電力一次設備的智能化設計及發展探析

溫鐵明，王 壯，申曉慧

(國網吉林省電力有限公司長春市雙陽區供電公司，長春 130600)

電力一次設備的智能化設計及發展探析

溫鐵明，王 壯，申曉慧

(國網吉林省電力有限公司長春市雙陽區供電公司，長春 130600)

為了充分發揮電力設備智能化設計的優勢，提高設備運行的穩定性，從智能變電站的組成、定義、特性進行分析論述，增進對一次設備智能化設計的了解，推動電力智能化設備的發展。

智能化設計；一次設備；電網結構；主要特性

智能變電站是具有環保、先進、穩固、集成、節能等高級應用功能的現代變電站，智能變電站作用的發揮有利于提升電力生產和使用效率。以智能變電站基本定義和主要特性為切入點，切實做好電力智能化設備應用，深入挖掘能力優勢。

1 智能變電站基本定義和特性

現代智能變電站具備先進、節能、環保、穩固等特點，它具有高級應用功能，充分利用了網絡信息平臺，進行數據收集、輸送和維護檢測，等等，網絡技術的應用還結合實際需求，實現電網智能化調節、在線分析決策、實時自控等高難度的應用。

智能變電站的重要特性表現在以下幾個方面：一次設備智能化、信息交互準確化、系統高度集成化、分析決策在線化、保護控制協同化。性能較為完善的變電站設備為變電運行創造了堅實的基礎，正因如此，綜合分析與自動協同控制能力已經成為變電站智能化最為重要的標志之一，也是數字化信息設備不斷發展的成果，智能化實現了設備功能的集成，增加了設備應用性能。

2 智能變電站的結構

智能變電站設備主要由過程層、站控層、間隔層構成，過程層主要用于實時檢測電力的電氣量，對操作控制進行驅動與執行，檢測電力設備的實際運行狀態參數；站控層的任務是利用網絡的匯總功能，對全站實施數據信息的監控，刷新數據庫，登陸歷史數據庫，并且按照歷史數據庫的登陸記錄輸送數據，確保控制中心或調度中心數據的及時性和準確性；間隔層是對被隔間過程層中的實時數據信息進行的匯總，能夠對一次設備發揮出保護控制的基本功能，將本隔間之內的操作閉鎖完成之后，進行相應的數據采集工作，控制命令和統計運算工作，間隔層具有承上啟下的通信功能，是對過程層和站控層通信功能的連接，它具有對過程層相關設備在線組態、在線維護和參數功能修改等。為了確保網絡通信的及時性和可靠性，必要時可采用雙扣全雙方式進行上下網絡接口的連接。

過程層設備實現了一次設備與二次系統之間的聯系，并向間隔層提供了準確的一次設備數據，完成站控層和間隔層對一次設備的調節和控制等功能，進一步完成一次設備保護、控制、測量及檢測等功能。狀態可視化、信息互動化、控制網絡化等是智能組件的主要特征，智能組件融合了間隔層與過程層的部分功能，兼具計量、測量、保護、控制及檢測的部分或大部分功能。隨著科技的發展，我們將智能組件與一次設備進行有機結合，這種做法推動了高壓設備智能外置組建和內嵌部分，想實現一次設備智能化，必須做好智能組件工作。

3 變電站一次設備智能化

一次設備與二次設備共同組成了變電站設備，一次設備主要有斷路器、變壓器、母線及互感器等幾部分構成，二次設備包括自動化系統、輔助系統，以及智能組件等部分。在一次設備的智能化上能充分體現變電站的智能化，一次設備的智能化是以較為精準的信息接口為基礎，進一步實現信息保護、自動調節和狀態監控等方面應用為一體，做好智能電網中的信息應用，實現對電力系統任務的集中控制工作。

變電站的一次設備智能化，已經擁有了較為完善的自我運行監控調節系統，實現自我調節運行功能，能夠對一次設備實際運行狀態中存在的故障實施有效監控，準確的掌握運行故障的具體源頭與程度，為電氣設備維修人員在檢修工作上提供準確的數據支持。在智能化一次設備上，電網往往具有較大的靈活性，基于此種特性，可以在大規格間隙發電與分布式發電中接入。

在變電站智能一體化信息平臺的建設過程中，智能化一次設備發揮了巨大的作用，智能化一次設備的運用大大的完善了變電站的自我監測系統，提升了變電站的自我監測能力，使變電站的各個單元狀態得以更好的報告與檢測，從而構成一個更加完善的在線監控數據庫。準確掌握設備不同時段內的運行數據，并為電網設備監測管理提供數據，專業系統的數據分析對管理者和使用者決策具有較高的參考價值，更好的實現變電站智能設備的自行監控診斷目標。

智能組件作為一次設備智能化的核心部件，應用上有著嚴格要求：第一，投入使用的智能組件不能影響或改變一次設備的正常運行。第二，智能組件要實施連續自動監測、數據的存儲和處理；發揮智能組件報警和自檢功能，實現智能組件合理監測的靈敏度和抗干擾能力。第三，智能組件能夠提升監測結果的重復性和可靠性、準確度。

智能變電站采用的油色譜主要區分在過熱類型、放電類型、油絕緣紙過熱或油過熱等。局部放電監測主要反映出油中氣體放電和電暈等方面的缺陷，微水監測反映出油受潮的情況。變壓器狀態監測功能已經取得了一定的突破，監測系統已經形成了一個獨立自主的體系，能夠實現對變壓器各個部件的有效監控。電力變電站專家診斷系統是變壓器智能化的核心，但需要積累大量的設備運行數據。要發揮設備的運行特性，進行系統運行問題的診斷研究，實現設備運行狀態的智能化診斷。還要充分考慮傳感器的使用壽命，確保內置傳感器不會對主設備的運行產生不良影響。

通過對智能化設備開關的運用，全面提升了GIS密度微水在線監測系統對氣體密度和實際情況的整體監控，在線監控系統在很大程度上完成了對GIS局部放電的在線監測；以溫度傳感器進行GIS內部溫度數據采集，GIS設備光纖測溫在線監測能夠直觀地反映出GIS內部溫度的升降情況。

在電力系統中，放電檢測是GIS絕緣在線檢測應用中最有效的方法之一，這種檢測方法不僅能夠及時、準確的發現GIS設備在安裝過程中、維修過程中、制造過程中因為雜物、導電微粒而造成的電極刮傷、毛刺等情況，還能夠更加清楚的掌握接地接觸、絕緣內部氣隙存在的缺陷，實現對局部故障定點的多點檢測目的。

電子互感器對被測信號的感應是利用了電測感應原理，采用羅氏線圈原理，實施電容、電阻、電感分壓等方式，在環狀非鐵磁性骨架的空心線圈上纏繞羅氏線圈的目的是為了進一步降低磁滯、磁暴發生的可能性。

4 結語

社會經濟快速發展，加快了時代文明的步伐。先進科學技術手段在電力系統的應用也促進了電力企業一次設備的智能化發展。電力產業的智能化轉變極大地提升了設備的應用性能和工作質量、效率。電力資源是我們生活工作中不可或缺的一部分，充分發揮一次設備智能化作用，提升電力資源的利用率。

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Intelligentdesignofelectricprimaryequipmentanditsdevelopment

WEN Tie-ming, WANG Zhuang, SHEN Xiao-hui

(State Grid Jilin Power Co., Ltd. Changchun Power Supply Company of Shuangyang District, Changchun 130600, China)

In order to give full play to the advantages of intelligent design of power equipment and improve the stability of equipment operation, this paper analyzes and elaborates the composition, definition and characteristics of intelligent substation, enhances the understanding of intelligent design of primary equipment, and promotes the development of intelligent power equipment.

Intelligent design; Primary equipment; Grid structure; Main characteristics

F426.6

B

1674-8646(2017)21-0072-02

2017-09-15

溫鐵明(1982-)，男，助理工程師。