智能化变电站一次设备智能化技术初探

智能化变电站一次设备智能化技术初探

李建华

（国网陕西省电力公司西安供电公司710032）

摘要：智能变电站是现阶段变电站的重要发展趋势，具有高度信息化和集成化，有效的改善了变电站原有的管理模式，使得变电站的整体服务能力和服务水平得到全面提升。其中，智能变电站的一次设备主要有变压器、避雷器等，为了保障这些一次设备的功能性进一步发挥，可以采用一次设备智能化的方式，推动变电站整体设备智能化和效率，实现电力企业的市场份额增加。

关键词：智能变电站；一次设备；智能化技术

变电站智能化建设作为维护国家电网安全、高质运行的必要手段，在其建设过程中一方面要从全局出发，立足电网整体构架，综合考量后对电网的运行方式、系统结构、变电站接入方案等进行合理、科学、可靠的选择；另一方面还应始终秉承“维护电网安全、经济、有效运行”的发展目标，积极创新和引进先进的技术、设备，不断提升电网系统的智能化程度。

1智能变电站的内涵

一些先进、集成、可靠、环保的设施组成了智能变电站。智能变电站通过网络平台来传递信息，它有信息采集、控制、检测等方面的功能，可以通过实际的需要做出智能调节、在线分析、相互协同等相关指令。随着科技的发展，电网发展的趋势就是实现变电站的自动化，可以让电网稳定运行，实现变电站的安全性与经济性。智能变电站的出现让人们的生活发生了许多的变化，如不再考虑用电量的问题，因为智能变电站完全可以满足人们对电力的需求。

2智能变电站特征

相交于以往的传统变电站，智能变电站具备下述几点特征：一是变电站运行系统具备显著的集成化特点；二是实现变电站一次设备的智能化；三是能够自行对运行时产生的数据信息进行对外交换；四是能够通过对运行数据的分析进行运行决策；五是能够实现对系统运行额自动调节。

3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。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。

4一次设备智能化的应用

4.1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。

4.2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。

4.3电容设备的智能化

借助智能装置可有效实现对电容设备各主要运行参数，如电容量、介质损耗因数等的实时检测，从而实现对电流不平衡的监测与控制，有效掌控变电站设备运行中的绝缘特性，有效规避因绝缘损坏而引发电力故障。通过电容设备的智能化可有效简化变电站工作内容，大幅提升工作效率。

4.4避雷器设备智能化

避雷器在线监测系统可以检测避雷器的全电流、泄漏电流值以及计数器动作次数等数据。

4.5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，图一为新型组合式一次设备GIS。

图1新型组合式一次设备GIS

4.6应用电子式互感器

其主要作用是对变电站运行实现实时信息数字化。对提高电网动态观测和继电保护可靠性等方面有着非常重要的作用。

5一次设备智能技术在智能变电站的技术要求

5.1一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。

5.2监测变电站设备运行状态，需要及时对异常状况进行预警，从而实现对电网及设备运行的最大程度优化，提升设备利用率，大幅削减系统运行成本。

5.3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。

结语

智能电网的建设过程是非常复杂的，在设计过程中要考虑智能电网的运行方式、网架的设置等方面的问题。实现智能化是维持电网稳定运行的一种重要的方法，一次设备智能化技术的使用，可以让变电站的智能化水平更高，保证电网可以安全、稳定的运行。

参考文献：

[1]刘旸，马跃.智能变电站一次设备智能化探讨和展望[J].黑龙江科学，2015.

[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]黎翀宇．智能变电站技术的研究及应用［Ｄ］．成都：西南交通大学，2014．