变电站智能化设备应用实例和讲解
变电管理融合信息智能技术的实际运用
变电管理融合信息智能技术的实际运用在电力系统中，变电站的作用非常重要。
变电站除了负责电能的输配电外，还具有保护电网、稳定电压和频率的作用。
随着电力行业的发展，变电站的管理也面临着越来越高的要求。
为了更好地实现变电站的管理，目前越来越多的企业开始采用信息智能技术，将其应用于变电站管理中。
本文将重点讨论变电管理融合信息智能技术的实际运用。
信息智能技术是指以计算机技术为基础的智能化系统。
目前，信息智能技术已广泛应用于各种领域，包括工业控制、交通运输、医疗卫生等。
在能源行业中，信息智能技术的应用也越来越普及。
例如，在变电站管理中，信息智能技术可以帮助实现自动监控、数据分析、故障诊断和预防性维护等功能，提高变电站的运行效率和可靠性。
1.自动化监控变电站包括许多设备，如变压器、开关、继电器等，这些设备需要进行监测和控制。
传统的变电站管理方式需要操作人员对这些设备进行手动监测，操作繁琐，且存在人为失误的风险。
而采用信息智能技术，可以实现对变电站设备的自动化监控，即通过计算机系统对设备状态进行实时监测和控制，提高管理效率和变电站的可靠性。
2.数据分析管理变电站需要大量的数据分析，包括设备故障的统计、设备状态的预测、维护计划的制定等。
传统的数据分析需要对人员的经验和技能有较高的要求，且存在人为失误的风险。
而采用信息智能技术，可以实现对变电站数据的自动化分析和处理，提高数据分析的准确性和效率。
3.故障诊断4.预防性维护传统的变电站维护方式较为被动，以设备故障发生后进行维护和修复。
采用信息智能技术，可以实现对变电站设备的预防性维护，即通过对设备状态的实时监测和分析，预测设备的故障发生概率，并制定相应的维护计划，提高设备的可靠性和延长设备的使用寿命。
应用信息智能技术在变电管理中，可以提高变电站管理的效率和可靠性，具体表现为：1.减少人工操作通过自动化监控、数据分析、故障诊断和预防性维护等功能，可以减少人工操作、降低人为失误的风险。
人工智能在变电站智能化中的应用
人工智能在变电站智能化中的应用随着科技的快速发展，人工智能（Artificial Intelligence，AI）在各个领域展现着巨大的潜力和应用价值。
其中之一就是在变电站智能化中的应用。
本文将探讨人工智能在变电站智能化中的应用，并讨论其带来的优势和挑战。
一、智能监测与预测在传统的变电站运维中，监测设备常常需要人工巡检，费时费力且可能存在遗漏。
而引入人工智能技术后，可以实现对变电站设备进行智能监测和预测。
通过对各类传感器数据的采集和分析，人工智能系统能够准确地监测设备状态，并预测可能出现的故障。
这种智能化的监测和预测能够大大提高变电站的运行效率和安全性。
二、智能故障诊断与维修变电站故障的诊断和维修是运维过程中重要的环节。
传统的故障诊断往往依赖于工程师的经验和专业知识，存在主观性和误判的风险。
而借助人工智能技术，可以建立智能故障诊断系统，通过对大量历史故障数据的学习和分析，实现故障的准确诊断和快速维修。
这种智能化的故障诊断和维修能够节省人力物力成本，提高运维的效率和可靠性。
三、智能优化运行变电站的运行不仅需要保障稳定供电，还需要兼顾效率和能源消耗。
人工智能技术可以通过对变电站运行数据进行分析和优化，实时调整设备的运行参数，以最大程度地提高供电效率和降低能源消耗。
例如，通过智能化的负荷优化控制，可以在保证供电稳定的前提下，实现电力系统的能源节约和环境保护。
四、智能安全管理在变电站运维过程中，安全管理是至关重要的。
人工智能技术可以应用于智能安全管理系统中，通过视频监控和图像识别技术，实现对变电站周边环境的实时监测和异常检测。
同时，结合人脸识别和身份验证技术，可以有效防止非法人员进入变电站区域。
这种智能安全管理系统能够提升变电站的运行安全性和防范能力。
尽管人工智能在变电站智能化中带来了诸多优势，但也面临一些挑战和问题。
首先，人工智能系统的建设需要大量数据的支持，而变电站通常是复杂的系统，数据搜集和整理工作往往是困难的。
10KV箱式变电站智能化设计及应用研究
10KV箱式变电站智能化设计及应用研究智能化设计是现代电力系统发展的重要方向之一。
10KV箱式变电站作为电力系统中的重要组成部分，其智能化设计和应用研究具有重要的意义。
本文将对10KV箱式变电站智能化设计及应用进行深入研究和分析。
首先，10KV箱式变电站智能化设计需要考虑的方面包括安全性、可靠性、效益性、可扩展性和可控性。
在安全性方面，可以利用智能化技术，通过传感器、控制器等设备对变电站进行实时监测和故障检测，提前发现变电站存在的安全隐患，并采取相应措施进行处理。
可靠性方面，可以通过自动化系统对变电站进行远程监控和管理，及时发现问题并进行修复，减少因人为原因引起的故障发生率。
在效益性方面，智能化设计可以提高变电站的运行效率，降低运维成本，并能够更好地适应不同场景的需求。
可扩展性方面，智能化设计需要考虑变电站的可扩展性，能够根据需求进行灵活的扩展和升级。
可控性方面，智能化设计需要提供良好的人机交互界面，在变电站的日常管理和运维过程中提供更加方便、高效的操作方式。
其次，10KV箱式变电站智能化应用的关键技术包括物联网、大数据、人工智能和云计算等。
物联网技术可以实现对变电站的设备、仪器等进行实时监测和数据采集，实现对变电站装置的远程监控和管理。
大数据技术可以对采集到的海量数据进行处理和分析，提取有用信息，为变电站的运维决策提供支持。
人工智能技术可以通过模型建立、数据分析等手段，实现对变电站的智能化管理和故障诊断。
云计算技术可以实现对数据的存储和共享，提供基于云的变电站管理平台，方便运维人员进行远程管理和控制。
此外，10KV箱式变电站智能化应用的具体场景包括智能巡检、智能故障处理、智能运维和智能能源管理等。
通过智能巡检技术，可以利用机器视觉和传感技术对变电站设备进行自动巡检和状态监测，实时获取设备的运行状态，及时发现隐患并进行预警。
智能故障处理技术可以利用大数据和人工智能技术对变电站的故障进行智能诊断和处理，提高故障处理的效率和质量。
物联网技术在智能变电站的应用
物联网技术在智能变电站的应用随着信息技术的飞速发展和工业化进程的不断加快，电力行业已经成为国家经济建设中的重要组成部分，而变电站也无疑成为电力系统中不可或缺的环节。
智能变电站依靠物联网技术，可以实现对电网运行、设备运行、现场人员、设备管理等方面的全面监控、实时传输和调度控制。
其逐步取代传统的变电站，成为未来电力系统发展的方向之一，本文将从应用领域和技术路线等方面阐述物联网技术在智能变电站中的应用。
一、应用领域1、超高压电力传输方面。
传统变电站在超高压电力传输方面已经不能满足电力系统的需求，智能变电站采用物联网技术进行数据采集和传输，实时监测变电站运行状况和电力质量，掌握电力系统运行情况，提高电网的稳定性和可靠性。
2、电力安全监控方面。
智能变电站在电力安全监控方面采用数据经过多层加密和传输，对电力系统的入口和管理进行全面监控和预警处理，及时发现和处理电力故障，保证电网的安全可靠运行。
3、拓展市场供电方面。
智能变电站通过物联网技术，将电力市场的信息进行集成，提供电力系统管理的完整性和互联性，使得电力市场的供需关系得以更好地协调和管理，增强电力市场的服务能力和竞争力。
4、电力设备运行方面。
智能变电站通过物联网技术，对电力设备进行远程监控和管理，实现设备的自动化运行和故障诊断，实现对设备质量和运行状况的实时监测，提升设备的利用率和电力系统的稳定性。
二、技术路线智能变电站的实现需要支撑一批数字化技术的发展，包括物联网、大数据、云计算、人工智能等，下面将从物联网技术方面进行论述。
1、物联网节点技术。
节点技术是物联网系统中最重要的一环，其主要负责数据的采集，传递和处理。
在智能变电站中，物联网节点技术需要满足高稳定性、高可靠性、大容量的要求，此外还需要实时处理和分析数据。
2、物联网通信技术。
物联网通信技术是物联网应用的一项重要技术，它通过各种无线或者有线方式实现设备之间的数据传输。
在智能变电站中，物联网通信技术需要满足高带宽、高速、高可靠和异地互联等要求，以实现变电站最佳的在线运维状态。
变电站智能机器人的应用
变电站智能机器人的应用随着科技的发展和变革，人工智能技术在各个领域得到了广泛的应用。
在能源领域，变电站是城市电力系统的重要组成部分，它负责将电力从发电厂输送到用户家中，为城市的电力供应提供保障。
而随着智能机器人技术的不断发展，变电站智能机器人的应用成为了行业的热点话题。
变电站智能机器人是一种集成了人工智能、机器视觉、自动导航等技术的智能装备，能够在变电站的环境中进行自主操作，完成一系列的监测、巡检、维护等工作。
相比传统的人工巡检方式，智能机器人具有更高的效率和准确性，能够提高变电站设备的管理水平，降低人为巡检的风险和成本。
1.巡检监测：智能机器人可以根据预设的路线和任务，进行变电站设备的巡检和监测工作。
它搭载了各种传感器和摄像头，可以实时获取设备运行状态和环境信息，并通过人工智能算法进行分析和识别。
一旦发现异常情况，智能机器人能够及时报警并通知相关人员进行处理，保障变电站设备的安全运行。
2.设备维护：智能机器人还可以进行设备的定期维护和保养工作。
它可以根据设备的维护计划，自主前往需要维护的设备位置，进行清洁、润滑、更换配件等工作。
这样不仅可以减少人工维护的工作量，还可以提高维护的准确性和及时性。
3.数据分析：智能机器人可以通过传感器收集大量的数据，包括设备的温度、湿度、电压、电流等参数。
这些数据可以帮助运维人员进行设备状态分析、故障预警和运行优化，提高变电站设备的可靠性和稳定性。
4.安全监控：在变电站的安全管理中，智能机器人也发挥了重要作用。
它可以在危险环境中代替人工进行巡查，避免了人员在高压设备附近的危险，保障了人员的安全。
二、智能机器人的优势和未来发展1.高效性：相比传统的人工巡检方式，智能机器人具有更高的工作效率和准确性。
它通过自动导航和路径规划技术，可以在变电站内自主行走，完成多个设备的巡检和维护工作。
而且智能机器人可以实现24小时的全天候工作，不受时间和天气的限制，可以大大减少人力成本和提高工作效率。
风电场箱式变电站智能化应用及除湿方案分析
风电场箱式变电站智能化应用及除湿方案分析摘要：目前风电场单台风机升压设备大多采用油浸式箱式变电站，虽然箱式变电站应用广泛，且技术相对成熟，但在风电场恶劣的户外条件下运行，还是存在一些运行缺陷，同时根据不同厂家生产工艺及技术条件的差异，运行缺陷也不尽相同。
加之风电场风机分布较广，箱式变电站不具备远方监控功能，运行人员无法及时到达现场消除箱变缺陷，会导致箱变故障进一步扩大，从而影响风电场正常运行。
关键词：风电场箱式变电站；除湿；设计施工；探析1箱式变电站的构成与运行特点第一，变压器容量小，空载时间长。
国内陆上风电场单机多为1.5MW、2.0MW、2.5MW机型，容量均不大。
第二，低进高出的连接方式。
风电从箱变低压侧0.69kV进线，高压侧35kV出线，进出线均采用电缆连接方式。
目前多选用0.69kV/35kV的升压变压器升压，然后通过集电线路汇集至升压站35kV配电装置上。
第三，高压侧配置避雷器。
高压侧避雷器与风电机组内部的过电压保护装置组成过电压吸收回路，在高压侧的绝缘设计上应充分考虑避雷器残余电压对高压侧电气设备的影响。
第四，使用环境恶劣。
我国风力资源丰富的地区很多都是在极端温差大、风沙盛行、空气湿度大、盐雾聚集等环境恶劣的地区，箱变在设计生产中还应考虑防尘、防雨、防凝露、防动物进入以及通风散热的要求。
第五，过载时间少。
由于变压器容量一般都比风力发电机容量大，并且风机内部配置有微机自诊断功能，在风机过载时会自动采取限速措施或切机，箱变很少出现过载情况。
2箱式变电站的智能化分析2.1箱式变电站中检测维修的智能化如果箱式变电站的接地系统的线路的效果无效的话，箱式变电站的运行变量以及一些其他的参数信息能够对箱式变电站选线工作产生较大的影响，影响的程度则会由于运行变量和参数的不同而不同，而相关的检修工作人员在进行检修的过程中，可以利用消弧线圈作为一种接地系统进行解决，而FTU能够捕捉零序电压和电流的功能则可以在故障位置确定的方面上帮助到相关的检修人员，FTU在确定故障位置之后还能够将信息数据上传到通过信号的方式传输到系统中，这样就能够使维修工作人员准确的了解到故障的地点，并且能够及时的进行维修工作，确保系统故障不会扩大并保障电力系统的良好运行。
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。
石嘴山220kV智能变电站一次设备在线监测新技术应用
石嘴山220kV智能变电站一次设备在线监测新技术应用一、概括智能化变电站是由智能化高压一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
一次设备的在线监测在智能化变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置IED的故障和动作信息及信号回路状态。
智能化变电站中将几乎不再存在未被监视的功能单元，在设备状态特征量的采集上没有盲区。
通过对设备进行广泛的在线监测与评估，设备检修策略可以从常规变电站设备的“定期检修”变成“状态检修”，使得设备检修更加科学可行，既能保证电气设备的安全可靠运行，又可获得最大的经济效益和社会效益。
石嘴山220kV智能变电站涉及主变油色谱在线监测（含微水）、主变油温监测、主变铁芯接地监测、主变套管监测、主变油箱气体压力监测；220kV GIS设备SF6气体微水、压力（气体密度）监测、断路器状态监测；110kV GIS设备SF6气体微水、压力（气体密度）监测、断路器状态监测；全站避雷器状态监测。
图1 石嘴山220kV智能变电站设备在线状态监测一次接线图二、智能高压设备的组成及原理图2 智能高压开关设备的原理模型一次设备智能化是指使电力系统一次设备具有准确的感知功能，正确的思维判断功能，有效的执行功能以及能与其他设备交换信息的双向通讯功能，能自动适应电网、环境及控制要求的变化，始终处于最佳运行工况的方法以及由此形成的装置设备。
智能高压设备由高压设备和智能组件组成。
高压设备与智能组件之间通过状态感知元件（传感器或其一部分）和指令执行元件（控制单元或其一部分）组成一个有机整体。
三者之间可类比为“身体”、“大脑”和“神经”的关系，即高压设备本体是“身体”，智能组件是“大脑”，状态感知元件和指令执行元件是“神经”。
三者合为一体就是智能设备，或称高压设备智能化。
智能设备是智能电网的基本元件。
三、石嘴山220kV智能化变电站在线监测设备的构成图3 石嘴山220kV智能变电站设备在线状态监测构成图1、电子式互感器：（1）与常规互感器相比，电子式互感器具有绝缘简单、体积小、重量轻的特点，CT无磁饱和，允许开路，PT无谐振现象，数字量输出等特点。
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系统特点
思源电气变电站智能设备状态监测系统，由功能 传感变送器、智能组件柜、系统层网络、状态监 测系统软件有机组成。通信协议完全符合 IEC61850标准，模型符合IEC61850-90-3的标准 框架。遵循《Q/GDW XXX-2009高压设备智能化 技术导则》，融合了数学模型、模式识别、数据 挖掘等先进工具的专家系统，使系统具有“测量 数字化、控制网络化、分析就地化、状态可视化、 功能一体化、信息互动化”的特征。
IEC61850-9-2
顶层油温
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
底层油温
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
监测
光纤绕组测温
-
油中溶解气体 油中水分
TROM-600HW-SD，UDM-502-T合并单元
铁心接地电流
TIC-I-SD，UDM-502-T合并单元
。。。。。 其他变电站 。。
以太网
IEC61850
主变压器 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
铁芯电流专业检 测单元
油色谱专业检测 单元
过程层交 换机
IEC61850
GIS 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
避雷器专业检测 单元
局部放电专业检 测单元
过程层交 换机
4
站内系统结构
项目
组
设备选型
安装位置
测 10kV开关柜 QS-Safe1000光纤光 智能组件柜
量 在线测温
栅在线测温系统
实现功能 在线测温
要求 输出485接口
9
变电站设型
安装位置
功 能
项目
组
状态可视化
状
态 基本告警功
监能 测
SHR-5000SD
平
台 可编程专家
诊断系统
主控室
10
系统特点
我们提供的变电站智能设备状态监测系统方案， 充分结合了公司自身技术、生产、市场优势，提 供国际先进的TROM-600HW-SD智能油色谱在线 监测系统、TIC-I-SD智能铁芯电流在线监测系统、 JC1-10/800避雷器在线监测系统、SD-CB-CBM 断路器状态监测系统，同时可以方便地接入市场 上成熟的ECOM公司的SF6微水监测系统，而且 该变电站智能设备状态监测系统对于加拿大 OPSENS公司的光纤压力监测系统同样可以方便 接入。该变电站智能设备状态监测系统提供了其 他站内在线监测子系统的接入兼容接口，使系统 扩展及升级非常便利。
6
变电站设备需求
功能 组
项目
控制
冷却器 有载分接开关
表1.变压器智能化项目
设备选型
安装位置
实现功能
UDM-502-T合并单元 UDM-502-T合并单元
变压器智能组件 柜
变压器智能组件 柜
控制风扇 4组，8个控制结
点
有载调压的控制
测量
集成 CT
UDM-502-T合并单元
智能组件柜
测量数字化
要求 实现智能组件控制 实现智能组件控制
一次设备
一次设备本体 （主变/电抗器
/GIS）
传感器及控制 信号
变送器 智能一次设备
智能组件柜
智能组件柜 （可根据需求 选配）： 智能单元 合并单元 检测单元 监测功能组主 IED（数据存 储、就地分 析） 保护、测控 电能质量监测 计量
智能设备系统框图
系统层网络
交换机 交换机柜
系统层
状态监测系 统： 1.状态显示 2.基本告警 3.可编程专 家系统
主油箱气体压力 光纤压力传感器，UDM-502-T合并单元
局部放电
DMS局放监测设备
智能组件柜
智能组件柜
智能组件柜 主变本体
主变本体，智能 组件柜
2个测温点
2个测温点 通道数
变送器接口
8气+微水监测
1个电流通道 气体压力变送 局部放电的超高
频信号
DC4－20mA电流 DC4－20mA电流 不用传感器，用公式
测量数字化 开关、刀闸的位置 共50点
机械特性
机械特性 机械特性
共48点数 泄漏电流、动作次数
要求
包括同一间隔隔离开关、 接地开关等，支持顺序 操作 智能组件集成合并单元 空结点
485信号
4-20mA 4-20mA 4-20mA
IEC61850 4-20mA
8
变电站设备需求
表3.10kV开关柜
功 能
变电站智能化设备与状态监测系 统解决方案
主要内容
变电站智能设备状态监测系统解决方案概 述
变电站智能设备状态监测系统详细设计
1
变电站智能设备状态监测系统解决方案概述 整体方案 站内系统结构 方案概述 系统特点
2
整体方案
智能变电站状态监测中心系统由监测中心 系统软件和各变电站的状态监测系统共同 组成。中心通过电力通信网络连接各变电 站（应用IEC61850标准或104规约或B/S结 构访问服务），获取各变电站的实时信息， 和评价结果，同时可以调用各变电站内的 设备历史数据、特征曲线等信息。
计算得到
485接口
穿心CT 输出DC4-20mA 外置式传感器
7
变电站设备需求
功能 项目 组
控制
网络化操动控 制
测量 GIS 互感器
位置信息
气体密度
SF6气体水分
监测
分合闸线圈电 流波形
分合闸时间
储能电机工作 状态
局部放电 避雷器状态
设备选型
UDM-502-G合并单元
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 埃肯
各变电站状态监测系统还可以通过电力通 信网络及路由器实现信息共享，为智能电 网的互动性、共享性要求做好有力的支撑。
3
状态监测中心系统结构框图
GPS 以太网
电力数据通信网
交换机
B/S结构
104
远方数据处理及通信装置
交换机
IEEE1588网 络对时方式
监测中心/远 方调度
路由器
VDU
打印机
交换机
状态监测站
UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元 UDM-502-G合并单元
PSD JC1-10/800
表2.GIS智能化项目 安装位置
实现功能
GIS智能组件柜
GOOSE跳合闸
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
GIS智能组件柜
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
GIS智能组件柜 GIS智能组件柜
管理监控
5
方案概述
本方案采用思源电气的智能组件平台，接 入思源电气在市场上成熟的油色谱在线监 测系统；铁芯电流在线监测系统；避雷器 在线监测系统；断路器机械特性在线监测 系统，其中包括断路器分合闸线圈电流波 形、储能电机工作状态；断路器网络化操 控、数字化测量等智能化设备。
思源电气作为智能变电站状态监测系统的 集成供应商，能够提供较为完备的站级智 能设备状态监测的系统解决方案。