智能变电站一次设备智能化技术探讨

（国网江苏省电力有限公司常州供电分公司，江苏 常州 213000）

一、引言

为了确保电网安全稳定运行不单要提高变电站的智能化，其取决于诸多因素，变电站的安全稳定运行与变电站接入方案的可靠性、系统网架的合理性、运行方式的合适性是分不开的。在智能电网建设过程中，必须明确“智能化”是确保电网安全、可靠、经济运行的手段。

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。智能变电站的结构体系也在逐步优化和更新。因此，对一次设备智能化技术进行全面分析，意义深远。

二、智能变电站概述

（一）智能变电站的特征

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。

（二）智能变电站的结构

智能变电站结构涉及：过程层、间隔层、站控层。

1.过程层

过程层功能是测量电力运行过程中的实时电气量，设备运行过程中的多数状态是采用栓测，在操作控制的执行过程中进行。

2.间隔层

间隔层功能是将间隔过程中的实时数据信息汇总在一起，对一次设备启用保护控制功能，在实施操作期间使用其他控制功能，控制具有优先级别的命令。如：统计运算、数据采集。起承上启下的通信功能，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，使信息通道的冗余度提高，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。

智能组件以测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化为特征，集成了过程层和间隔层的部分功能，具备测量、控制、保护、计量、检测中的全部或部分功能。而智能组件是一次设备实现智能化的主要途径。

三、一次设备智能技术在智能变电站的应用分析

（一）构建智能化变电体系

过程层设备是一次设备和二次系统的联系枢纽，提供给间隔层设备获取一次设备的数据，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。有机的构成智能化一次设备，对于设备内嵌部分进行智能组建工作，获取智能化的一次设备，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。

（二）实现故障自动诊断功能

在设备发生故障时，及时地对设备进行故障分析，评估故障的部位及产重程度。通过大规模的间隙发电得知电网需要具有极高的灵活性，通过一次设备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，对一次设备重要参数的在线监测，提供给电网管理设备基础的数据支撑。

对实时状态信息在专家进行系统的分析处理工作后做出初步的判定决策，使站内的智能设备自诊断功能得以实现。智能组件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，使智能组件具有合理的监测灵敏度和较好的抗干扰能力，使监测结果更加可靠。

（三）智能技术的综合应用方面

1.主变压器的智能化

在油中溶解气体具有在线监测功能，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，在套管的绝缘介损具有一些在线检测功能。

2.开关设备智能化

在GIS 密度的微水在线监测系统中能对SF6 气体的密度做出微水的监测，GIS 的在线监测系统能够实现GIS 局放的在线监测功能。

通过温度传感器对GlS 的内部温度数据进行采集，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，对其他杂物和导电粒子进行安装和维修工作。

3.电容性的设备营能化

通过此项特性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。

四、智能变电站与数字化变电站及传统变电站在一次设备上的区别

智能变电站与数字化变电站及传统变电站在一次设备上的区别在于：

一次主设备采用在线监测设备实时监测设备状态，即设备状态可视化；在线监测装置及保护装置采取智能组件方式，就地安装，以减少信号及控制电缆的长度；状态监测参量的通信符合IEC61850 标准；状态监测参量集成在集控室信息一体化平台中；互感器均采用电子式或光电式。

根据国网公司Q／GDW393-2009《110（66）kV～220kV 智能变电站设计规范》及Q／GDW394-2009《330kV～750kV 智能变电站设计规范》，一次设备监测参量有：

主变――油中溶解气体；220kVGIS――SF6 气体密度、微水；110kVGIS――SF6 气体密度、微水；避雷器――泄漏电流、动作次数；220kVGIS 局放应综合考虑安全可靠、经济合理、运行维护方便等要求，通过技术经济比较后确定。

五、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，对其变电站的结构进行全面性分析，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，从而实现其设备智能化技术的最佳应用效果。