智能變電站及技術特點研究

崔敏霞

摘 要：智能變電站作為智能電網的重要組成部分，其肩負著變電設備狀態(tài)監(jiān)測、電網運行數據信息采集、智能調節(jié)等任務。智能變電站為整個電網的安全、穩(wěn)定、可靠、經濟運行提供了強有力的技術支撐，它的地位和作用不言而喻。為此，應當重點加大智能變電站及其技術的研究，從而使其能夠更好地為智能電網發(fā)展服務。基于此點，該文從電子式互感器技術、在線監(jiān)測與智能診斷技術以及在線五防技術這三個方面對智能變電站及技術特點進行了論述。期望通過本文的研究能夠對提高智能變電站的運行穩(wěn)定性有所幫助。

關鍵詞：智能變電站 技術 穩(wěn)定性

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0007-01

我國現行的GB/T 30155-2013中對智能變電站進行了如下定義：以信息數字化、通信網絡化為基本要求，以智能設備為主要組成部分，能夠實現信息采集、測量、監(jiān)測、保護、控制等功能，且具備在線分析決策與智能調節(jié)的變電站統(tǒng)稱為智能變電站，其最為顯著的特征是集成一體化、信息標準化。近年來隨著我國電網規(guī)模的不斷擴大，進一步推動了智能變電站的發(fā)展。為此，加大與之相關技術的研究力度尤為必要。下面該文重點對智能變電站中的智能化技術及應用進行論述。

1 電子式互感器技術

1.1 技術優(yōu)勢

與常規(guī)互感器相比，電子式互感器具有如下技術優(yōu)勢：體積更小、質量更輕；絕緣性能優(yōu)良、造價低；因構造中無鐵芯，從而消除了鐵磁諧振問題；抗電磁干擾能力強；動態(tài)范圍大、測量精度更高，過電流范圍最高能夠達到上萬安培；無易燃易爆等安全隱患；能夠與計算機進行連接，符合智能化要求。

1.2 種類

根據使用場合的不同，可將電子式互感器劃分為以下幾種：有源式、無源式、直流用電子式互感器、GIS和AIS結構的電子互感器。其中有源和無源在智能變電站中的應用較多。

1.3 配置

智能變電站中應用的電子式互感器由以下兩個部分組成，即傳感模塊、合并單元，前者的安裝位置在高壓一次側，主要負責一次側電壓電流的采集與調整和數字信號轉換；后者常被安裝在二次側，負責信號的同步合并處理。在電子式互感器應用的過程中，配置原則尤為重要，這是確保系統(tǒng)故障時不會引起保護誤動和拒動的關鍵。傳感模塊中的電流應當進行冗余采樣，合并單元則需要進行冗余配置，并與傳感模塊相連。

2 在線監(jiān)測與智能診斷技術

2.1 技術特點

對于智能變電站中的一次設備而言，其絕緣的劣化以及缺陷的發(fā)展都需要一個過程，在前期時，設備的電氣量和非電氣量會出現漸進變化的征兆，通過對這種變化趨勢的分析，便可預測出設備剩余的使用壽命及其運行可靠性，由此能夠為設備狀態(tài)檢修提供參考依據。在線監(jiān)測與智能診斷的技術特點如圖1所示。

2.2 常規(guī)應用

（1）在變壓器中的應用。變壓器是智能變電站的重要組成部分之一，它的運行穩(wěn)定與否關系重大。通過對變壓器主要部件的故障統(tǒng)計結果可知，套管、繞組和OLTC的故障發(fā)生幾率較高。想要有效杜絕變壓器故障，就必須對OLTC故障、套管絕緣、變壓器負荷及其運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測。具體監(jiān)測項目如下：油中氣體監(jiān)測、局部放電監(jiān)測、絕緣套管監(jiān)測、負荷溫度監(jiān)測、OLTC監(jiān)測、繞組振動監(jiān)測、運行狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)境及溫濕度監(jiān)測等等。

（2）在開關設備中的應用。按照有關規(guī)定要求，應對智能變電站中的GIS及SF6斷路器進行在線狀態(tài)監(jiān)測，具體監(jiān)測內容如表1所示。

（3）在避雷器中的應用。目前，智能變電站中的避雷器在線監(jiān)測技術比較成熟，基本能夠實現對220 kV和110 kV避雷器的在線監(jiān)測；常用的方法有兩種：一種是全電流監(jiān)測，另一種是阻性電流監(jiān)測。具體應用時，只需要將監(jiān)測儀安裝在避雷器上即可，利用監(jiān)測儀完成數據采集，并將信息傳送給在線監(jiān)測系統(tǒng)的進行分析。

2.3 高級應用

隨著智能診斷技術的不斷完善，相繼出現了多種高級應用功能，從而使得故障診斷的智能化水平顯著提升。其中設備管理是高級應用中較具代表性的一種，也是構建智能診斷系統(tǒng)的主要目的之一，具體包括以下信息的記錄與采集：變電設備的技術參數、設備記錄、實時檢測數據等等。根據在線診斷和評價結果，并結合上述記錄，便可建立起設備的健康檔案，由此能夠實現對設備信息的全面管理。

3 在線五防技術

對于智能變電站中的設備而言，當運行方式改變或是需要進行維護檢修時，便需要對相關設備進行一系列操作。為了防止誤操作情況的發(fā)生，應當制定防誤閉鎖操作規(guī)程。現階段，大部分智能變電站中應用的都是微機防誤閉鎖系統(tǒng)，而該系統(tǒng)為離線式，防誤主機無法實現實時操作，閉鎖邏輯也只能在事前做出判斷，卻不能反映出現場的變化情況。不僅如此，該系統(tǒng)的附屬配件相對較多，安裝也十分復雜，從而增大了運維工作量。而新的在線五防系統(tǒng)卻能夠有效解決上述問題。

在線五防系統(tǒng)將后臺五防裝置與前端的測控裝置緊密聯系在一起，通過斷路器、隔離開關及鎖具等設備的反饋接點信號，后臺能夠對全站進行邏輯閉鎖。而位于間隔層的測控裝置則能實現本間隔的五防邏輯閉鎖，再通過對后臺和本裝置閉鎖信號的判斷，便可實現在線式的五防閉鎖功能。此外，借助網絡技術，還能夠實現調度端的五防閉鎖，這為智能變電站的安全、穩(wěn)定、可靠運行提供了堅實保障。

4 結語

總而言之，智能變電站作為智能電網的核心部分，其現已成為電力系統(tǒng)發(fā)展的關鍵之所在，也是變電站未來發(fā)展的主流趨勢。在這一背景下，加大對智能變電站相關技術的研究力度非常必要，通過各種技術的應用，能夠有效降低智能變電站運行中各類事故的發(fā)生幾率，有助于變電效率的提高。

參考文獻

[1] 李瑞生.智能變電站功能架構及設計原則[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2010（11）：37-39.

[2] 魏勇.智能變電站過程層網絡采用EPON技術實用性研究[J].電氣技術，2011（10）：16-18.

[3] 韓琪.數字化變電站應用及智能變電站發(fā)展趨勢研究[D].濟南：山東大學，2011.endprint

摘 要：智能變電站作為智能電網的重要組成部分，其肩負著變電設備狀態(tài)監(jiān)測、電網運行數據信息采集、智能調節(jié)等任務。智能變電站為整個電網的安全、穩(wěn)定、可靠、經濟運行提供了強有力的技術支撐，它的地位和作用不言而喻。為此，應當重點加大智能變電站及其技術的研究，從而使其能夠更好地為智能電網發(fā)展服務。基于此點，該文從電子式互感器技術、在線監(jiān)測與智能診斷技術以及在線五防技術這三個方面對智能變電站及技術特點進行了論述。期望通過本文的研究能夠對提高智能變電站的運行穩(wěn)定性有所幫助。

關鍵詞：智能變電站 技術 穩(wěn)定性

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0007-01

我國現行的GB/T 30155-2013中對智能變電站進行了如下定義：以信息數字化、通信網絡化為基本要求，以智能設備為主要組成部分，能夠實現信息采集、測量、監(jiān)測、保護、控制等功能，且具備在線分析決策與智能調節(jié)的變電站統(tǒng)稱為智能變電站，其最為顯著的特征是集成一體化、信息標準化。近年來隨著我國電網規(guī)模的不斷擴大，進一步推動了智能變電站的發(fā)展。為此，加大與之相關技術的研究力度尤為必要。下面該文重點對智能變電站中的智能化技術及應用進行論述。

1 電子式互感器技術

1.1 技術優(yōu)勢

與常規(guī)互感器相比，電子式互感器具有如下技術優(yōu)勢：體積更小、質量更輕；絕緣性能優(yōu)良、造價低；因構造中無鐵芯，從而消除了鐵磁諧振問題；抗電磁干擾能力強；動態(tài)范圍大、測量精度更高，過電流范圍最高能夠達到上萬安培；無易燃易爆等安全隱患；能夠與計算機進行連接，符合智能化要求。

1.2 種類

根據使用場合的不同，可將電子式互感器劃分為以下幾種：有源式、無源式、直流用電子式互感器、GIS和AIS結構的電子互感器。其中有源和無源在智能變電站中的應用較多。

1.3 配置

智能變電站中應用的電子式互感器由以下兩個部分組成，即傳感模塊、合并單元，前者的安裝位置在高壓一次側，主要負責一次側電壓電流的采集與調整和數字信號轉換；后者常被安裝在二次側，負責信號的同步合并處理。在電子式互感器應用的過程中，配置原則尤為重要，這是確保系統(tǒng)故障時不會引起保護誤動和拒動的關鍵。傳感模塊中的電流應當進行冗余采樣，合并單元則需要進行冗余配置，并與傳感模塊相連。

2 在線監(jiān)測與智能診斷技術

2.1 技術特點

對于智能變電站中的一次設備而言，其絕緣的劣化以及缺陷的發(fā)展都需要一個過程，在前期時，設備的電氣量和非電氣量會出現漸進變化的征兆，通過對這種變化趨勢的分析，便可預測出設備剩余的使用壽命及其運行可靠性，由此能夠為設備狀態(tài)檢修提供參考依據。在線監(jiān)測與智能診斷的技術特點如圖1所示。

2.2 常規(guī)應用

（1）在變壓器中的應用。變壓器是智能變電站的重要組成部分之一，它的運行穩(wěn)定與否關系重大。通過對變壓器主要部件的故障統(tǒng)計結果可知，套管、繞組和OLTC的故障發(fā)生幾率較高。想要有效杜絕變壓器故障，就必須對OLTC故障、套管絕緣、變壓器負荷及其運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測。具體監(jiān)測項目如下：油中氣體監(jiān)測、局部放電監(jiān)測、絕緣套管監(jiān)測、負荷溫度監(jiān)測、OLTC監(jiān)測、繞組振動監(jiān)測、運行狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)境及溫濕度監(jiān)測等等。

（2）在開關設備中的應用。按照有關規(guī)定要求，應對智能變電站中的GIS及SF6斷路器進行在線狀態(tài)監(jiān)測，具體監(jiān)測內容如表1所示。

（3）在避雷器中的應用。目前，智能變電站中的避雷器在線監(jiān)測技術比較成熟，基本能夠實現對220 kV和110 kV避雷器的在線監(jiān)測；常用的方法有兩種：一種是全電流監(jiān)測，另一種是阻性電流監(jiān)測。具體應用時，只需要將監(jiān)測儀安裝在避雷器上即可，利用監(jiān)測儀完成數據采集，并將信息傳送給在線監(jiān)測系統(tǒng)的進行分析。

2.3 高級應用

隨著智能診斷技術的不斷完善，相繼出現了多種高級應用功能，從而使得故障診斷的智能化水平顯著提升。其中設備管理是高級應用中較具代表性的一種，也是構建智能診斷系統(tǒng)的主要目的之一，具體包括以下信息的記錄與采集：變電設備的技術參數、設備記錄、實時檢測數據等等。根據在線診斷和評價結果，并結合上述記錄，便可建立起設備的健康檔案，由此能夠實現對設備信息的全面管理。

3 在線五防技術

對于智能變電站中的設備而言，當運行方式改變或是需要進行維護檢修時，便需要對相關設備進行一系列操作。為了防止誤操作情況的發(fā)生，應當制定防誤閉鎖操作規(guī)程。現階段，大部分智能變電站中應用的都是微機防誤閉鎖系統(tǒng)，而該系統(tǒng)為離線式，防誤主機無法實現實時操作，閉鎖邏輯也只能在事前做出判斷，卻不能反映出現場的變化情況。不僅如此，該系統(tǒng)的附屬配件相對較多，安裝也十分復雜，從而增大了運維工作量。而新的在線五防系統(tǒng)卻能夠有效解決上述問題。

在線五防系統(tǒng)將后臺五防裝置與前端的測控裝置緊密聯系在一起，通過斷路器、隔離開關及鎖具等設備的反饋接點信號，后臺能夠對全站進行邏輯閉鎖。而位于間隔層的測控裝置則能實現本間隔的五防邏輯閉鎖，再通過對后臺和本裝置閉鎖信號的判斷，便可實現在線式的五防閉鎖功能。此外，借助網絡技術，還能夠實現調度端的五防閉鎖，這為智能變電站的安全、穩(wěn)定、可靠運行提供了堅實保障。

4 結語

總而言之，智能變電站作為智能電網的核心部分，其現已成為電力系統(tǒng)發(fā)展的關鍵之所在，也是變電站未來發(fā)展的主流趨勢。在這一背景下，加大對智能變電站相關技術的研究力度非常必要，通過各種技術的應用，能夠有效降低智能變電站運行中各類事故的發(fā)生幾率，有助于變電效率的提高。

參考文獻

[1] 李瑞生.智能變電站功能架構及設計原則[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2010（11）：37-39.

[2] 魏勇.智能變電站過程層網絡采用EPON技術實用性研究[J].電氣技術，2011（10）：16-18.

[3] 韓琪.數字化變電站應用及智能變電站發(fā)展趨勢研究[D].濟南：山東大學，2011.endprint

摘 要：智能變電站作為智能電網的重要組成部分，其肩負著變電設備狀態(tài)監(jiān)測、電網運行數據信息采集、智能調節(jié)等任務。智能變電站為整個電網的安全、穩(wěn)定、可靠、經濟運行提供了強有力的技術支撐，它的地位和作用不言而喻。為此，應當重點加大智能變電站及其技術的研究，從而使其能夠更好地為智能電網發(fā)展服務。基于此點，該文從電子式互感器技術、在線監(jiān)測與智能診斷技術以及在線五防技術這三個方面對智能變電站及技術特點進行了論述。期望通過本文的研究能夠對提高智能變電站的運行穩(wěn)定性有所幫助。

關鍵詞：智能變電站 技術 穩(wěn)定性

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0007-01

我國現行的GB/T 30155-2013中對智能變電站進行了如下定義：以信息數字化、通信網絡化為基本要求，以智能設備為主要組成部分，能夠實現信息采集、測量、監(jiān)測、保護、控制等功能，且具備在線分析決策與智能調節(jié)的變電站統(tǒng)稱為智能變電站，其最為顯著的特征是集成一體化、信息標準化。近年來隨著我國電網規(guī)模的不斷擴大，進一步推動了智能變電站的發(fā)展。為此，加大與之相關技術的研究力度尤為必要。下面該文重點對智能變電站中的智能化技術及應用進行論述。

1 電子式互感器技術

1.1 技術優(yōu)勢

與常規(guī)互感器相比，電子式互感器具有如下技術優(yōu)勢：體積更小、質量更輕；絕緣性能優(yōu)良、造價低；因構造中無鐵芯，從而消除了鐵磁諧振問題；抗電磁干擾能力強；動態(tài)范圍大、測量精度更高，過電流范圍最高能夠達到上萬安培；無易燃易爆等安全隱患；能夠與計算機進行連接，符合智能化要求。

1.2 種類

根據使用場合的不同，可將電子式互感器劃分為以下幾種：有源式、無源式、直流用電子式互感器、GIS和AIS結構的電子互感器。其中有源和無源在智能變電站中的應用較多。

1.3 配置

智能變電站中應用的電子式互感器由以下兩個部分組成，即傳感模塊、合并單元，前者的安裝位置在高壓一次側，主要負責一次側電壓電流的采集與調整和數字信號轉換；后者常被安裝在二次側，負責信號的同步合并處理。在電子式互感器應用的過程中，配置原則尤為重要，這是確保系統(tǒng)故障時不會引起保護誤動和拒動的關鍵。傳感模塊中的電流應當進行冗余采樣，合并單元則需要進行冗余配置，并與傳感模塊相連。

2 在線監(jiān)測與智能診斷技術

2.1 技術特點

對于智能變電站中的一次設備而言，其絕緣的劣化以及缺陷的發(fā)展都需要一個過程，在前期時，設備的電氣量和非電氣量會出現漸進變化的征兆，通過對這種變化趨勢的分析，便可預測出設備剩余的使用壽命及其運行可靠性，由此能夠為設備狀態(tài)檢修提供參考依據。在線監(jiān)測與智能診斷的技術特點如圖1所示。

2.2 常規(guī)應用

（1）在變壓器中的應用。變壓器是智能變電站的重要組成部分之一，它的運行穩(wěn)定與否關系重大。通過對變壓器主要部件的故障統(tǒng)計結果可知，套管、繞組和OLTC的故障發(fā)生幾率較高。想要有效杜絕變壓器故障，就必須對OLTC故障、套管絕緣、變壓器負荷及其運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測。具體監(jiān)測項目如下：油中氣體監(jiān)測、局部放電監(jiān)測、絕緣套管監(jiān)測、負荷溫度監(jiān)測、OLTC監(jiān)測、繞組振動監(jiān)測、運行狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)境及溫濕度監(jiān)測等等。

（2）在開關設備中的應用。按照有關規(guī)定要求，應對智能變電站中的GIS及SF6斷路器進行在線狀態(tài)監(jiān)測，具體監(jiān)測內容如表1所示。

（3）在避雷器中的應用。目前，智能變電站中的避雷器在線監(jiān)測技術比較成熟，基本能夠實現對220 kV和110 kV避雷器的在線監(jiān)測；常用的方法有兩種：一種是全電流監(jiān)測，另一種是阻性電流監(jiān)測。具體應用時，只需要將監(jiān)測儀安裝在避雷器上即可，利用監(jiān)測儀完成數據采集，并將信息傳送給在線監(jiān)測系統(tǒng)的進行分析。

2.3 高級應用

隨著智能診斷技術的不斷完善，相繼出現了多種高級應用功能，從而使得故障診斷的智能化水平顯著提升。其中設備管理是高級應用中較具代表性的一種，也是構建智能診斷系統(tǒng)的主要目的之一，具體包括以下信息的記錄與采集：變電設備的技術參數、設備記錄、實時檢測數據等等。根據在線診斷和評價結果，并結合上述記錄，便可建立起設備的健康檔案，由此能夠實現對設備信息的全面管理。

3 在線五防技術

對于智能變電站中的設備而言，當運行方式改變或是需要進行維護檢修時，便需要對相關設備進行一系列操作。為了防止誤操作情況的發(fā)生，應當制定防誤閉鎖操作規(guī)程。現階段，大部分智能變電站中應用的都是微機防誤閉鎖系統(tǒng)，而該系統(tǒng)為離線式，防誤主機無法實現實時操作，閉鎖邏輯也只能在事前做出判斷，卻不能反映出現場的變化情況。不僅如此，該系統(tǒng)的附屬配件相對較多，安裝也十分復雜，從而增大了運維工作量。而新的在線五防系統(tǒng)卻能夠有效解決上述問題。

在線五防系統(tǒng)將后臺五防裝置與前端的測控裝置緊密聯系在一起，通過斷路器、隔離開關及鎖具等設備的反饋接點信號，后臺能夠對全站進行邏輯閉鎖。而位于間隔層的測控裝置則能實現本間隔的五防邏輯閉鎖，再通過對后臺和本裝置閉鎖信號的判斷，便可實現在線式的五防閉鎖功能。此外，借助網絡技術，還能夠實現調度端的五防閉鎖，這為智能變電站的安全、穩(wěn)定、可靠運行提供了堅實保障。

4 結語

總而言之，智能變電站作為智能電網的核心部分，其現已成為電力系統(tǒng)發(fā)展的關鍵之所在，也是變電站未來發(fā)展的主流趨勢。在這一背景下，加大對智能變電站相關技術的研究力度非常必要，通過各種技術的應用，能夠有效降低智能變電站運行中各類事故的發(fā)生幾率，有助于變電效率的提高。

參考文獻

[1] 李瑞生.智能變電站功能架構及設計原則[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2010（11）：37-39.

[2] 魏勇.智能變電站過程層網絡采用EPON技術實用性研究[J].電氣技術，2011（10）：16-18.

[3] 韓琪.數字化變電站應用及智能變電站發(fā)展趨勢研究[D].濟南：山東大學，2011.endprint