智能变电站一次设备技术性能及试验要求

智能变电站一次设备技术性能及试验要求1目的为提高智能变电站一次设备质量、工程调试效率，保证变电站安全可靠性，特制定本规定。

本规定明确了智能变电站一次设备（以下简称一次设备）的技术性能及试验要求（包括型式试验、出厂试验、现场交接试验等），用以规范工程设计、招标采购、设备制造、设备验收、安装调试。

2适用范围本规定适用于交流110(66)kV～750kV智能变电站，重点规范了电力变压器、高压开关设备、避雷器、互感器等一次设备智能化相关技术性能和试验要求。

3总体要求a)现阶段智能变电站一次设备由“常规一次设备本体+传感器+智能组件”组成，包括彼此间的连接电（光）缆。

b)传感器、互感器应与一次设备本体采用一体化设计、制造。

c)一次设备应作为一个整体进行招标、采购，一次设备供方应对一次设备本体、传感器、智能组件的制造及集成质量负责。

d)本体加装传感器的机械和电气接口应考虑通用互换性，逐渐实现标准化。

e)必要时，一次设备智能化设计方案、关键部件及集成工艺需由需方确认。

f)一次设备供方应按国家电网公司相关技术标准要求提交型式试验、出厂试验报告。

g)一次设备本体寿命不低于40年，传感器、智能组件等应与本体寿命匹配。

4技术性能要求4.1变压器4.1.1变压器本体变压器本体除应符合常规变压器的技术要求外，还应满足以下要求：a)如配置油中溶解气体监测IED，宜设置专门的油样取样管路。

b)如配置绕组温度监测IED，集成于变压器绕组的光纤传感器、绝缘介质中光缆及引出法兰应满足变压器绝缘、密封及介质相容性要求。

c)如配置UHF局部放电传感器，宜在变压器油箱设置专门的安装法兰，并满足变压器的密封及电场屏蔽要求。

4.1.2传感器a)采集油面温度，应选用标准的Pt100传感器；采集油位、油压等，宜选用具有14mA~20mA标准输出接口或RS232/CAN等标准通信接口的传感器；采集铁心接地电流、有载分接开关驱动电机电流、冷却装置风扇和油泵电流，宜采用穿芯式电流传感器，推荐采用4mA~20mA标准输出接口；监测绕组温度须采用已有运行经验的光纤传感器。

b)一台变压器装设的局部放电传感器宜不超过3个。

c)所有传感器的传感准确等级、环境适应性、电磁兼容性等应符合变电站现场环境要求。

d)传感器应有明显标识，并应有防护措施，兼顾整体美观性。

4.1.3智能组件变压器智能组件应实现常规变压器就地控制柜的报警、指示、控制、端子排等功能。

500kV及以上套管可进行电容量监测，配置监测电容量的IED，但不推荐仅为监测电容器而提出采用电子式互感器。

监测IED可集成于变压器智能组件内。

变压器智能组件IED功能应进行优化集成。

当具备条件时，测量IED、冷却装置控制IED和监测主IED合并为一个IED；绕组温度监测IED、套管监测IED功能集成于主IED；仅一个监测IED时，应兼监测主IED功能。

三相变压器每台配一个智能控制柜（智能组件柜）。

对于单相变压器，可根据三台变压器的距离远近等因素，配一个或三个智能控制柜。

变压器智能控制柜内各IED、有源传感器、网络通信设备应由站用直流电源供电，配独立开关，并设置电源总开关，开关之间应有合理的级差配合。

变压器智能控制柜应可运行于温度-40℃~+45℃、日照强度1120W/m2、相对湿度5%~95%的大气环境。

变压器智能控制柜宜采用双层隔热和通风设计，柜内温度应控制在-25℃~+55℃，并有防凝露措施。

安装于室内或遮蔽场所的变压器智能控制柜或独立安装的IED机箱，防护等级应不低于IP20；安装于室外的变压器智能控制柜或独立安装的IED的机箱，防护等级不低于IP54。

变压器智能组件的环境耐受性能、电磁兼容性能应适应变电站运行环境，平均无故障时间应不小80000小时。

4.1.4配置表2 变压器IED配置建议[1]序号IED 110kV 220kV 500kV 750kV1 测量IED（监测温度等连续信号）√√√√2 有载分接开关控制IED（采用有载分接开关时）√√√3 冷却装置控制IED √√√（采用风冷系统时）4 监测主IED √√√√4 油中溶解气体监测IED √√√√5 局部放电监测IED √[2]√[2]6 绕组温度监测IED √[3]√[3]√[3]×7 非电量保护IED √√√√8 套管监测IED ××√[4]×[1]√：可采用；×：暂不可采用[2]除750kV变压器外，一般不与油中溶解气体监测IED同时应用[3] 220千伏及以上电压等级变压器预埋光纤测温传感器及测试接口[4]暂不推荐4.2高压开关设备4.2.1高压开关设备本体高压开关设备本体除应符合常规高压开关设备的技术要求外，还应满足以下要求：a)如配置气压、温度、水分的连续监测，宜在气室设置专门的取样接口，接口的密封、电场屏蔽等符合常规高压开关设备的技术要求。

b)如配置位移传感器，位移传感器的安装方案应进行专门设计和试验验证，应不影响开关设备的操动特性。

c)如配置UHF局部放电传感器，宜在变压器油箱设置专门的安装法兰，并满足变压器的密封及电场屏蔽要求。

4.2.2传感器a)采集气室压力、温度、水分，应选用选用具有4mA~20mA标准输出接口或RS232/CAN等标准通信接口的传感器；采集分、合闸线圈电流、储能电机电流，宜采用穿芯式电流传感器，推荐采用4mA~20mA标准输出接口。

b)局部放电传感器的配置，应以监测是否存在局部放电缺陷及缺陷是否持续发展为原则，数量尽可能少。

c)所有传感器的传感准确等级、环境适应性、电磁兼容性等应符合变电站现场环境要求。

d)传感器应有明显标识，并应有防护措施，兼顾整体美观性。

4.2.3智能组件高压开关设备智能组件应实现常规开关设备就地控制柜的报警、指示、控制、端子排等功能。

智能组件内IED功能应进行优化集成。

当具备条件时，测量IED和监测主IED合并为一个IED；仅一个监测IED时，应兼监测主IED功能；开关设备控制器集成选相操动功能。

3一个开关设备间隔一般设置一个智能控制柜（智能组件柜）。

高压开关设备智能控制柜内各IED、有源传感器、网络通信设备应由站用直流电源供电，配独立开关，并设置电源总开关，开关之间应有合理的级差配合。

高压开关设备智能控制柜应可运行于温度-40℃~+45℃、日照强度1120W/m2、相对湿度5%~95%的大气环境。

高压开关设备智能控制柜宜采用双层隔热和通风设计，柜内温度应控制在-25℃~+55℃，并有防凝露措施。

安装于室内或遮蔽场所的高压开关设备智能控制柜或独立安装的IED机箱，防护等级应不低于IP20；安装于室外的高压开关设备智能控制柜或独立安装的IED的机箱，防护等级不低于IP54。

高压开关设备智能组件的环境耐受性能、电磁兼容性能应能适应变电站运行环境，平均无故障时间应不小80000小时。

4.2.4配置表2 高压开关设备IED配置建议[1]序号IED 110kV 220kV 500kV 750kV1 测量IED √√√√2 开关设备控制器（智能终端）√√√√3 监测主IED √√√√4 机械状态监测IED √[2]√[2]√[2]5 局部放电监测IED √[3]√[3][1]√：可采用；×：暂不可采用[2]监测项目可根据工程需要增减[3]一般仅适用于GIS4.3互感器互感器技术应符合相关技术标准。

互感器应集成安装于变压器出线套管、罐式断路器出线套管、GIS/HGIS设备。

对于电子式互感器，还应与瓷柱式断路器、敞开式隔离开关集成安装，以节约占地，降低绝缘事故风险。

4.4避雷器220kV及以上电压等级避雷器可配置泄漏电流和动作次数监测功能，当配置该功能时，传感器应采用穿心式，且其安装应不延长避雷器的接地线长度、不降低避雷器接地线的通流能力，可设置独立IED。

5试验5.1试验的一般要求一次设备试验包括型式试验、出厂试验、交接试验三类。

型式试验应由制造商委托具有质量检测资质的单位完成；出厂试验应由一次设备制造商在制造厂完成；交接试验在现场由变电站建设单位完成。

一次设备供方应对所供一次设备的交接试验负责，并承担现场全站调试的配合责任。

5.2变压器试验变压器应进行的型式试验、出厂试验和交接试验项目如表3所示，其中智能组件通信网络试验互操作需求如表4所示；变压器本体试验中与常规变压器要求不同部分见如表5所示。

变压器整体联调试验应在如下状态下进行：变压器本体、传感器、智能组件按实际运行状态组合在一起，智能组件与模拟站控层设备连接在一起，变压器本体受控组（部）件、传感器、智能组件、网络通信设备以及模拟站控层设备处于正常工作状态。

表3 变压器试验项目及分类序号试验对象检验项目型式试验出厂试验交接试验1变压器整体外观与结构检查√√√2 变压器常规试验[见表5] √√√3 智能变压器整体试验√整体联调试验整体联调试验4 传感器商用传感器传感准确等级试验√√√5柜内IED IED机箱防护等级试验√6 测量不确定度试验（IED测量、监测IED及承担监测功能的控制IED）√正常大气条件正常大气条件7 控制IED控制功能检测√正常大气条件正常大气条件8 绝缘电阻试验√√√9 工频电压耐受试验√10 雷电冲击电压耐受试验√11 电磁兼容性试验√12 环境耐受试验√13 机械性能试验√14智能组件柜体电磁屏蔽性能试验√15 柜内温度控制性能试验√16 柜内电源开关级差配合试验√17 柜体防护等级试验√18 智能组件通信网络试验[见表4] √19 智能组件连续通电试验√√5表4 变压器互操作试验需求表互操作性试验冷却装置控制IED有载分接开关控制IED监测主IED局部放电监测IED油中溶解气体检测IED绕组温度监测IED测控装置站控层设备测量IED √√√√√√冷却装置控制IED √√√√有载分接开关控制IED√√监测主IED √√√√局部放电监测IED √油中溶解气体监测IED√表5 智能变压器本体试验（与常规变压器要求不同部分）序号变压器试验项目附加技术要求1 油箱密封试验与本体连通的传感器机械接口密封良好2 局部放电试验局部放电监IED数据采集、信息流正常，性能符合要求3 雷电冲击试验所有IED工作正常4有载分接开关试验有载分接开关控制IED控制功能、控制反馈、监测功能正常，性能符合要求5 风扇和油泵电机功耗测量冷却装置控制IED数据采集、信息流正常，性能符合要求6温升试验测量IED、绕组温度监测IED数据采集正常，信息流正常、性能符合要求5.3高压开关设备试验高压开关设备应进行的型式试验、出厂试验和交接试验项目如表6所示，其中智能组件通信网络试验互操作需求如表7所示；高压开关设备本体试验中与常规高压开关设备要求不同部分见如表8所示。