智能一次设备的概念及目标
一次设备智能化技术
次设备智能化技术时间：20 1 2-9 4 — 2 4巧：1 o:i9來源：作者•:O引言智能变电站是智能电网的重要建设环节。
保证电网安全稳定是一个系统工程，取决于诸多因素，不是单靠提高变电站的智能化就可以实现的。
变电站的安全稳左运行是与变电站接入方案是否可靠、系统网架是否合理、运行方式是否合适分不开的。
必须明确“智能化”是确保电网安全、可靠、经济运行的手段，而不是目的•智能化不能牺牲电网原有的安全性、可靠性和经济性.智能变电站与数字变电站的区别如下：（1）一次设备状态监测与一次设备智能化：（2）一体化信息平台与智能高级应用：（3）辅助系统智能化。
1智能变电站的定义智能变电站的如下定义:由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成。
以高速网络通信平台为信息传输基础，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、协同互动等高级应用功能的变电站。
2智能变电站的特征智能变电站的特征:一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集成化、运行控制自动化、保护控制协同化、分析决策在线化。
智能变电站是智能电网的重要组成部分。
高可靠性的设备是变电站坚强的基础，综合分析、自动协同控制是变电站智能的关键，设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化是发展方向。
3智能变电站的结构智能变电站设备分为过程层、间隔层、站控层.（1）过程层:指智能化电气设备的智能化部分。
过程层的主要功能分3类:电力运行实时的电气量检测;运行设备的状态参数检测：操作控制执行与驱动。
（2）间隔层：其设备的主要功能是汇总本间隔过程层实时数据信息;实施对一次设备保护控制功能：实施本间隔操作闭锁功能;实施操作同期及其他控制功能;对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制：承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。
必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性.（3）站控层：苴主要任务是通过2级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数摇库;按既立规约将有关数据信息送向调度或控制中心;接收调度域控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;具有（或备有）站内当地监控，人机联系功能;具有对问隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能;具有（或备有）变电站故障自动分析和操作培训功能[1] O 过程层设备是联系一次设备和二次系统的桥梁，为间隔层设备提供一次设备的数据，执行间隔层和站控层对一次设备的控制、调节等功能。
第2章 智能电器的一次设备
维持储能
弹簧操动机构
维持储能的机构由掣子15,杠杆16和凸轮12 组成。 弹簧储能结束时，连接在棘轮8转轴上的凸 轮12刚转动到图中位置，凸轮12上的销子支 撑在杠杆16上，而杠杆又被掣子15上的小滚 轮h挡住，无法向逆时针方向转动，因此可 以维持凸轮12在图中位置，将弹簧的位能储 存起来。
低液（气）压与高液（气）压连锁。
弹簧操动机构中的位置连锁。
典型操动机构简介
电磁操动机构（CD） 弹簧操动机构（CT） 液压操动机构（CY）
电磁操动机构（CD）
靠电磁力合闸的操动机构称为电磁操动 机构。 外形
工作原理（视频）
电磁操动机构（CD）
优点是结构简单，工作可靠，制造成本 较低 缺点是合闸线圈消耗的功率太大
内容
传统断路器操动机构的工作特 点和控制要求
教材中，把除永磁操动机构外的其他操动机 构称为传统的操动机构。 断路器有不同工作原理的操动机构
电压等级
断路器对操动机构的要求
准备合闸前的分闸位置
合闸过程中
断路器对操动机构的要求
合闸结束后，滚轮11落在鞍架7上。
合闸动作结束（铁心未落下）
合闸位置
断路器对操动机构的要求
以后，合闸命令虽已解除，合闸线圈不再通 电，铁心顶杆即使落下，但由于鞍架7将滚 轮11托住，因而能使断路器继续保持在合 闸位置。
操作平稳无噪声，相对于气体机构和弹簧机 构这也是很大的优点。
液压操动机构
关于智能变电站一次设备智能化的运行分析
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]。
变电站一次设备智能化概述
变电站一次设备智能化概述王韬【摘要】变电站智能化是变电站的发展趋势.本文首先介绍了一次设备智能化的概念,然后重点介绍了智能变压器和智能断路器.在此基础上概括了一次设备智能化的关键技术,最后强调在建设智能化变电站的同时更要考虑电网运行的安全性,不能单纯地追求智能化.【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)022【总页数】1页(P68)【关键词】智能化;一次设备;安全【作者】王韬【作者单位】福建省电力工程承包公司,福建福州 350000【正文语种】中文随着全球环境和资源问题的日益突出，智能电网的建设和新能源的接入迫在眉睫。
国家电网公司正在积极推进坚强智能电网计划的实施，变电站将向智能变电站发展，一次设备也将会更新换代，其中各种一次设备的智能化是发展比较迅速的。
1 一次设备智能化概念一次设备的智能化是指一次高压设备与相关测量、控制、保护、检测、计算等智能组建有机结合，使系统的一次高压设备具有感知、思维判断、执行以及双向通讯功能，能自动适应环境及电网控制要求的变化并始终处于最佳运行工况的方法以及由此形成的设备。
一次设备的感知功能包括采集和检测各种运行参数、设备自身的特征参数和系统参数；思维判断功能是依靠计算机和数字信号处理器对自身和系统状态进行评估后作出相应的控制；执行功能是指对系统一次设备的调节与操动；通讯功能是指一次设备根据标准通信协议与其他设备交换信息的能力。
2 一次设备智能化变电站的一次设备主要包括变压器、互感器、断路器、母线等。
在此主要介绍智能化断路器和智能化变压器。
2.1 智能变压器智能变压器由智能组件和变压器本体组成；变压器本体包括各种健康状态监测传感器、控制器、电压互感器、电子式电流；智能组件包括合并单元和监测功能组件。
智能变压器的发展与器件及材料、自动化控制水平的发展密切相关。
变压器的制造技术在不断发展。
未来变压器智能化的发展路线，至少有以下两种种发展的的路线：1）智能组合式变压器；2）智能通用变压器。
电气一次设备智能化2
电气一次设备智能化分析二、智能化一次设备（二）智能化开关及开关柜1、智能化断路器及开关柜（1）智能化断路器断路器作为电力系统中最重要的控制元件，它的自动化和智能化是电器设备智能化的基础。
断路器的智能化不是通常所想的，使用计算机就达到了智能化。
它必须尽可能地应用电弧自身的能量，实现运行状态的自诊断，操动机构的可控操动，并且配置最新传感器技术，微电子技术和信息传输技术，智能化的概念才比较完整。
一般来说，智能化电器设备除满足常规电器设备的原有功能外，其功能主要表现为： 应具有灵敏准确地获取周围大量信息的感知功能；应具有对获取信息的处理能力；应具有对处理结果的思维判断能力，对处理结果的再生信息的实施及有效操作的实施功能。
图表 1 断路器智能化工作框图图1概要说明了一种兼有计算机系统和传感装置的智能化断路器工作原理。
总的来看，可以归纳智能化断路器的操作过程为: 智能控制单元不断从电力系统中采集某些特定信息，据此来判别断路器当前的工作状态，同时处于操作的准备状态。
当变电站的主控室因系统故障由继电保护装置发出分闸信号或正常操作向断路器发出操作命令后，控制单元根据一定的算法求得与断路器工作状态对应的操动机构预定的最佳状态，并驱动执行机构操动机构调整至该状态，从而实现最优操作。
显然，智能控制单元是断路器智能操作实现的核心部件。
近年来已有很多智能化断路器面市。
高压领域典型的有东芝公司的C-GIS和ABB公司的EXK型智能化GIS，它们的特点都是采用先进的传感器技术和微计算机处理技术，使整个组合电器的在线监测与二次系统在一个计算机控制平台上。
在中压领域较典型的有九十年代初的富士公司的智能式真空断路器及ABB公司近年来推出的VM1型真空断路器。
日本富士公司在原来的真空断路器上添加了过电流继电器、检测用电流互感器以及各种传感器，使断路器具备了自诊断功能及传输功能，构成了集监视、通信、控制和保护为一体的智能单元，从而强化了断路器的功能，提高了可靠性。
智能变电站一次设备
缺点 评价
• 评价:本方案既能适合重要一次设备的智能化设计，同时配 置也较为经济。但是木方案使得智能一次设务内部结构较 为复杂，检修时不够灵活，智能单元较大的工作量使得其 可靠性有一定隐患。利用接口进行本方案配置适合现有变 电站的智能化改造工程，而其智能化功能也满足未来新建 智能变电站的要求。
接成的系统称为电气一次系统或电气主接线系统。
变电站的一次设备
什么是智能变电站的一次设备？
一次设备智能化的实现产物为智能一次设备，其定义为:具有自 动测量、自动控制、自动调节、自身状态监测、预警及通信功 能的变电站高压电器设备。作为智能变电站的关键技术，智能 一次设备是智能化特征的突出体现，也是智能变电站在数字化 变电站基础上的重要突破和显著进步。智能一次设备技术的发 展对实现一次设备的信息化、自动化和互动化，提高电气设备 制造水平，以及整个智能变电站结构的最优设计具有重要的意 义，是智能变电站技术发展的基础和关键。
2、件负责对应多个一次设备的信息采集、分析处 理和决策动作工作。本方案可以按主接线的各线路进行配 置，即一个智能组件管理同一线路的所有一次设备本体。 也可按主接线的间隔配置，即一个智能组件管理同一间隔 的所有一次设备本体。
• 本方案较为经济地满足一次设备的智能化发展要求;同时由 于共用一个智能单元减少了数据量在上层网络的交换，减轻 了网络负担。
智能变电站结构应用实例
智能一次设备使得变电站过程层的一次设备与间隔层的二次设备将成为统一体，两层 间的网络成为智能一次设备的内部网络。由此对于整个变电站的结构而言，将三层式 结构变成双层式结构。 变电站基于智能一次设备形成了双层式结构，与数字化变电站不同之处在于智能一次 设备的内部网络。
浅谈电力一次设备智能化的设计与发展趋势
１ １ ４ ・
科技 论坛
浅谈 电力一次设备智能化 的设计与发展趋势
董 雪 吴 斌 栗 王 凯
（ 晋城 供 电公 司 ， 山西 晋城 ０ ４ ８ ０ ０ ０ ）
摘 要： 科技 发展 的步伐在 不断地加快 ， 带动 了我们这个时代 的文明。在我们生活 中的点点滴滴都透漏 着科学技 术 ， 像是我们看到的 电视机的不断地更新换代 ， 手机 功能的不 断地强大等等。是的 ， 科 学技术发展 的真的很 快， 在我们的电力 系统方面表现的尤为的突出。今 天人们形 象的把 我们 这个时代称为 电力的时代 ， 不假 ， 我们 离不开电力资源， 电力的相关产业也在不断的转型 ， 就拿电气 自动化来说就是 个很好 的例子 ， 电力一次设备智能化 的广泛应 用就是 个很好 的例子 ， 本文针对这个 方向展 开 了详 细的论述 ， 希望对相 关 电气 自动化 ； 一次设备 ； 智能化
２ １ 世纪我们的世界发生了很 大的改变 ， 旧的生产力在不断地被 设计 ， 此外还需进行必要仪表系统 的设计。在传统设计方案里 ， 电气 打破 ， 人们对于工作 与生活的状态在不断地发生着改变 。以前 的人们 设计和 自动化设计是平行 的，而新设计方案和传统设计方案之间差 注重的是温饱 问题 ， 注重的是工资 的多少 ， 而如今人们注重于生活 的 别非常多 ，具体而言就是新设计方案在设计程度上对传统设计方案 质量 ， 对于工作来说人们想着如何创造 自身 的价值 ， 怎样能够有个很 进行 了一定的简化 ， 使得效率得到了极大提升 ， 而 自动化组态 的进行 好地工作环境 ， 更好的提高工作 的效率等等方面。 对于我们电力系统 也无需先进行硬件确定再实行 ，只需通过一个软件和通信协议便能 而言也是如此 ， 正是人们的需求 的方 向的改变 ， 对于我们的抱怨在不 让不 同厂家的产品和设备实现整合 ， 进 而构建为一个正常系统 。 就我 断地增加的情况 ， 带来了我们改革 的动力 。电力系统有其 自身的特殊 们电气系统来说能够很好地使电气设计与 自动化设计达成一致 ， 这 性， 大部分有着国企 的身影 ， 有很 多的体 制的限制 ， 所 以有很多 的问 样能够很好地协调两者关系 ，对于工作 的调动与分配是非常 的有利 题在不断地积压 ， 近几年市场经济 的冲击下这种 隋形在不 断地好转。 的， 也是未来发展 的必然 的趋势。 人们对改革看 的越来越开 ， 注重于人们需求 ， 对于今天我们谈到的电 ４ 电 力一 次 设备 智 能化 的发展 趋 势 气 自动化的一次设备 自动化 的改革就是一个很好的例子 ，通过改革 事实上 ， 上面所提到的新设计方案基本上全都在现场设备中得 到 了应用 ， 现场总线装置与通讯协议标准完全相符 ， 即网络通讯功能得 改变原有的不足提高效率 ， 这就是我们改革的 目的。 １传统电气自动化设计的特点和思想基础 以完全实现 ，并且在现场总线的所有节点设 备上都采用分布式实 时 传统 电气设备 的制作形式在保护 、 控制和计量上都是 由一些独 数据库形式。与此 同时 ， 系统 中另外一个非常重要的构成成分便是设 立的配件来完成 的，而且用户所需 的配电产 品以及每个配件彼此间 备控制系统 ， 它的特点包括数据共享快 、 成本低 、 高效可靠等。上面所 提的功能希望能在设计 中得以实现 ，对于设备 的工作者来说同时对 的功能配合与连接也都是通过此种形式来完成的。 １ ． １在对某工程进行电气设计之时， 一定要对用电设备 的实际用 于设备进行 电气系统与相关程序两方面来进行设定 ，对于整体的框 电负荷 、 分布情况 以及 负荷特点等具体状况加以考虑 ， 同时与 自身条 架更加的清晰明了。 任何的企业都不是独立 的个体 ， 都需要进行协调 件相结合来进行 中低压配变电系统的相应设置。 在此基础上 ， 作为施 工作 ，在于相关的企业之 间各个层 面的交流是必须 的这样有利于Ｔ 工方一定要遵照供电方在设备 、 条件以及用 电上的管理要求 ， 对低电 作的顺利 的开展进行 。 压变配电系统实行计量 、 控制和二次保护方面的设计 ， 然后按照工艺 ５一 次 设 备智 能化 在 １ ０ Ｋ Ｖ 配 电 系统 的应 用 控制和 自动化系统要求来进行配电系统末端用 电设备的设计 ，在完 我国配电网包括农村电网和城市电网， 农村电网最主要采取架空 成这些设计之后 ， 再实行电路 的敷设 、 设计以及设备的调试 与安装工 线的方式 ， 城市 电网则 主要采取 电缆网的形式。 所采用的电力一次设 作。 备主要包括 ： 配电开关 、 配电变压器等。这些开关及变压器大多数没 １ ． ２在对某工程进行 自动化设计之时， 一定要按照控制要求先对 有 自我控制测量 、 控制 、 通讯 功能。 目前采用的二次设备主要包括 ： 工艺进行详细分析 ， 以便对被控设备的分布状况有所了解 和掌握 ， 同 ｒ Ｉ Ｔ ｒ ｕ、 ｆ － ｒ ｕ、 Ｄ Ｔ Ｕ等设备。 通过在一次设备上融合二次测量 、 控制 、 通讯 时还要对设备 自身可靠性 、 运行流程相关性 等加 以了解 ， 然后再进行 功能 ， 是配电终端与配 电一次设备无缝融合 。 实现包括 ： 就地手动 、 远 汁算机全控制系统结构和内容的设计 。 在执行工程的时候 ， 还需对变 方控制 、 环网控制 、 保护动作等方面的应用 。设备同时具有现场总线 配 电系统 、 高低压仪表 系统与用电设备检测信号 、 系统检测控制之 间 通讯 、 网络通讯或光纤通讯功能。实现现场单元间 、 子站之 问 、 子站对 的关系加以协调 ， 接着再将一个位号清单编制出来 ， 最后再对整个控 现场单元 、 主站对现场单元 、 主站对子站的通信等广义范围。并与 电 制流程图加以设计 ； 进行控制系统监控软件和硬件的组合 ； 使控制 系 力主站系统通讯 ， 实现包括 ： 电网经济运行 的分析 、 Ｇ Ｉ Ｓ的在线管理 、 统输 出和输入接 口与整个系统现场设备 电缆之间的有效连接设计得 Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ａ 的实时监控等功能， 突破传统单一调度的 自动化 系统模式。 以实现 ，如此才能使整个 系统设备以及 电缆敷设 的调试与安装得 以 结 束语 顺利完成。 今天的社会人们面临着严峻的压力 ， 生活节奏不断地加快 ， 压力 ２ 电力一次设备智能化应用的基础条件 自然不断地提升 ，想要不被社会所淘汰就要进行不断地发挥 自身的 目前 ， 工程现场许 多设备都能通过对现场总线加 以连接而实现 ， 价值 ， 使企业更具有竞争力 。电力行业在众多的行业中一直是龙头行 并用 同样的通讯协议使数据通讯得 以实现。由于 目前 网络通讯的机 业 ， 有很多的地方对于其他 的行业都有很强的借鉴性 ， 今 天我们介绍 电一体化 、 芯 片嵌入和标准统一等发生 了很大的变化 ， 使得现场设 备 的这一方 向就是一个很好的例子 ，应发展形势的需要进行不断地改 层中测量与控制的彻底分化得 以实现。 对整个控制系统而言 ， 由它的 革 ， 在技术的层面上进行开发 ， 并且取得 了 很好地效果。对 于其他的 拓扑结构便知 ， 作为通讯媒介 的重要 组成成分 ， 现场总线包含的内容 企业是一个借鉴的例子 ，我相信在未来我们 的电力行业一定会取得 只包括人机界面管理计算机和现场控制器这两方面 ，如今有了几个 更 大 的进 步 。 大型的现场总线组织可 以对现场总线通讯协议加 以制定 ， 如此一来 ， 参 考 文献 假如现场嵌入式控制装置 、 控制器 、 仪表与通讯协议相符 ， 那 么便 能 【 １ ］ 王 畅 ．电 气 自动化 技 术在 电 网建 设 中的应 用『 Ｊ １ ．广 东科 技 ， ２ ０ １ １ ， ２ ０ 很快捷的通过连接现场总线来实现完整控制系统 的形成 。 （ １ ￣： １ ３ ６ － １ ３ ７ ． ３电力一次设 备智能化设计方案特点和 内容 ［ ２ 】 张文． 建筑 中的电气工程及 自动化技 术研 究『 Ｊ ］ ． 建材与装饰， ２ ０ １ ２ ， 由于 目前 的用 电设备 中有一个非常小型的 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统 ， 并且 （ ６ ） ： １ ３ ３ － １ ３ ４ ． 嵌入式控制装置也会在高低压变配 电设 备中出现 ，因此在对相关电 【 ３ 】 张承模， 武刚， 向秋 兰等． 数 字化变电站 自动化技 术应 用研 究ｆ Ｊ ］ ． 现代 气加以设计之时 ， 就无需把集 中、 计量的保护 系统设备和二次信号同 机 械 ， ２ ０ １ ２ ， （ ２ ） ： ５ ６ — ５ ８ ． 自动控制系统间做预留互联条件 ，而只用按照需求进行系统电气 的
16、智能一次设备
智能一次设备工程应用1.概述仪用互感器将电力一次系统的大电流、高电压按规定比例转换为小电流、低电压信号，提供给电力系统的保护、测控、计量等二次设备。
其提供标准的二次电流、电压输出，便于二次保护、测控、计量设备的交流输入标准化，并且将一次高压系统和二次低压系统进行安全隔离，确保设备和人身安全。
传统电磁式互感器绝缘结构复杂、体积庞大、重量大、造价高，由于采用铁心线圈，存在动态范围小、CT易磁饱和、PT易产生铁磁谐振等缺点。
电子式互感器代表了仪用互感器的发展方向，和传统电磁式互感器相比，其绝缘结构简单、体积小、重量轻、造价低；不含铁芯，无磁饱和、铁磁谐振等问题；不存在CT二次开路和PT二次短路的安全问题；动态范围大、频率响应宽。
电子式互感器涵盖了电磁式互感器的所有应用场合，对交流高压、超高压以及对精度、暂态特性要求高的场合尤其适合。
深圳南瑞OPCT16系列电子式互感器，是常规电磁式电流、电压互感器的替代产品，应用于110KV及以上电压等级的AIS或GIS智能变电站，与深圳南瑞PRS-7390系列合并单元配合，为数字化计量、测控、及继电保护装置提供电流、电压信息，产品各项技术指标符合GB/T20840.7-2007（IEC60044-7）：《互感器第七部分：电子式电压互感器》，GB/T20840.8-2007（IEC60044-8）：《互感器第八部分：电子式电流互感器》，及IEC60044-6：《互感器第六部分：保护用电流互感器暂态特性要求》。
系列产品如下表所示：GIS配套电子式电流电压互感器可用于66kV（110kV、220kV、330kV或500kV）六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）中，测量一次电流、电压，输出信号供数字化计量、测控及继电保护装置使用。
可用于户内及户外环境下。
产品特点如下：1)高低压之间采用SF6气体绝缘，绝缘结构简单，体积小，重量轻。
2)传变精度高，动态范围大，暂态特性好，真实反映一次系统的稳态和暂态电流、电压信号，同时满足计量、测量、保护、暂态录波等要求。
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主要内容
国外关于智能电网与智能一次设备 智能一次设备的概念 智能一次设备在智能电网中的作用 智能一次设备的结构及功能流程 一次设备的主要故障 智能一次设备的技术基础 智能一次设备的关键技术 智能一次设备的近期、中期和远期目标
国外关于智能电网与智能一次设备
IBM：
利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行 状况进行实时监控 把获得的数据通过网络系统进行收集、整合 通过对数据的分析、挖掘，达到对电网运行的优化管理
断路器在线监测技术
速度、时间特性（直线、旋转和直线+旋转位移传感器） 分合闸线圈电流波形（小电流零磁通传感器） SF6湿度（湿度传感器） 泄漏电流（小电流零磁通传感器） 储能机构状态（压力、电机等）
智能一次设备的关键技术
信息收集 技术 传感器及 接入技术 信息处理 技术 智能评估 技术
集成平台 技术
变压器的本体非停原因分布
导致非停部件（本体部分） 引线 试验异常 主绝缘 铁芯
变压器的主要事故分布
铁心5%
分接开关10%
主绝缘10%
套管10%绕组65%断路器的本体非停原因分布
100% 90% 80% 70% 60% 百分比 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2005 2006 年度 2007
亟待解决的问题
变压器绕组光纤测温、局部放电无源传感器接入、油中溶解 气体分析更好的在线测量接口等 断路器数字化操动单元、储能机构状态、绝缘、SF6压力和湿 度、位移传感器接入等
智能一次设备的发展目标
初期（~2012年?）
完成智能一次设备硬件结构的标准化设计 在变压器、断路器、GIS等关键设备上初步实现智能化目标
智能一次设备的结构
智能组件为外置（维护、升级、扩展） 传感器可以内置或外置 通过光纤与外系统相连 智能组件采集来自传感器的信息 智能组件复制PMS的设备指纹信息 由智能组件对设备状态就地做出判断 通过光纤使电网设备状态可观测
智能一次设备的功能流程
智能一次设备的功能流程示意图
占本体原因非停的百分比 占本体原因非停的百分比% 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 套管 渗漏油 分接开关 冷却系统 线圈 气体继电器 5
埃森哲：
利用传感、嵌入式处理器、数字通信等 技术，使电网可观 测（监测电网所有元件的状态)、可控制（控制电网所有元 件的状态）、自动化（可自适应并实现自愈） 将电网的观测和控制信息集成到电力公司的管理流程 打造更加清洁、高效、安全、可靠的电力系统
智能一次设备的概念
智能一次设备在智能电网中的作用
与设备管理互动
附件 二次回路 灭弧装置 绝缘 操动机构
智能一次设备的技术基础
变压器在线监测技术
油中溶解气体分析（DGA）（复合膜/色谱柱/光声光谱） 局部放电（Rogowski线圈、阿基米德平面螺旋天线、超声波） 铁心接地电流 顶层油温（铂电阻）、绕组温度（光纤测温） 套管电容量及介损（小电流零磁通传感器） 声学指纹
中期（~2015年?）
智能组件、特别是传感器与一次设备有更高的集成度 智能诊断水平明显提高 实现关键设备状态可观测，优化电网运行
智能一次设备 关键技术
信息互动 技术
智能一次设备：一次设备制造企业的作用
在设计、制造时集成传感器
解决后期无法植入的问题，如绕组光纤测温传感器 更安全的植入（更合理的位置、更有效的检测视角） 提高传感器与一次设备的集成度，降低传感器接入风险
参与智能诊断技术的研究
掌握设计背景资料 良好的制造过程测试条件 资深的设备故障分析能力
通过对设备事故风险的[评估，优化电网运行及设备检修 决策、提高设备可用率、降低运行管理成本
与调度系统互动
提供设备故障模式及发生几率预报，使设备状态对调度系 统是可观测的，使电网调度增加新的决策维度
智能高级应用
从传统关注设备可靠性转变为关注电网的可靠性，提高电 网运行的智能化水平 预期设备寿命，从电网的大视角实现寿命周期成本管理