦出现故障，大量故障信息会在短时间涌进电网调度中心，超越了调度主站中心与工作人员的故障处理能力范围，会使调度人员出现误，漏判的情况。
快速，准确的电网故障智能化分析是完成事故情形的合理调度、排故以及恢复供电的主要方法，所以电网一二次设备和继电保护系统信息智能化分析有极其重要意义。
1 一二次设备，继电保护系统的智能化1.1 一次设备数字智能化电子互感器替代了电磁式互感器，可以直接提供数字光纤以太网接口，站内用具备向外进行通信的智能化断路器和变压器等设施，或直接在一次设备上安装智能化终端系统完成信号数字转换和状态检测。
1.2 二次设备数字智能化二次设备检测作用主要有4个方面：1.2.1 电网交流测量采样系统，二次回路显示系统运行准确，良好的绝缘性，没有短路开路。
1.2.2 电网直流的控制和信号、操作回路运行准确、分合闸回路指示准确。
1.2.3 变电站数据通信系统。
1.2.4 智能化继电保护系统的自我检测。
智能化一二次设备技术的广泛应用，能随时获取设备的运行状态与损耗程度大小，根据检测结果在设备性能降到下线程度之前组织维护修理工作，并且调整相应的检测周期以及维修计划方案。
设备检修智能化技术与传统的故障检修模式相比不仅提高了设备的可靠性，而且降低了变电站全寿命周期成本。
智能化变电站二次设备还具备对外的光纤网络系统通信接口，智能化技术二次信号的传送由光纤以太网来完成工作。
1.3 变电站管理系统自动控制智能化变电站在设备的信号光纤传送、网络系统通信平台信息的共享方面更深层次的体现了变电站运行管理的智能化。
智能变电站的关键技术及应用分析
2021.2 EPEM169专业论文Research papers 智能变电站的关键技术及应用分析肇庆市恒信电力物业装饰工程有限公司 刘裔年摘要：对智能变电站的定义与关键技术进行分析，探究其与常规变电站间的区别，突显智能化的优势与特点。
关键词：智能变电站；关键技术；应用措施1 智能变电站定义与相关技术此类变电站采用先进、低碳、可靠性强的智能设备，具有自动采集信息、监测信息、保护信息等功能，可满足全站信息数字化、信息共享标准化、通信平台网络化的要求，还可根据实际需求支持电网智能调节、实时自动控制、协同互动、辅助决策等，属于具备高级功能的变电站。
在以往常规变电站设备通讯中，存在通讯介质不统一、通讯协议不统一、通讯规约局限性等问题，各厂家自行扩充应用功能，无法相互操作，规约数据表达能力限制应用功能发展，且不支持装置间的通讯功能，而智能变电站便可有效克服上述问题。
智能变电站包含三层两网，同时也是二次设备网络化的主要体现，即站控层、间隔层与过程层。
其中，前两者以IEC61850标准的互联互操作为重心，实现数据共享；后者以稳定可靠为设计原则，屏柜内使用跳线，相同一小室内的平柜之间使用尾缆，跨小室使用光缆。
多模光纤主要是指可以传输多个光传导模，在局域网中应用广泛，接续简单，成本低廉。
在变电站中，适用于过程层组网、直连与光B码对时等；单模光纤只可传输基模，不存在模间时延差，宽带大于多模光纤，造价较高，可在大容量、长距离通信中应用。
在变电站中，此类光纤的作用在于线路保护的两侧间通信。
智能变电站的相关技术如下：设备状态可视化。
在不同监测项目中，可将实时监测结果展示出来，与相应项目的在线监测结果相匹配，利用鲜艳的颜色表示超过阀值的项目。
通过音效、曲线等将设备的综合状态展现出来，这样便可随时根据设备各项波形进行多阶段的功能对比。
智能预警。
针对站内数据、警告信息、故障信息进行全面处理，再根据系统对电网故障进行诊断，提供详细的影响度报告。
智能变电站运维技术及设备故障处理分析
智能变电站运维技术及设备故障处理分析摘要：电力行业迅速发展过程中，变电站运维逐渐实现智能化发展，进一步保证电力系统的安全可靠性，有效促进社会和谐健康发展。
我国为变电运维工作开展提供更多的支持和保障，促进该工作开展更加标准专业化，有效保证国家电网正常运行。
但是，变电运维管理工作中存在一定的不足之处，需要制定相适应管理模式，提高工作开展有效性。
关键词：智能变电站；运维技术；设备故障；处理措施1智能化变电站概述智能化变电站在实际工作中具有诸多优点，信息处理速度快，交互能力强，便于维护和升级，大大提升了用户的体验，逐渐被人们广泛应用。
智能化变电站主要采用电子传感器高效运行，实现良好的资源节约效果，提升资源最大应用效率，减少资源成本，低碳环保，对自然环境保护具有良好的促进作用。
智能变电站工作中，能够有效采集和处理相关信息和数据，采用对外共享的方式，进而外部网络系统实现信息数据的良好交互，提升网络运行的安全卡可靠性。
另外，智能变电站不断推广和应用，人们对其安全稳定性提出更加严格的要求，需要不断提升其自身的使用性能，保证用户生活用电的安全稳定，实现其高质量运行工作。
智能化变电站对电网运行方式具有一定要求，我国电网主要应用集中控制模式，需要加强运维检修管理力度，提升智能化变电站运行效率。
2智能变电站运行维护管理中存在的问题2.1人员问题变电站的运行维护可以及时发现和处理变电站运行过程中的故障问题，降低变电站安全事故的发生概率。
变电站运维故障受多种因素影响，其中运维管理人员专业水平不足，运维现场实际运行中操作不当，导致变电站发生重大事故。
在运维管理工作中，一些运维人员缺乏较强的专业理论知识和技术水平，在实际操作中存在相关的误操作，如开关实际操作不规范导致的安全故障，二次直流回路误操作导致的安全隐患等。
2.2操作问题变电站运行维护过程中增加了许多新设备，对操作人员的专业水平和技术水平提出了更高的要求。
然而，操作人员缺乏更新的知识和技术，对新设备的运行没有全面了解，实际操作不规范，这增加了变电站运行和维护的安全隐患[1]。
智能变电站一次设备运维管理问题及解决
科技资讯2015 NO.30SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 程 管 理128科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION随着科技进步,我国的电网技术不断向智能化的趋势发展,当前我国的智能变电站多采用“三层两网”作为基本网络结构,即站控层、间隔层、过程层三层以及站控层网络和过程层网络,而这其中,又以过程层最为重要,过程层多是由一次设备及其附属的智能元件构成,智能变电站中常见的各类互感器、断路器和隔离开关等均属于过程层,其对于智能变电站具体功能的实现有着重要意义,包括采集实时变电设备的运行参数量、监测变电设备实时运行状态和执行站控层下达的控制命令等。
因此,加强对过程层中的一次设备的运维管理,解决各类一次设备运行过程中出现的问题,对变电站的安全、稳定及高效运行有着重要的现实意义。
下文就变电站中易发生的故障问题展开探讨。
1 变压器短路或接地故障1.1 问题分析变压器发生短路或接地故障时,短路电路会从变压器经过,瞬间使变压器内绕组烧坏并发生形状变化。
在变电站的现实工作过程中,由于短路造成变压器内部异常的因素众多,和电路架构设置、配件生产技艺、变压器工作情况等要素都有紧密关联,通常原因包含下述几个方面:(1)导线使用不达标,譬如在高压变压器中运用一般换位导线较易造成形状改变、散股、铜线露出等,当电流太大,此些位置与位于绕组两侧的线饼会形成很大的扭矩,导致变压器被毁坏。
(2)变压器生产不达标,包含绕组绕制不紧、绕组线匝间没有实施固定处置、套装间隙太大等,以致变压器抵抗短路事故水平不达标。
(3)没有装设保护设施,当变压器温度亦或电流不正常的时候有关养护工作者没有对其实施科学处置,以致短路事故发生。
1.2 解决举措变电站设计时应提高变压器的抗短路功能,在设计的过程中应当注重温度对电磁线的抗变形与抗拉性能的影响,进而选用温度较高的状况下依旧具有优良抗短路性能的耐高温导线。
智能化变电站和数字化变电站的分析
压设 备 和智 能组 件 之 间 通 过 传 感 器 和 控 制 单 元 连
接。三者之间可比作为高压设备本体为 “ 身体 ” ， 智
能组 件 为“ 大脑 ”， 传感 器 和控 制 单 元 是 “ 神经” ， 三
者组 成 高压智 能设 备 。 智 能组件 的核 心功 能是 对宿 主状态 进行 就地 实 时 检测 和诊 断 ， 以智 能 电 网相 关 系 统 可识 别 的状 态
线 圈 电流波形 、 分 合 闸时间 、 速度 特性 等 。
１ ． ３ ． ２ 基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０的 自动化 系统
变 电站 二 次 系 统 主要 包 含 ： 用 于 电 网故 障 快 速
跳 闸的 继 电保 护 系 统 ； 用 于 电 网正 常 运 行 信 息 传输 和操 作控 制 的测控／ 远动 ， 即“ 四遥 ” ； 用 于 电 网事 故 分析 的故 障 录波／ 故 障 测距 及 近年 来 故 障 信 息 系 统 （ 又 称为 保 护 子 站 系 统 ） ； 用于电费计量、 经 济结 算 的计 量 系统等 。
１ 智 能 化 变 电 站概 述
１ ． １ 智 能化 变 电站一 次设 备
１ ． １ ． ２ 主 接 线
描述 言语 广播设 备 的状 态 ， 智 能 组 件 可实 现 与 宿 主 设备 相 关 的 测 量 、 控制、 检测、 计量、 保 护 的 融 合设
计， 为 电 网的优化 运行 提供支 撑 。 为 了 实现 实 时 对设 备 进行 检 测 ， 断 路 器 和变 压 器 的状 态实 时检测 成 为智 能化变 电站 的关键 点 。变
“ 全站、 唯一 、 同步 、 标 准” 的特 征 ， 主要 体 现 在 以 下
关于智能变电站一次设备相应状态在线监测的分析
关于智能变电站一次设备相应状态在线监测的分析【摘要】为适应国家对电网改造技术提升的要求，推进电网安全运行智能化、监测数字化的需要，近年来，我国的电力工业加大对智能电网的建设，智能变电站逐渐成为新建变电站的主要形式。
本文通过分析智能变电站的在线监测系统，在相关标准的要求下，加强对智能变电站的一次设备的在线监测进行分析，将各种全站设备状态的监测数据进行传输、诊断和汇总分析，从而可以为以后的智能变电站的一次设备的使用提供良好的参考依据。
【关键词】智能变电站一次设备在线监测在我国智能变电站的建设中，将变压器和开关等一次设备在线监测以及故障分析作为变电站建设的重要技术研究，对于各种在线监测系统的配置进行技术和结构分析。
在研究中，将重点放在变压器、断路器和避雷器等在线监测上，促进智能电网建设的全面升级。
1 在线监测和智能诊断技术分析电力工业的不断发展促进智能电网的出现，随着智能电网的逐步普及，智能变电站的应用也相应拓展，而且已经成为新建变电站的主要形式。
智能变电站拥有先进的技术导则和智能设备，也具有可靠、集成、低碳、环保的特点。
智能变电站的基本要求将全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为标准，实现各种准确信息的共享利用，通过先进技术的提升作用，电网的设置逐步智能和优化，可自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，甚至实现与相邻变电站、电网调度等的互动，所以这些已经对变电站的一次设备状态在线监测提出更高要求。
一次设备的在线监测功能在物理、化学和电气等领域的特性较为明显，通过采集、分析各种获取的信息，对设备的实用性和周期进行预测，可以及早判处故障，进行预防性处理，为设备的后期检修提供充足的依据。
在变电站的智能建设方面，其设备和技术必须达到智能化要求，对获取的信息进行就地处理，检查设备的自身安全状况。
智能变电站的一次设备在线监测和诊断技术主要通过传感器的实时监控来实现，对采集的相关信息进行分析和评估，促进变电站智能化的健康发展。
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关于智能变电站一次设备智能化的运行分析
【摘要】智能变电站是智能电网的重要组成部分，智能变电站是变电站自动化技术的延伸，是集信息技术和自动化技术于一身的最新技术。
智能变电站与传统变电站和数字化变电站的区别主要是一次设备智能化。
本文首先简单介绍了智能变电站和一次设备智能化，然后重点分析了主要的一次设备的智能化及智能变电站一次设备智能化的应用。
【关键词】智能变电站；一次设备；智能化；运行
引言
在社会经济和科学技术的发展前提下，对变电站的技术要求也越来越高，变电站面临着自动化和智能化的挑战，一次设备的智能化可以有效的实现变电站的自动化，变压器、断路器、互感器、母线构成了变电站的一次设备，因此智能变电站一次设备的智能化就需要引进智能变压器、智能断路器等设备，而这些设备智能化的实现，依靠了先进的传感技术、微机处理技术、状态监测和故障诊断技术与抗电干扰技术。
一、智能变电站和一次设备智能化介绍
随着我国用电量的扩大，变电站的增长速度很快，几乎每年都会出现近千座变电站。
所以变电站的管理面对着困难，这就需要利用先进的技术，实现变电站的自动化和智能化，从而提高变电站的利用率。
在变电站的自动化中，面向对象技术成为其发展的关键，在技术层面上，变电站的一次设备还会引进先进的测控设备，实现一
次设备的智能化，让变电站的一次设备能够拥有监控、操作等功能，并形成信息库[1]。
随着变电站数量的增多和面向技术在变电站的运用，变电站的系统结构出现了改变，逐渐由原来的集中式向分散式发展，分散式系统结构可以改变目前变电站笨拙、落后的设施，取而代之的是简便的、快捷的操作。
二、主要的一次设备的智能化分析
1、智能断路器
智能断路器主要依靠计算机计术、微电子和新型传感器，对断路器进行二次系统的设计，实现了断路器开关的数字化控制。
智能断路器的设计主要是达到数字化控制与新型传感器的结合，能够做到检测断路器的缺陷和故障，确保在故障产生的条件具备时，发出报警信号，并且自动的采取应对措施，对问题解决[2]。
智能断电器更换了旧的储能设备和机械传动设备，运用高技术的电容储能和变频驱动电机。
智能断路器工作模式就是依照监测到的故障电流，自动的选择操作机构或者灭弧室输入的工作条件，实现电力和机械的分闸。
目前断路器采用的控制机构主要是弹操机构，其合、分闸电流都不大，要求电源的容量也不大，动作快，且能快速自动重合闸，集成度较高，动作可靠，从而实现对断路器的控制，提高断路器的速度特性。
2.智能变压器
智能变压器主要包括变压器本体和智能组件。
集中了健康状态监测传感器、电压互感器、控制器等。
智能变压器主要发展方向是智
能组合式变压器和智能通用变压器，组合式变压器是把传统的变压器分离，分成熔断器、开关、分接开关等，方便智能化的实现[3]。
智能通用变压器功能模块少，减轻了变压器的配件数量，适用于中小容量的用电场合。
三、智能变电站一次设备智能化技术及运行分析
1、状态监测和故障诊断技术
在电力系统中，状态的诊断和监测是很有必要的，尤其是智能变电站，一次设备的智能化进程中，对断路器、变压器的智能化都有很大的促进作用，有效的实现了对一次设备的状态监测，确保设备的正常运行，并且实现了自动的故障诊断，及时预警。
从图1中可以看出，监测和诊断技术的具体过程。
通过对采集数据的分析，表现出实时的工作状态，如果出现异常，就会由诊断设备对异常情况进行分析，得出具体异常的结果，检测出设备的症状，然后根据设备症状的表现，进行参数分析和识别，找到发生故障的原因，然后通过执行程序，对故障进行处理或者发出预警信号，实现自动化的监测和诊断。
监测和诊断技术在变电站一次设备的智能化中有广泛的运用，解决了断路器和变压器智能化的技术难题。
2、传感技术
传感技术可以有效的、自动的获得信息。
传感技术解决了一次设备智能化中数据的传递和采集。
在变压器、断路器和母线等的智能化中，需要对自身的信息进行收集，然后经过处理分析，判断出设备的工作状态。
传感技术具体是通过传感器的功能和性质来表现
的，传感技术中最重要的就是信息处理，信息处理包括信息的预处理、后置处理和具体的特征提取和选择。
把采集的信息经过处理，以数字或者其他系统能够识别的形式进行发送。
在传感技术中，识别主要是对处理过的信息进行辨识和分类[4]。
传感技术在一次设备智能化中，主要以一次设备为识别对象，对变压器或断路器等相关联的模型信息进行辨识、比较、分类和判断，从而准确的反应一次设备的状态。
3、微机处理技术
微机处理技术可以有效的把测量、运算、控制和遥控集中起来，实现设备的智能化，能够实时对电量进行监控、继电保护和信息的记录。
4、抗电磁干扰技术
数据信息在传输时，会出现电磁干扰，这就会导致数据接收受损，不能有效的对信息进行处理。
然而，数字化信号可以有效的减小干扰，保证数据的准确性和及时性，通过抗电磁技术的运用，在传输光信号时进行光电转换，可以进行电气隔离，保证数据传输过程不受电磁场的干扰。
抗电磁干扰技术在断路器智能化运用中起到了最为重要的作用，因为断路器系统的工作电压较低，在进行信息传输的时候，会受到强大电磁场的干扰，导致数据失真或者是受损，抗电磁干扰技术可以有效的解决电磁兼容的问题，能够做到对电磁的有效屏蔽和隔离，更好的实现断路器的智能化。
四、结束语
智能变电站一次设备的智能化存在着极大的潜力，随着科技的进步，一次化设备在各个零部件的技术问题都将会解决，并且功能会更加的完善。
变电站也将会实现现代化，信息化控制，数字化操作，智能化将会覆盖整个变电站，在变电站智能化不断发展中，会注入很多新鲜的血液，比如更加进步和完善的功能设备会被开发利用，这不仅可以方便了自动化变电站的取材，同时也促进了变电站自动化的发展，一次设备智能化能够有效的促进变电站的自动化，从而促进电力事业的不断发展。
参考文献：
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[2] 胡元潮，阮江军，杜志叶.基于topsis法的变电站一次设备智能化评估[j].电力自动化设备，2012（12）：120-122
[3] 陈安伟，乐全明，张宗益.智能变电站一次主设备在线监测系统工程实现[j].电力系统自动化，2012（13）：58-59.
[4] 宋友文.智能变电站一次设备智能化技术探讨[j].中国电力教育，2012（6）：56-57.。