变电站电气一次设备智能化问题的研究

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1、变电站电气一次设备智能化问题的研宄张华鲍琳丽(国网河南省电力公司检修公司河南郑州450000)摘要:智能变电站是建设智能电网的关键环节和重要内容，一次设备的智能化是智能变电站与传统变电站的重要IX别，研宄智能变电站一次设备智能化技术具有重要的意义和价值。木文介绍了智能变电站的概念，分析了一次设备新技术取得的重要进展及其存在的问题，提出了智能变电站一次设备智能化的相关建议。关键词：变电站；电气一次设备；智能化；问题；措施一、智能变电站概念智能变电站釆用先进、环保、集成、可靠、低碳的智能设备，能够自动完成信息釆集、测量、计量、保

2、护、在线监测、自诊断等基木功能，支持电网实时智能调节、自动控制、协同互动、在.线分析决策等功能。二、智能变电站的结构智能变电站设备分为过程层、间隔层、站控层。(1)过程层：过程层的主要功能有电力运行实时的电气量检测；运行设备的状态参数检测；操作控制执行与驱动。(2)间隔层：其设备的主要功能是汇总木间隔过程层实时数据信息；实施对一次设备保护控制功能；实施木间隔操作闭锁功能；实施操作同期及其他控制功能；对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时

3、，上下网络接口只备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性O(3)站控层：其主要任务是通过2级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实吋数据库，按时登录历史数据库；按既定规约将奋关数据信息送向调度或控制中心；接收调度域控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；具冇（或备有）站内当地监控，人机联系功能；具奋对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能；具有（或备有）变电站故障自动分析和操作培训功能［1】。过程层设备是联系一次设备和二次系统的桥梁，为

4、间隔层设备提供一次设备的数据，执行间隔层和站控层对一次设备的控制、调节等功能。间隔层设备完成对一次设备的测量、控制、保护、计量、检测等功能。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。高压一次设备与相关智能组件的有机结合构成了智能化一次设备，这种有机结合可以是独立运行的高压设备加外置的智能组建，也可以是高压设备内嵌部分智能组建再加外置智能组件，还可以是高压设备内嵌相关智能组件。智能组件是一次设备实现智能化的主要

5、途径。三、变电站一次设备的智能化变电站设备主要包括变压器、断路器、互感器、母线等一次设备和变电站自动化系统、辅助系统、智能组件等二次设备。一次设备智能化是智能变电站的重要标志之一。采用标准的信息借口，实现融状态监测、测控保护、信息通信等技术于一体的智能化一次设备，可满足整个智能电网电力流、信息流、业务流•一体化的需求。智能化一次设备通过先进的状态监测手段和可靠的自评价体系，可以科学地判断一次设备的运行状态，识别故障的早期征兆，并根据分析诊断结果为设备运维管理部门合理安排检修和调度部门调整运行方式提供辅助决策依据，在发生故障时

6、能对设备进行故障分析，对故障的部位、严重程度进行评估。大规模间隙发电和分布式发电接入，要求电网具有很高的灵活性，而一次设备智能化是满足这种要求的重要基础。把一次设备智能化的信息传输至信息一体化平台，建设变电站状态监测系统，智能变电站通过状态监测单元实现主要一次设备重要参数的在线监测，为电网设备管理提供基础数据支撑。实吋状态信息通过专家系统分析处理后可作出初步决策，实现站内智能设备自诊断功能。四、一次设备智能化存在的问题及解决方法智能化一次设备依托于传感技术、监测技术、诊断技术、控制技术和微机技术的快速发展，但如何将这些新技术

7、应用于一次设备中仍需要进一步研究。应用于一次设备的新技术需要承受外界环境干扰，其可靠性仍需要吋间来验证。智能组件承抓则量、计量、保护、控制、通信等任务，这些智能组件安装在高压一次设备及其附近，面临各种强电磁干扰，严重威胁到智能变电站运行的稳定性，应加强对智能组件抗电磁干扰技术的研究。智能电子设备的使用寿命低于高压一次设备的使用寿命，且价格昂贵，从采用电力电子新技术及改善运行环境等方面考虑来提高智能电子设备的使用寿命，进而解决不等寿命问题。新一代智能断路器的跳闸方式为基于IEC61850标准的GOOSE等快速报文传递跳合闸命令

8、的操作方式，其可靠性仍需时间验证，II降低电弧对触头材料的侵蚀及运行能耗可提高运行寿命及工作性能。有源电子式互感器的可靠性依赖于高压侧电源，发展自励模式的互感器可以提高运行的稳定性。光学电子式互感器易受温度的变化、电磁辐射等外界因素影响而削弱光学传感器工作的稳定性，发展全光纤型电子式电流互