一次设备智能化技术在智能变电站的探讨
变电站智能远动机应用的探讨
变电站智能远动机应用的探讨发表时间：2018-12-06T14:42:11.460Z 来源：《科技新时代》2018年10期作者：刘开文[导读] 在目前现状下，智能化手段正在全面适用于变电站，而与之有关的变电运行模式也呈现了突显的转型。
云南电网有限责任公司玉溪通海供电局云南通海 652700摘要：在目前现状下，智能化手段正在全面适用于变电站，而与之有关的变电运行模式也呈现了突显的转型。
对于整个变电站来讲，智能远动机构成了其中很关键的变电设施。
与传统的远动机进行对比，可见智能远动机具备了更加突显的智能化优势。
这主要是由于，智能远动机在客观上有助于简化装置运行的流程，同时也显著减少了整体上的变电运行成本。
因此在现阶段的实践中，变电站针对智能远动机应当予以全方位的引进，因地制宜灵活运用新型的智能远动装置。
关键词：变电站；智能远动机；具体应用从本质上讲，变电站本身构成了分配电能、变换电压等级、调节电压以及控制潮流的综合性能，因此在整个电力消费与电力生产体系中占据了突显的位置。
近些年以来，与变电站有关的各类运行设施都逐渐趋向于智能化，其中典型就在于智能远动机的诞生[1]。
与常规远动运行的方式予以比较，可以得知智能远动方式更加有助于收集实时性的变电运行信息，并且杜绝了某些潜在性的信息传输误差。
由此可见，智能化变电站在客观上需要引进新型的远动装置为其提供支撑。
一、现状在当前的现状下，各地较多的智能变电站仍局限于初期试验，对其仍然欠缺规范性与标准性较强的变电运维模式。
探究其中根源，就在于当前现有的智能化系统仍然没能得以推广，系统研发也较多局限于光纤传感器、智能开关、在线监测设备与其他相关设备[2]。
然而从整体角度讲，当前针对智能远动机仍然有待拟定相应的验收规范与系统设计规范，因而有必要在后期实践中逐步予以完善。
除此以外，智能远动机截至目前并没能真正达到应有的完善度，针对其中的检测装置、一体化智能设备以及智能化模型并没能达到最优的完整度。
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。
智能化变电站运行维护技术分析
智能化变电站运行维护技术分析摘要:在我国社会经济快速发展和科技不断进步的背景下,智能电网得到迅速发展。
智能化变电站作为智能电网的重要组成部分,其运行质量受到国家和企业的高度关注。
本文就此对智能变电站运行维护技术做了详细的分析,旨在提高智能变电站运行安全质量和效益,给今后类似智能化变电站运行维护一定的借鉴作用。
关键词:智能变电站设备维护运维技术智能化变电站,主要是对变电站的一、二次系统进行自动化,对数字化信息统一进行建模,建立科学、自动化的、标准的网络通信平台,实现二十四小时自动监控,无人看守、少人值班的运行模式,达到提高变电站运行安全性、稳定性和经济效益的目的。
而其运行维护安全是保证智能化变电站实现目标的关键部分,因此,对智能化变电站运行维护技术进行探讨具有重要意义。
1 智能变电站设备运行维护技术要求智能化变电站具有信息标准化、运用自动化、集成一体化等特点,是连接智能电网发电、变电、输电、用电的关键部分,在智能电网中有着至关重要的作用。
随着智能变电站的发展和运用,设备运行和维护作为管理的重要内容,对其运行维护提出了更高的要求,主要表现在以下几方面。
(1)加强运行维护管理。
智能变电站相关设备和系统对专业技术要求高,相应的对运行维护人员提出更高的要求。
企业要重视运行维护管理,把智能变电站的运行维护工作放在重要位置,对运维设备、运维技术、检测标准、检测目标等每一个环节进行合理的管理和把关。
(2)保证设备和系统的稳定性。
在进行智能化变电站建设时,首先要对设备和系统进行质量把关,同时要定期对设备和系统进行检查和维修,保证设备和系统运行稳定性,避免出现死机、传输数据有误等问题。
此外,智能变电站的检查和维修比较复杂,要严格按照操作标准进行,切实保证设备和系统的稳定性。
(3)提高运维工作人员的专业素质。
由于智能化变电站运维复杂、技术性强,相应的对运维人员的专业技术提出更高的要求,要定期对运维人员进行培训,不仅要学习专业技术知识,还要进行计算机学习等,促进运维人员综合素质的提高,保证运维人员能对相关问题进行排查和处理。
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
智能化变电站改造实际问题探讨
、
文 阳 路站 智 能化 改 造 工 程 简 介
１ ｌ Ｏ ｋ Ｖ 文 阳路变 电站位于 青岛市北部 ， 一 次接 线 方式 为： １ １ ０ ｋ Ｖ采 用进线一 变压器 组接 线方 式 ， ２ 回进线 各带 １ 台主变 ， ３ ５ ｋ Ｖ 配电装 置为单母 线分段接线 ， ６ Ｎ出线； １ ０ ｋ Ｖ 配电装置为单
母 线分段接线 ， １ ６ 回出线 ， ４ ￣ ＿ １ １ 电容器。
本 次 智 能 化 改 造 工 程 采 用 站 控 层 双 网 配 置 ，ＧＯＯＳ Ｅ
（ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ｉ ｃ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ） 、 Ｓ Ｖ（ ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｄ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ） 采
总第２ ６ ７ 期
ＤＯＩ 编码 ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ６ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — ０ ０ ７ ９ ２ ０ １ ３ ． Ｏ ８ ． ０ ８ ２
电 力技 术 探 讨
智能化变 电站改造实际问题探讨
寇 岩
摘要 ： 伴 随着社会 经济的快速发展 ， 电网负荷 的不断增加， 用户对供 电可靠性要 求不断提 高， 我 国的智能化 变电站建设也进 入了快 速发 展时期。 结合 青＆ｌ ｌ Ｏ ｋ ＶＳ （ ． Ｈ Ｅ Ｉ ￣ ． ３ ， ． ｇ 智能化改造工程实际， 对智能变电站建设中所遇到的常见问题提 出了实际解决方案 。
保护装置与测控装置 。 经过合并单元打包送给每套 装置 的采样
信息采 集 、 测 量、 控制 、 保护 、 计 量和监 测等基 本功 能， 同时具
备支持 电网实时 自动控制 、 智能 调节 、 在线 分析 决策 、 协同互动
智能变电站研究与发展的探讨
端 、网络交换机） 的性能 ， 与继电保护装置等二次设备的整体 配合性 能 ， 均是确保变电站安全 可靠运行的重要因素。 智能变 电站采用的是 网络通 信 ，因此智能设备 的维护要求 、 检测手段 、 检测指标 、 作业流程和方法
、
智 能 变 电 站简 介
智能变电站是采 用先进 、可靠 、集成 和环保 的智能设备 ，以全站信 息数字化 、通信平 台网络化 、信息共享标 准化为基本要求 ，能够 自动完
成信息采集 、 测量 、 控制 、 保护 、 计量和检测等基本功能 ， 同时具备支 持电网实时 自动控制、 智能调节、 在线 分析决策和协 同互动等高级 功能
（ ２ ） 传统的变电站在已运行 的电网中仍 占 有 绝大部分 ， 普及智能变 电
站仍需要较长的过程， 而且很多关键技术仍需进一步完善 。智能变 电站
层包含 由一次设备和智能组件构 成的智能设备 、合并单元和智 能终端 ， 具备完成变 电站 电能分配 、变换 、传输及其测量 、控制 、 保 护、计量 、 状态监测 等相关 功能。间隔层是智能变电站的 中间过渡层， 其作用是同 过程层 、站控层 进行连接， 实现信息互动， 即与各种 远方输 入／ 输出 、智 能传感器和控制器通信 ， 主要设备有保护测控装置 、 计量装置 、 通信网
的变电站。
三 、 智能 化 普 及 存 在 的 问题
智 能变 电站的研究 已经取得 了一 定的成果并在实 际项 目中得到应 用， 但在理论研究与实践中仍存 在一些 问题， 有待进一步深入探讨和完善， 以促使智能变 电站技术更加成熟 ， 从而得到广泛的应用。 （ １ ） 经过多年的研究与发展， 数字化程度已经达到一定高度 ，但是传 统的变电站一次设 备完全实现模 拟信号 、状态信号的数字化， 仍面临较 多困难， 这一问题在未来智能变电站研 究与发展中需要相关人员重点关
智能变电站
•
控室内。
•
优点:有利于观察信号，方便调试，结构简单，价格相对较低。
•
缺点：耗费大量的二次电缆,容易产生数据传输瓶颈问题,其可扩性
•
及维护性较差。
• (2)分布式自动化系统硬件结构，如图8-23所示
•
分散分布式就是将变电所分为两个层次，即变电站层和间隔层。分
•
散分布式布置是以间隔为单元划分的，每一个间隔的测量、信号、
• 图8-24变电所自动化的软件系统框图
8.8.2智能变电站 • 智能变电站（smart substation）采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全 站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，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的变电站。 • 1．智能变电站的主要技术特征 • 智能变电站的主要技术特征体现在： • （1）一次设备智能化 • （2）二次设备网络化 • （3） 通信规约标准化 • （4）运行管理自动化 • 2．智能变电站的功能 • 顺序控制功能 • ②设备状态可视化功能 • ③设备状态在线监测功能 • ④设备状态检修功能 • ⑤智能告警及分析决策功能
• ⑥故障信息综合分析决策功能
• ⑦经济运行与优化控制功能
• ⑧站域控制功能
• ⑨站域保护功能
• 3．智能变电站的结构
• 智能变电站采用三层设备两层网络结构，简称“三层两 网”。“三层”是指站控层、间隔层、过程层三层设备， “两网”是指站控层网络，过程层网络构成的分层、分布、 开放式网络。其结构如图8-25所示。
• （2）微机保护功能
• 在变电站自动化系统中，微机保护应保持与通信、测量的独立性，即通信与测量方面的 故障不影响保护正常工作。微机保护还要求其CPU及电源均保持独立。微机保护子系统 还综合了部分自动装置的功能，如综合重合闸和低频减载功能。这种综合是为了提高保 护性能，减少变电站的电缆数量。
智能变电站中就地智能终端与一次设备操作机构二次回路功能整合方案
１ 智 能终 端 的定义 、 功能、 布 置
１ ． １ 智 能 终 端 的 定 义
在智能变电站中， 智能终端是一种 智能组件 。与一次设备采用 电缆
连接， 与保护、 测控等二次设备采用光纤连接 ， 实现 对 一 次 设 备 （ 如： 断 路
器、 刀闸、 主变压器等） 的监测、 控制等功能。
常 规 断路 器 ／ ＧＩ Ｓ辅 助 节 点 数 目通 常在 ２ ０副 以上 ，辅 助 节 点 数 据 多 通常会导致设备控制回路异常。智能化 的断路器／ Ｇ Ｉ Ｓ可大量减少辅助接 点数量 ， 以双套智能终端为例， 通常需要常开常 闭位置辅助接点各 ２副 ， 间隔电气 闭锁 ２副， 三相不一致出 口（ 当使用硬逻辑判别时） 需要辅助接 点 ２副 ， 位 置 指 示 需要 ｌ副 辅 助 接 点 ， 即 双 套 的智 能 终 端 总 共 只 需 ８副 开关辅助接点 （ 包括常开和常闭接 点） 。若三相不一致出 口使用软逻辑实 现， 则需要的辅助接点更少。即使在 设计 时再增加 ２副辅助接 点备用 ， 也 会 比常 规 断 路 器 ／ Ｇ Ｉ Ｓ辅 助 节 点 数 目大 大减 少 。
１ ． ２ 智 ห้องสมุดไป่ตู้ 终 端 的 功 能
智能终端采集本间隔相关高压设备 的信 号， 方面直接或通过过程 层 网 络 发 布 采 集 信 息 ；另 一 方 面 直 接 或通 过 过程 层 网 络 接 收 控 制 指 令 ，
驱 动 执 行 器 完 成 控 制 功 能 ，无 论 是 发 布 还 是接 收 都 是采 用 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ服 务 完 成 的 。功 能 包 括 ： 断路器控制 、 刀 闸控 制 、 五防控制、 分接头调档 、 非 电
２ － ３ 通 过软 逻 辑 实 现 断 路 器 的 总位 置 信 号
智能变电站一次设备相应状态在线监测分析
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。目前，符合我国智能电网建设需求的智能变电站的在线监测和诊断系统改进如下图1。 2 变电站系统功能结构和工作过程 在国家电网的智能化变电站的设计规范中，其监测系统已达到iec61850的标准，并且利用先进的通信技术建立变电站统一的数据服务平台。各种监测系统的智能终端都是按照这一标准设置的，可以实现全站设备的检测数据顺利地传输和汇总，从而进行及时的诊断分析。智能变电站一次设备在线监测的多功能结构图如下图2。 智能变电站的在线监测系统是一种分层分布式的结构，分为过程层、间隔层、站控层。过程层包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，在过程层配备了现场采集单元和传感器，并且已由一次设备的生产厂家在生产过程中安置于设备中，而现场采集单元则需要按照不同的监测功能进行相应的配置，从而完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。例如，变压器的油中分为溶解气体状态和微水状态的监测单元，局部放电状态单元和避雷器状态监测单元等等。各种现场监测采集单元都会按照各类规定接入相应的监测系统子站。 在变电站的工作过程中，通过传感器采集电力功能的相关元件的状态信息，再利用点对点的传输形式传送到现场采集单元。一般而言，在变电站的监测现场，已经安装好了现场采集单元，将各种状态参数上传至监测中心。监测中心对各个监测单元进行管理，通过采集的监测数据进行分析，从而对各种电力功能元件进行诊断，将各种数据进行融合建立一定的数据库，作为检修的数据管理依据。同时，保持和监控后台的联系，如若出现各种故障，可以进行及时预警。 在全局的状态信息数据库，一次设备的状态信号发布，可以进行故障诊断和检修。不仅可以充分利用综合数据的信息数据，而且很多数据可以提供变电站自动化系统使用，可以随时监控设备的状态信息，还可以提供开关和保护动作等，为变电站的设备状态预警提供支撑（如图2）。 3 一次设备在线监测装置选取原则 在线监测装置的选取要遵循一定的原则，必须考虑现场的具体情况。首先，对于设备的使用寿命分析，在线监测装置的使用寿命必须比被监测设备的使用寿命要长，其可靠性也要大于被监测设备。其次，对于设备的监测量也要进行着重考虑，在线监测装置的监测量要进行慎重选择，最好选择高于电力设备故障率发生最高的状态量并兼顾好数据同步性。在这个方面，可以采用避雷器来监测其泄漏电流，效果也很好。紧接着，对于一次设备的重要负荷间的间隔也是监测的重点。如果要全面监测高压或是超高压的监测设点，最少需要上百个监测点，这样的设置成本过于高，不符合实际的变电站的设备要求。因而，在此环节，可以考虑对少数盆式绝缘子加强监测，因为其易导致绝缘故障。所以，具体问题进行具体分析，重点监测少数点就可以了。最后一个原则就是，在考虑成本方面，需要适当选取测量精度，选取的精度过高也会导致相应的成本增加。举例来说，对于母线的温度监测，选择的监测精度可以低于0.5。 4 智能变电站在线监测系统实际设计方案 由系统的功能结构可知，对智能变电站的变压器、断路器以及避雷器等一次设备的状态信息的在线监测尤为关键，对于其设备的故障分析，可以得出其故障的原因和发展趋势，进而为预防和排除故障提供有效的建议。 4.1 变压器在线监测 变压器的智能组件主要包括油气相色谱在线监测、油中溶解气体及微水监测、局部放电监测、本体及套管介损、压力释放、变压器温度在线监测，接头温度的红外监测等等。其中，可对变压器中的油中溶解气体及微水监测进行具体分析。其监测系统主要是采用的油色谱在线监测，发挥着数据诊断、分析以及储存的功能，而且采用通用的iec61850标准协议和站内主智能电子装置ied进行通信联系。在色谱的分析原理中，一般采用负压动态顶空脱气技术、高精度和高稳定性的湿度传感器，再根据所监测的体积分数来分析和判断变压器的运行状况。在变压器的主ied中，可以进行变压器的过载能力估算，通过分析环境温度、负荷以及绕组温度等，建立变压器负荷动态智能监测系统。 4.2 断路器在线监测 断路器的智能组件主要是sf6微水和密度监测、断路器动作特性在线监测。断路器的动作特性监测主要包括分合闸线圈电流波、时间以及综合电流互感器二次传感器采集的电流波形、数据。断路器在线监测终端将采集的数据进行综合分析，可以实现对动作时间和速度的监测、储能电机工作工况监测、开断故障电流和负荷电流监测。例如，断路器的分合线圈是控制断路器动作的关键元件，可以通过其监测多种分合闸电流波形和动作时间。 4.3 避雷器在线监测 避雷器在线监测由智能监测装置执行，采用dl/t 860《变电站通信网络和系统》标准，其包括监测装置、数据采集单元、数据处理及数据传输单元组成，可集成为一体，亦可按功能分立组成。由一台或多台智能监测装置与上位机（或经ied与上位机）可构成避雷器智能监测系统，其具有测量数字化、状态可视化、功能一体化和信息互动化等特征。 一般用于监测10kv及以上的变电站内一次设备末端泄漏电流和阻性电流的工作状况，通过分析计算可以得出设备运行时的等值电容、变化率以及介质耗损，可以有效抑制电网的谐波干扰，反映真实的设备工况。 5 结语 由全文的分析可知，智能变电站是智能电网的核心部分，涵盖10～1000kv电压等级，它将信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化，提升了变压器、断路器、隔离开关和避雷器等一次设备的制造工艺要求，对电力设备智能化监测技术的进步，有很大的促进作用和深远影响。我国的智能电网的建设已由试点运行转向全国推行使用，其可靠、集成、低碳、环保的特性具有很好的社会效益，可以实行一系列智能化的经济收益，提高用电的可靠性和安全性。在信息技术潮流推动下，我国的智能电网建设有了很好的发展保障，我国的智能变电站处于快速发展时期，需要从不断的实践中加强对一次设备的运行监测，促进整个电网的安全健康运行。 参考文献： [1]董烨，李永斌，张勋.智能变电站一次设备在线监测系统建设方案[j].科技信息，2011（22）. [2]周海，雷先伟.数字化变电站一次设备在线监测技术[j].贵州电力技术，2010（1）. [3]郭宁辉，秦立军.智能变电站的一次设备智能在线监测系统设计[j].科技与企业，2012（12）. [4]陈安伟，乐全明，张宗益，刘黎，张海滨.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）.
智能变电站技术的现状与发展趋势研究
智能变电站技术的现状与发展趋势研究摘要：智能变电站作为连接发电和用电的中心枢纽，成为智能电网网络建构的基础，也能保障电网的合理和安全运行，使得供电、用电更可靠。
在智能变电站技术的基础上，拓展其发展理念，预测其发展趋势能够对未来该领域的进步带来新的启示，并推动智能电网的创新式发展。
关键词：智能变电站；技术现状；发展趋势引言：智能变电站的全站信息数字化技术，与通信平台网络化技术共同体现了信息共享的作用。
先进而可靠的智能设备，完成信息采集工作之后进行测量和控制，并随时监测智能电网的通电变化。
供电企业根据用户的需要提供电网的实时自动控制系统，并在线分析用电安全提供高级决策，这使得智能变电站对智能电网的发展有了更好的促进作用。
一、智能变电站技术的应用现状目前，国内外对智能变电站的建设和应用较为关注，国外在变电站的建设方面拥有一些先进的技术，值得学习，变电站的智能化程度在一定程度上决定了未来电网的智能化发展趋向，也为智能化的变电技术提供了可能。
第一，西门子、ABB等公司开发了一系列变电站的智能技术，利用一次和二次设备，取得较为先进的研究成果，但是ABB公司研发的GIS设备虽实现了二次设备就地化，利用智能断路器互感器进行集成处理，但却没有实现系统规划和投产的效果。
智能变电站在互感器和检验保护及监控功能方面具有一定的优势，但是却未能达成互操作性和工作难度的简化可行性效果。
第二，国内的智能变电站技术迅猛发展，虽然我国的智能变电站技术起步时间不长，但是却推出了一系列较为成熟的规范，比如，我国国家电网对《智能变电站技术导则》的应用开启了变电站智能化改造技术规范的先河，并在翻译IEC61850系列标准的基础上，实现了国内智能变电站硬件集约功能整合，通用互换和性能可控的良好效果，这对于现代中国的智能变电站技术应用和未来发展都带来了良好的驱动力。
根据I EC61850标准，智能变电站可分为变电站层、间隔层、过程层、网络系统可实现多个层次的连接，并能为我国修建标志性智能变电站提供基础[1]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一次设备智能化技术在智能变电站的探讨
随着电力事业的全面发展，在智能电网的规划与建设过程中，与传统变电站相比，智能变电站是重要的组成部分。
智能变电站的最大特点在于一次设备的智能化上，一次设备智能化技术在智能变电站的应用十分关键。
其不仅能够让电力运行的效率得到全面的提升，而且还能让智能变电的可靠性得到全方位的改善。
本文基于此，主要针对一次设备智能技术在智能变电站的应用进行分析，并提出了相应的优化措施，以供参考。
标签：一次设备;智能技术;智能变电站;探讨
0 引言
自我国步入电气时代以来，一次设备智能技术的应用效率也逐步得到了提升。
为了能够让智能变电站的运行更加安全可靠。
需要对一次设备智能技术进行全面性分析。
在目前，一次设备智能技术已经得到了较为广泛的应用，智能变电站的结构体系也在逐步优化和更新。
所以，对一次设备智能化技术进行全面的探讨，意义深远。
1 智能变电站的结构
智能变电站的结构为：过程层、间隔层、站控层。
①过程层：过程层的主要功能就是测量电力运行过程中的实时电气量，设备运行过程中的大多数状态就是采用栓测，在操作控制的执行过程中进行。
②间隔层：间隔层的主要功能就是将间隔过程中的实时数据信息汇总在一起，能够对一次设备启用保护控制功能，在实施操作期间能够使用其他控制功能，控制具有优先级别的命令，例如，统计运算、数据采集。
起到了承上启下的通信功能，能够与过程层和站控层的网络一起起到通信功能。
在上下网络的接口具有全双工的方式，使得信息通道的冗余度提高，可以将网络通信的可靠性得到保证。
③站控层：站控层的主要功能就是通过高速网络能够将实时数据信息汇总在一起，对于实时数据库的不断刷新，可以将相关的各种数据信息传向调度控制中心，通过接收到的调度能够控制中心命令，通过间隔层和过程层进行执行，另外，在线编程的操作团具有控制功能：在站内能够进行监控，使人机取得联系，在线修改、在线组态、在线维护间隔层、过程层的设备功能。
通过原有的变电站能够自动地分析变电功能。
2 一次设备智能技术在智能变电站的应用
2.1 智能化变电体系的构建
过程层设备是一次设备和二次系统取得联系的桥梁，能够提供给间隔层设备获取一次设备的数据，然后通过间隔层和站控层来进行调节和控制功能。
间隔层设备能够进行一次设备的测量工作，进行检测、计量、保护、控制等功能。
智能组件的主要特征为：信息互动化、功能一体化、状态可视化、控制网络化、测量数字化等，将过程层和间隔层的部分功能集合在一起，使得计量、保护、控制、检测中的全部功能能够得以实现。
这样一次设备与相关的智能组件能够有机的构成智能化一次设备，对于这种高上设备的内嵌部分还能够进行智能组建工作，这样还能够获取智能化的一次设备，例如，母线、互感器、断路器、变止器等，二次设备主要包括智能组件、辅助系统、变电站自动化系统。
智能变电站的重要标志之一就是一次设备智能化。
通过以标准的信息为借口，能够将信息通信、测控保护、状态监测等技术集于一体的智能化一次设备。
可以将整个智能电网的业务流、信息流、电力流一体化的需求结合在一起，通过智能化的一次设备能够对先进的状态监测手段进行评价，科学地对一次设备的运行状态进行判断，根据识别出的早期故障来对诊断结果进行分析，合理地安排检修和调度部门对运行方式进行调整，以便于能够提供辅助决策依据。
2.2 故障自动诊断功能的实现
在设备发生故障时，能及时地对设备进行故障分析，评估出故障的部位以及产重程度。
通过大规模的间隙发电得知电网需要具有极高的灵活性，一次设备智能化能够满足此类要求。
通过一次设备能够将智能化的信息传输到信息一体化平台中，对变电站的状态监测系统进行建设，对于一次设备重要参数的在线监测，能够提供给电网管理设备基础的数据支撑。
对于实时状态信息可以在专家进行系统的分析处理工作后作出初步的判定决策，使得站内的智能设备自诊断功能能够得以实现。
将智能组件的投入使用，不应该对一次设备的正常运行产生一定的影响：智能组件能够自动连续地进行存储、监测和数据处理工作;在智能组件中应具备自检和报警的功能;使得智能组件能够具有合理的监测灵敏度和较好的抗干扰能力;使得监测结果能够更佳可靠。
2.3 智能技术的综合应用
2.3.1 主变压器的智能化
在油中的溶解气体应具有在线监测功能，例如，温度负荷在线监测、局部放电在线监测、套管绝缘在线盗测等单元，能够通过变压器将油溶解气体，产生局部放电，在套管的绝缘介损应具有一些在线检测功能，例如，油泵状态、风扇状态、油位、油温、温度负荷趋势、泄漏电流值、电容值等。
2.3.2 开关设备智能化。
在GIS密度的微水在线监测系统中能够对SF6气体的密度作出微水的监测，GIS的在线监测系统能够实现GIS局放的在线监测功能。
通过温度传感器能够对GlS的内部温度数据进行采集，直观地对GIS内部温度变化情况进行观察。
局部放电监测是GIS的在线监测方法，通过制造GIS设备，能够对其他杂物和导电
粒子进行安装和维修工作，使得电极的表面会产生的毛刺、耐伤等损伤。
断路器在在线监测系统中能够测量出SF6气体的密度，通过断路器的储能时间、储能状态、储能电机电流波形、特征分合闸速度等参数在线监测出来。
2.3.3 道雷器设备的智能化
通过避雷器的在线监测系统，使得避雷器的计数器动作次数、泄漏电流值的在线路测功能能够得以实现。
2.3.4 电容性的设备营能化
通过此项特性能够将三相不平衡电流的监测、电容量、介质损耗因数测量出来;电缆。
能够监测出电力电缆的局部放电情况，将直流分量、介质损耗因数等情况进行测量。
2.3.5 电子式互感器
对于变电站运行的实时信息测量数字化的主要设备之一就是电子式互感器。
对于电网的动态观测情况，能够使得继电保护的可靠性得到提高。
为了能够将电力系统的运行整体水平得到提高，需要具有准确的电压动态测量和电流。
电子式互感器的原理就是电磁感应，采用罗氏线圈的方式，能够对电感、电容、电阻等方式进行分止。
罗氏线圈缠绕在环状的非铁磁性的骨架上。
对于电子式互感器的高压平台，需要具备电源供电的电子电路方式，通过模拟的形式来采集数值，然后通过光纤将数字信号传输到二次的计量、保护、测控系统中。
3 一次设备智能技术在智能变电站的技术要求
①一次设备采用的是在线监测的方式，能够对设备进行实时的监测，使设备的状态为可视化;对于在线检测和保护装置可以采取智能组件的形式，对于信号和控制电缆的长度能够减少;使得监测参量的状态能够符合通信标准。
②对于智能变电站的一次设备智能化的建设以在线监测为基础，再准确选择在线监测参量。
③对于在线监测智能终端的安装方式采用就近安装，智能单元是属于电子元件，工作年限一般小于12年，对于时长运行的测编精确性还有待检验。
要建立相应的设备维修和保养机制，需要成立相应的设备部门，对设备进行整体的维护管理，从而有效地降低电力设备出现的各种故障。
4 结语
一次设备智能技术在智能变电站的应用十分重要，在进行一次智能技术的应用过程中。
首先需要对其变电站的结构进行全面性分析，然后构建相应的自动变电体系，让一次智能化变电技术得到综合性的应用。
最后还要结合各种技术要求，让一次设备智能技术能够得到规范性的应用。
从而达到理想的应用效果。
参考文献
[1] 周晓龙.智能变电站保护测控装置[J].电力自动化设备，2010（08）.
[2] 付国新，戴超金，侍昌江，张明勇.智能变电站故障录波系统设计与探索[J].电力自动化设备，2010（07）.
[3] 张保会，郝治国，Zhiqian BO.智能电网继电保护研究的进展（三）——保护功能的发展[J].电力自动化设备，2010（03）.
[4] 杨丽徙，曾新梅，刘蓉.变电站电气一次设备智能化问题的研究综述[J].高压电器，2012（09）.
[5] 李孟超，王允平，李献伟，王峰，蔡卫锋.智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制，2010（18）.。