智能化变电站高级应用
智能变电站基础知识题库单选题100道及答案解析
智能变电站基础知识题库单选题100道及答案解析1. 智能变电站的核心特征是（）A. 智能化一次设备B. 网络化二次设备C. 全站信息数字化D. 以上都是答案：D解析：智能变电站的核心特征包括智能化一次设备、网络化二次设备、全站信息数字化等多个方面。
2. 智能变电站采用（）实现对一次设备的控制和监测。
A. 智能终端B. 合并单元C. 保护装置D. 测控装置答案：A解析：智能终端用于实现对一次设备的控制和监测。
3. 以下哪个不是智能变电站的通信规约（）A. IEC 61850B. IEC 60870-5-101C. MODBUSD. DNP3.0答案：C解析：MODBUS 一般不用于智能变电站。
4. 智能变电站中，（）用于实现电流、电压等模拟量的数字化。
A. 智能终端B. 合并单元C. 保护装置D. 测控装置答案：B解析：合并单元的作用是将模拟量转换为数字量。
5. 智能变电站的过程层网络通常采用（）A. 以太网B. 令牌环网C. 星型网D. 环形网答案：D解析：过程层网络多采用环形网结构，以提高可靠性。
6. 智能变电站的站控层设备不包括（）A. 监控主机B. 远动装置C. 合并单元D. 数据服务器答案：C解析：合并单元属于过程层设备。
7. 智能变电站中，（）承担继电保护功能。
A. 智能终端B. 保护装置C. 合并单元D. 测控装置答案：B解析：保护装置是实现继电保护功能的设备。
8. 智能变电站中，（）实现对一次设备的测量和控制。
A. 智能终端B. 保护装置C. 测控装置D. 合并单元答案：C解析：测控装置主要负责测量和控制一次设备。
9. IEC 61850 标准中，逻辑节点的英文缩写是（）A. LDB. LNC. DOID. SCL答案：B解析：逻辑节点的英文缩写是LN。
10. 智能变电站中，（）实现了变电站的智能化管理。
A. 自动化系统B. 智能辅助系统C. 在线监测系统D. 以上都是答案：D解析：自动化系统、智能辅助系统和在线监测系统等共同实现了变电站的智能化管理。
浅谈智能化变电站高级应用功能
在 智 能化 变 电站 内实施 顺序 操作 ， 能够 使智 能化 变 电
关 键 词 ： 能 变 电站 智
网络 通 信
高 级 应 用
１ ０ Ｖ变 电站高级 应用 实施 方案 １ ｋ １
站 真正 实 现 无人 值 班 ， 到 变 电站 “ 员增 效 ” 目的 ； 达 减 的 同 时 通过 顺控 操作 ， 少或 无 需人 工 操作 ， 大 限度 地 减 少 减 最 操作 失误 ， 短 操 作 时 间 ， 高 变 电站 的智 能 化程 度 和 安 缩 提
一
刀 、 车等 。 手 台 （ 次设备 较 高可靠 性 的要求 一
程控 操作 正确 性 和成 功率 的 关键 因素 有两 个 ， 一个 是 次设备 可 靠性 高 ， 不能 出现 不 能操作 或操 作 不到 位 的情 况 ： 一 个 是 ， 次 设辅 助接 点 位 置 与一 次 设 备 实际 位 置 另 一
浅谈智能化 变 电站高级应用功
王秀梅 １ ， ２ 磊 。 马彬彬 （ 保定 达 力 设 有 责 公司 石 １ 吉 电 建 集团 限 任 ； ．
２华北电力大学 电气工程学院；． ． ３河北省保定 市第十三 中学；． ４河北省沧州市中兴 实业集 团有限公司）
摘 要 ： 能变 电站 是 坚 强智 能 电 网的 重 要基 础 和 支撑 。 由先 进 、 票 的 执行 和 操作 过 程 的校 验 由变 电站 内智 能 电子 设备 自 智 可 靠 、 能 、 保 、 成 的 设 备组 合 而 成 ， 高速 网络 通 信 平 台 为信 息 动 完 成 。 节 环 集 以 传输基础 ， 自动 完 成 信 息 采 集 、 量 、 制 、 护 、 量 和 监 测 等基 本 测 控 保 计 功 能 ， 可 根 据 需要 支持 电 网 实 时 自动 控 制 、 能调 节 、 线 分 析 决 并 智 在 策 、 同 互 动 等 高 级应 用功 能。 协
变电站一次设备智能诊断技术及高级应用
１１ 实现 方 式 ．
微水 诊 断模 型 ， 电模 型 ， 套 管 绝 缘监 测 使 用 的 因赛 特 放 对 诊 断模 型 ， 荷 温 度模 型 ， 度 老 化 模 型 ， 于 Ｏ Ｔ 负 温 对 Ｌ Ｃ监
郭 宁 辉 。 立 军 秦
（ 华北电力大学 电气与电子Ｔ程学 院， 北京 １２０ ） ０２ ６
摘 要： 建设 智 能化 的 变 电站 对 站 内设备 的选 择 、 数据 采 集 、 信等 环 节都 提 出智能 化 的 需求 ， 变电站 监 测 水平 也提 通 对
出了智 能化要 求 ， 高一 次 设备 监 测智 能 化水 平 已迫 在 眉 睫。 文章 结 合具 体 工作 实践 ， 述 了一 次设 备 的 智 能诊 断 实 提 描
测 的 ＩＴ诊 断 模 型 ，针 对 绕 组 振 动 监 测 的 振 动 频谱 诊 断 ２ 专 家诊 断 系统 可 以对 变 电站 在 线 监 测数 据进 行 深 入 模 型 。这些 模 型 可 以组 成 一 套 完 整 的 变压 器 在 线 监 测 系
的分析 ， 以此提高变 电站监测诊断系统 的智能化水平。 专 统 。 ② 通 过 断 路 器 的智 能 数 字 接 口 ，能 够 实 时 的 采 集 高 家系统利用 多方 面的数据可对故障设 备进行故障细分 ， 具体记录的信息包括 ： 相电 结合大量故障案例所积 累的经验及多种智能方法来进行 压断路器的各种运行状态 ， 综合诊断 ， 这样能够使故障诊断效果有较大的提高 。 具体 流 ， 合闸线圈的电流 ， 分闸线 圈的 电流 ， 辅助接点变化 ， 油
调研报告 智能变电站状态检测新技术及应用
智能变电站状态检测新技术及应用变电检修室摘要：近年来，伴随能源变革趋势，打造新一代电力系统、构建能源互联网，提高电网智能化水平已成为必要条件。
状态监测系统采用高科技含量的传感器，运用尖端的测量和通信技术，并能进行高效的故障诊断对各种变电设备运行状态的在线监控、评价分析。
变电站状态监测系统使变电站的运行管理模式向更精益化的设备状态检修模式发展。
关键词：变电站状态监测；状态检修；二次设备；一次设备一、发展智能变电站状态检测新技术的重要性和可行性（一）变电站状态检测的意义电力系统是由发、送、输、配、用电设备连接而成的，整个变电站的安全运行直接取决于变压器、断路器、GIS等主设备的可靠运行。
状态监测是监测设备运行状态特征量的变化或趋势，评估电力设备是否可靠运行，或在重大故障发生前预知检修的需要。
如今电力系统把状态监测作为预防性试验的补充，可有效延长变电设备电气试验周期。
通过状态监测，设备故障先兆可被提早发现立即处理，设备使用寿命延长，运行人员巡视工作量减少，人力资源成本得以节约。
图1.1 配电网信息交换总线架构智能变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能分析软件等技术，在实现数据采集，测控、保护等功能的基础上，还能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的变电站同常规变电站一样，智能变电站也需连接线路、输送电能，它能收集更广范围、更深层次的信息，并完成更繁杂的信息处理工作。
实现电网运行数据的全面采集和实时共享，变电设备信息和运行维护策略与调度中心全面互动。
智能变电站有一次设备智能化、信息交换标准化、运行控制系统自动化等主要技术特征。
（二）智能变电站状态检测系统结构IEC61850将智能变电站系统分为3层，即过程层、间隔层和站控层。
这个体系结构的划分是从逻辑上按变电站所要实现的控制、监视和继电保护功能划分的。
站控层包括站域控制、自动化站级监视控制系统、对时系统、在线监测、辅助决策等子系统和信息一体化平台。
110千伏变电站“一键顺控”技术应用浅谈
110千伏变电站“一键顺控”技术应用浅谈摘要：电网规模不断增大，逐年新投变电站，特别是110千伏变电站的数量越来越多，在运维管理过程中日益凸显出运维力量与电网规模不相匹配的困局。
“一键顺控”技术和理念的应用，通过对在运行变电站的技术改造升级，可实现变电倒闸操作的远程化、可视化，进一步提高变电倒闸操作的可靠性和安全性。
关键词：变电站；一键顺控；应用在智能变电站发展中，一键顺控属于高级应用功能之一，具有节约性与突破性意义，与当前低碳社会发展思想相符。
一键顺控操作即程序化操作，顺控功能的实现，是通过一组相关程序，快速、准确、相互协调的完成变电站相关设备的操作，即对以往由运动人员逐一遥控与确认操作变电设备的形式，转变为由自动化程序按预设过程执行操作的过程，是智能化变电站发展的重要方向。
本文主要针对一键顺控技术在110千伏变电站中应用的情况进行研究。
一、背景近些年来，随着经济的快速增长，用电量、供电负荷都连创新高，电网规模不断增大，逐年新投变电站，特别是110千伏变电站的数量越来越多，之于变电运维人员来说，操作任务越来越繁重，而变电运维人员数量并未增加，在运维管理过程中日益凸显出运维力量与电网规模不相匹配的困局。
传统操作模式对防误操作要求很高，操作前的防误校验过程浪费了大量的时间，这种高强度、高频率的操作任务将会给本就捉紧见肘的变电运维人员带来更大的压力和挑战。
因此，如何寻求方法解决这一问题，成为近年来电网发展的研究热点。
应用远程或就地的智能化操作，解决这些问题的“一键顺控”技术和理念应运而生。
二、“一键顺控”的内涵与特点1、“一键顺控”的定义“一键顺控”是指智能变电站的高级应用功能中利用智能变电站的顺控功能，将变电站的常见操作根据一定的五防逻辑在智能变电站的监控后台上编制成操作模块按钮，操作人员在操作时不需要编制内容复杂的操作票，只需要操作任务名称调用“一键顺控”按钮对应的操作票进行操作即可完成目的操作。
智能交换机在智能变电站的应用
智能交换机在智能变电站的应用结合智能变电站对交换机的要求，文章重点分析了智能交换机多协议标签交换等功能特点，提出了过程层网络即插即用的实现方法。
标签：智能交换机；多协议标签交换；即插即用引言目前，智能变电站已进入了全面建设阶段。
在智能变电站中，以交换机为核心的通信网络起着关键的作用。
[1]智能变电站内所有监视、控制、采样值、跳闸等信息的传输均通过以太网完成交换，以太网交换机成为智能变电站二次系统的关键设备。
智能变电站交换机的选型应综合考虑可靠性、实时性和适合智能变电站使用的高级应用功能，如时钟同步性能、组播管理性能、安全性等。
[2]目前，智能变电站过程层网络最常用的是VLAN技术，过程层网络需经过VLAN 划分、配置后正常运行。
但是，当交换机端口故障设备迁移到备用端口或交换机需扩充时，需要重新划分配置VLAN，增加了现场施工和维护的复杂性。
文章通过分析智能交换机的特点，提出了智能变电站过程层网络即插即用的实现方法。
1 智能交换机智能交换机是根据IEC61850智能变电站通信业务模型的要求，借鉴IP路由，多协议标签交换等现代通信技术来实现。
该技术采用由互联网工程任务组（IETF）的提出的TRILL协议，不但兼容IEEE 802.1标准的2层交换功能，而且能够支持各种组网模型，支持多业务共网传输。
2 智能交换机功能2.1 业务自动识别智能变电站中的4类报文（GOOSE，SV，MMS和IEEE 1588）中GOOSE 和SV报文为2层以太网报文，MMS采用3层IP报文传输，IEEE 1588报文既可以采用2层以太网报文也可以采用3层的IP报文传输。
GOOSE报文根据用途还可以分为快速GOOSE报文和常规GOOSE报文。
快速GOOSE报文多用于断路器的跳/合闸控制和闭锁，常规GOOSE报文多用于传输刀闸节点位置或保护动作信息；SV报文同样可以分为2类，用于保护控制的快速SV报文和用于测控装置的常规SV报文。
用人工智能实现变电站的自动控制
用人工智能实现变电站的自动控制摘要：目前的发展阶段中，变电站在实际运行的过程中仍然存在一系列问题，需要进行决策的变量有很多，在一定程度上增加了人工智能的控制量。
为了完善人工智能合理控制变电站的内容，就要对于处理程序设置工具的接口、实现和变电器之间的连接这些问题进行妥善处理。
本篇文章在智能变电站的基础上对于运用人工智能的方式进行了分析和研究，针对控制过程中产生的问题提出了合理的解决措施。
以下的观点仅供参考和借鉴。
关键词：人工智能；智能变电站；高压设备；自动控制引言：建立变电站是为了满足用户的用电需求同时保证使用安全，因此具有较高的成本。
通过人工智能的方式控制变电站，在一定程度上能够有效降低变电站的输送成本，提升变电站的服务质量和回应速度，避免了施工人员不正规操作引发的危险。
通过人工智能的方式对于变电站进行自动化控制的过程中，出现低压量上升的状况时，变电站输出的负电量也会呈现上升趋势，反之同理，能够减少变电站产生的资源浪费。
和传统的变电站相比，人工智能变电站运用的是光缆，实现了数字化控制，利用最基础的技术研究，进行系统集成，然后进行工程示范，使变电站变得更加安全可靠、系统集成度高，具备节能环保性。
1智能变电站1.1概念《智能变电站导则》对于智能变电站进行了定义：通过先进、集成化的安全设备，以数字化、平台网络化等作为标准，实现自动化完成收集。
检测、计量等功能，对于电网实时控制和进行决策分析，具有高级互动功能的就是智能变电站。
1.1技术特点数字化和常规化变电站构成了基本的变电环节。
和这两种形式比较，智能变电站的优势特点明显。
传统变电站的监控系统由机架级和站控制层组成。
没有统一的建模和多个协议的实现。
变电站包含多个网络。
间隔层主要包括诸如保护，测量和测量的二次设备。
站控制层由远程通信接口，操作员工作站，具有数据库的计算机等组成。
带有传统控制电缆硬接线的初级设备和变压器与站控制层交换数据信息。
传统变电站采用重复资源，系统结构和厂站设计较为复杂，不利于厂站调试，互操作性不好。
智能化变电站高级应用功能研究
站控 层
｛以往数 字化变电站的重要特征 之一 ，对于建 设坚强的智能 式方 式实现的产品。分布式保护 采用主 、子单元模式 ，予单元 智能化变电站技术现状
智 能化变 电站 的体系架申 遵 循 Ｉ Ｃ １５ 句 Ｅ ６８ ０标准，采用 “ 三 动作执行功能 ，与予单元采用光纤． 对点直连。 层两蜘”的结 构 全 站的管 能设备在功 能逻辑 』分 为站控 层、 ： 隔甚和过 程层，三最设备之阉通过 站控层 网络和问隔层ｌ 网络
能 ｆ墩管 （Ｅ １ Ｄ）组成 ，承担一次设备的测量、控制和在线监
４ 纽 网方式 ．
等确 ，随着技： 衣的发展还 可进 一步集成保护、计 量等功能。
｝前， ＝ ｛
智能化， 变电站站控层 网络结构与数字 化变 电站 相同，全站
莳主要的一次设备生产厂家都 在进行智能化高压设 统一设 置站控 层网络 （ ＭＭＳ网） ，采用双 星形 网络 结构，双 网 通过 １０ 双网口接人站控层双星形 ＭＭＳ网络。 ０Ｍ
ｊ 精度 达到 ５ Ｐ ＝ ｆ ＝ ． Ｊ Ｔ Ｅ级。 扛 光学 电子式互感器技术上 比较 成 采用点对点和组 网两种 方式。ＧＯＯ Ｅ网与 Ｓ 网可共 同组 网。 Ｓ Ｖ 熟，：程应， 牧多 光纤式 电流互感 器已经在 越来越多的工程 Ｇ Ｓ ｌ ｝ ＝ 『 ｊ ＯＯ Ｅ、Ｓ Ｖ和对时三网合一的组 网方式已经用于实际工程 。 投 人使用，磁光玻璃 型电流互感器也在一些变 电站挂 网运行。
智能 电网是当今世界 电力乃至能源产业发展 变革的最新 动 场运行中进一 步考苍。
‘
” 代表着未来发展 的方 向和社会的进步，智能化变 电站足智
２ 间隔层 ．
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• 按应用场合划分
– GIS结构的电子互感器 – AIS结构(独立式)电子互感器 – 直流用电子式互感器
AIS有源电子式电流电压组合互感器
运行于哈尔滨延寿变的 220kV电子式电流电压互感器
AIS有源电子式组合互感器结构
11
AIS有源电子式组合互感器参数
（5）ECT利用空芯线圈传感保护用电流信号，利用LPCT传感测量用 电流信号，使电流互感器具有较高的测量精度、较大的动态范围及 较好的暂态特性。空芯线圈采用等匝数密度及回绕线技术，具有较 好的抗外磁场干扰性能 ；
GIS有源电子式组合互感器
17
（6）EVT利用基于同轴电容及精密电阻的微分电压传感器传感被测 电压，利用软硬件相结合的积分技术还原被测电压信号，使电压互 感器具有较高的测量精度、较好的温度特性及较好的暂态特性；
运行环境温度
信号输出规约
63.5kA
50kA
40kA
158kA
125kA
100kA
100A～4000A
数字式
电流测量 电流保护 电压测量 电压保护
2D41H
01CFH
2D41H
2D41H
0.2s
5TPE
0.2
3P
-40℃～+50℃
IEC60044-8/IEC61850-9-2
现场运行的GIS有源电子式互感器
AD 转 换
CPU
继 电 器
输
二次电压 开关量
出
输入
开入量电缆 开出量电缆
断
路
控制和信号电缆
器
开关场
电子式互感器
电流 线圈
AD AD
CPU LED CPU LED
分压
器
一
次 电 流
电流 线圈
AD
CPU LED
分压 AD CPU LED
光缆
电
器
压
电流 线圈
分压
AD AD
CPU LED CPU LED
器
体积及重量 CT动态范围
PT谐振 精度 CT二次输出 输出形式
常规互感器 复杂
体积大、重量重
电子式互感器 简单、可靠
体积小、重量轻
范围小、有磁饱和 范围大、无磁饱和
易产生铁磁谐振
PT无谐振现象
精度易受负载影响 精度与负载无关
不能开路 模拟量输出
无开路危险
数字量输出，光纤 传送
电子式互感器分类
9
• 按一次传感部分是否需要供电划分
（7）远端模块采用两路独立模拟采样回路，完成双重化采样，实 时比较、校验两路采样值，实现采样回路硬件自检功能，避免采样 异常引起保护误动；
（8）MU采用插值算法实现同步，硬件简单、可靠性高。远端模块 及合并单元具有完善的自监视功能，便于运行监视及故障维护 ；
（2）互感器罐体、空心线圈、LPCT、电压传感器及远端模块一体 化设计，结构紧凑，抗干扰特性好，互感器可与不同厂家的GIS配 套使用；
（3）三相共箱GIS电子式互感器设计有特殊的凸环屏蔽结构（已申 请专利），能够很好地解决了三相电压测量间易相互影响的问题；
（4）采用特殊设计的金属密封端子板（已申请专利），可有效避 免开关操作产生的瞬态过电压（VFTO）对远端模块信号的影响；
MU
端子箱
A/D
交
保开
流 输 入
转 换
护 逻 辑
入GOOSE 开 出
(CPU)
组组
组
件件
件
人机对话模件
传统微IE机D 保护 数字化保护
智能终端
智能数字站与常规站的区别（整站） 5
工作站1 工作站2 远动站 GPS
站控层
工作站1 工作站2 远动站 GPS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
IEC60870 IEC61850 -5-103
13
运行于合肥植物园的220kV GIS电子式互感器
1）国内唯一可以提 供罐体的具有GIS整 体封装结构的产品， 可以方便实现组合式 互感器，远端模块就 地放置，避免了小信 号的衰减和电磁干扰 问题。 2）各电压等级GIS电 子式互感器作为整体 产品通过了型式实验。 3）两端通过变径法 兰和绝缘盆子能方便 地和不同的GIS厂家 配合，已和国内西开、 沈高、泰开、平高东 芝等主流GIS厂家配 套过,具有成熟调试 及运行经验。
GIS有源电子式组合互感器结构 14
目前国内唯一提供互感器罐体并通过GIS互感器型式试验和计量认证的产品
GIS有源电子式组合互感器
15
220kV三相分箱 GIS电子式电流电压互感器
运行于江西董家窑数字化站的 110kV三相共箱 GIS电子式电流电压互感器
GIS有源电子式组合互感器
16
（1）充分利用GIS气体绝缘的结构特点，绝缘结构简单可靠；
• 间隔层和站控层设备 – PCS-9700变电站自动化系统 – PCS-900系列保护装置 – PCS-9700系列测控装置 – PCS-9000C系列四合一保护测 控装置 – PCS-9700系列通信设备
模拟量电缆 CT 一
次 电
CT
流 CT
二次电流
继电保护
PT 一
次 电
PT
压 PT
小 CT PT
12
➢ AIS电子式互感器产品主要技术参数
额定一次电压 工频耐受电压 雷电冲击耐受电压
500kV 680kV 1550kV
220kV 460kV 1050kV
110kV 230kV 550kV
操作冲击耐受电压
1175kV
-
-
热稳定电流，3s
动稳定电流
额定一次电流
额定 二次 输出
方式 端口 格式 准确级
断 路 器
操 回智作 路能终端
光缆
操作箱
保护室
至母差、测控、电能表等
...
MU
合并单元
数字化接口 保护 装置
GOOSE
2.智能化一次设备简介
1）电子式互感器 2）一次开关设备的智能化
电子式互感器优势
8
• 常规互感器的主要缺陷
绝缘、饱和、爆炸、谐振、精度、接口等
• 电子式互感器的主要优势
比较项目 绝缘
智能化变电站
1.智能化（数字化）站与常规站区别
传统变电站设备功能分布(单个间隔)
端子箱
(CPU)
A/D
交
保开
流
护入
输 入
逻 转辑 换
开 出
组组
组
件件
件
人机对话模件
传统微机保护
二次设备和一次设备功能重新定位。
智能变电站设备功能分布（单个间隔）
二次设备和一次设备功能重新定位： 一次设备智能化
SMV 光纤 ECT
间隔层
MMS
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
CT/PT
传统开关
传统互感器 传统开关
GOOSE
MU ECVT
智能单元
电子式互感器 智能化开关
数字化变电站结构图
网络化二次设备（间隔层设备的区别） 6
• 网络化二次设备要求 – 具有数字化接口 – 满足电子式互感器的要求 – 满足智能开关的要求 – 网络通信功能 – 满足IEC61850的要求