智能变电站一次设备智能化技术探讨

智能变电站设计的探讨【摘要】下文主要结合笔者多年的工作实践经验，解析了智能变电站自动化系统的构架，提出了区别于传统变电站的主要技术，以及这些技术在 220kv 云会变的具体应用。

然后，介绍了 220kv 云会变的主要技术特点。

仅供同行参阅。

【关键词】构架；技术及特点；智能终端；合并单元引言伴随着我国现代化经济与科技的不断发展与进步，我国的电网规模也在逐步的扩大，信息化程度的不断提高，国家电网公司提出了“坚强智能电网”的概念，因此，建立智能化变电站势在必行。

智能变电站以数字化变电站为依托，通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、智能分析软件等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台，实现变电站自动运行控制，设备状态检修、运行状态自适应、分布协调控制、智能分析决策等高级应用功能，提高管理和运行水平。

1、智能变电站自动化系统的构架智能变电站是按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求，通过系统集成优化，实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示，实现运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。

设备间信息传输的方式主要为网络通信方式，取代传统的二次电缆等硬接线。

智能变电站一体化监控系统由站控层、间隔层、过程层设备，以及网络和安全防护设备组成。

设备之间联系均采用iec61850标准协议进行通信。

站控层设备包括括监控主机、数据通信网关机、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师工作站、pmu数据集中器和计划管理终端等；提供站内运行的人机联系界面，实现变电站的监测控制、报警、操作闭锁、记录和自诊断功能、继电保护定值正定、故障分析及变电站远方控制等。

间隔层设备包括继电保护装置、测控装置、故障录波装置、网络记录分析仪及稳控装置等；在站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。

过程层设备包括合并单元、智能终端、智能组件等；完成与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。

变电站一次设备数字化特征和实现摘要：与传统的一次设备相比，数字化的变电站一次设备不仅可以提高自身的可靠性以及安全性，还可以为系统带来更加丰富的数字化信息，有利于智能化电网的建设和发展。

本文首先介绍了几种主要的变电站一次设备，然后分别对变电站一次设备的数字化特征以及变电站一次设备数字化的实现进行了叙述，有利于我们认识到数字化设备的优点，有利于未来数字化技术的发展。

关键词：变电站一次设备数字化在现如今的学术界内，并没有对数字化的变电站一次设备进行严格定义，只是大致将其概述为：信息技术、电力技术以及电子技术相互融合进传统的变电站一次设备中，利用数字化信息进行智能型诊断，具有控制网络化、测量数字化、状态可视化以及信息互动化等特征的高压型设备。

1 变电站一次设备1.1 变压器对于变压器来说，其采用的是电磁感应原理来实现交流电压改变，变压器是变电站中基本设备，主要功能有：电流变换、电压变换、隔离以及稳压等。

1.2 高、低压开关变电站中的高、低压开关主要有断路器以及隔离开关。

其中，断路器还可以分为低压的断路器以及高压的断路器两种类型。

而隔离开关可以在检修设备的过程中起到比较好的隔离功能，从而确保检修员的人身安全。

1.3 电流互感器和电压互感器对于电流互感器来说，其主要作用是将大数值的一次性电流转换成为小数值的二次性电流，进而确保电路安全。

与此同时，与电流互感器工作原理一样，电压互感器可以将一次性电压转换为100v 的或者更低的二次性电压，从而保护了测量电压的一些装置。

2 变电站一次设备的数字化特征2.1 数字化的获取、传输以及使用状态参量对于某些需要进行重点关注的状态信息来说，需要对其进行数字化的采集、传输和使用，同时，建立起较为统一的数据模型以及通信平台，从而对设备状态实行监测与分析，进而为设备的运行、管理、风险预警以及检修等工作提供决策。

变电站一次设备的数字化属于变电站智能化建设的基础与前提。

2.2 信息间的交互以及网络化控制数字化的变电站一次设备拥有数字型接口，不仅能够按照数字方式为设备提供一些状态信息，还可以利用计算机网络技术以数字的方式对其进行控制。

时 ， 出现 缺 码 ， 高 的误 报 率 ， 断 轻 微 故 障 时 不 灵 敏 会 较 判 等一 些 问题 ， 且对 数 据 的分 析 不 深人 。 而
１１ 实现 方 式 ．
微水 诊 断模 型 ， 电模 型 ， 套 管 绝 缘监 测 使 用 的 因赛 特 放 对 诊 断模 型 ， 荷 温 度模 型 ， 度 老 化 模 型 ， 于 Ｏ Ｔ 负 温 对 Ｌ Ｃ监
郭 宁 辉 。 立 军 秦
（ 华北电力大学 电气与电子Ｔ程学 院， 北京 １２０ ） ０２ ６
摘 要： 建设 智 能化 的 变 电站 对 站 内设备 的选 择 、 数据 采 集 、 信等 环 节都 提 出智能 化 的 需求 ， 变电站 监 测 水平 也提 通 对
出了智 能化要 求 ， 高一 次 设备 监 测智 能 化水 平 已迫 在 眉 睫。 文章 结 合具 体 工作 实践 ， 述 了一 次设 备 的 智 能诊 断 实 提 描
测 的 ＩＴ诊 断 模 型 ，针 对 绕 组 振 动 监 测 的 振 动 频谱 诊 断 ２ 专 家诊 断 系统 可 以对 变 电站 在 线 监 测数 据进 行 深 入 模 型 。这些 模 型 可 以组 成 一 套 完 整 的 变压 器 在 线 监 测 系
的分析 ， 以此提高变 电站监测诊断系统 的智能化水平。 专 统 。 ② 通 过 断 路 器 的智 能 数 字 接 口 ，能 够 实 时 的 采 集 高 家系统利用 多方 面的数据可对故障设 备进行故障细分 ， 具体记录的信息包括 ： 相电 结合大量故障案例所积 累的经验及多种智能方法来进行 压断路器的各种运行状态 ， 综合诊断 ， 这样能够使故障诊断效果有较大的提高 。 具体 流 ， 合闸线圈的电流 ， 分闸线 圈的 电流 ， 辅助接点变化 ， 油

• 按信息流和工作流进行工具软件的整体规划
– 考虑配置、调试、运行、检修各环节使用者的不同背景和需求
• 将“虚”的软件联系可视化
– 虚端子应用的必要条件 – 检修和控制的安全性保证
工具软 件
• IEC 61850配置工具
– 装置配置工具：VSCL 61850配置工具 – 系统配置工具：VSYS 61850配置工具
网络保护
网络保护
– 后备保护； – 线路/变压器过负荷减载； – 站间备自投功能； – 小电流接地选线；
计量：“瓶颈”在于校验方案和规程 • 国电南自DTAD 6268系列智能变电站电能表
– – – – – – – 具有IEEE 1588对时功能的电能表设计。 IEC 61850-9-2标准采样值网络传输的自适应接收。 采用DL/T 645-2007的多功能电能表通信规约开发实现。 基于IEC 61850的电能量数据模型实现、支持MMS。 智能电能表在线校验方2s级的有功和无功电能算法实现及安全存储。
• 交换机
数字化变电站网络结构 I
变电站层设备 站控间隔层网络 间隔层设备
变电站层设备
100M/10M交换 以太网
间隔层设备 间隔1
间隔层设备 间隔2
...
间隔层设备 间隔N
母差等跨间隔的 间隔层设备
过程层网络
100M交换 以太网
100M交换 以太网
100M交换 以太网
100M交换 以太网 各种连线颜色示例 ： 蓝色线：双绞线以太网
采样值、 分别组网 采样值、GOOSE GOOSE分别组网：唐山郭家屯
采样值、 共网 采样值、GOOSE GOOSE共网：桂林 500kV动模
网络保护 网络保护
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