温铁明，王 壮，申晓慧

(国网吉林省电力有限公司长春市双阳区供电公司，长春 130600)

电力一次设备的智能化设计及发展探析

温铁明，王 壮，申晓慧

(国网吉林省电力有限公司长春市双阳区供电公司，长春 130600)

为了充分发挥电力设备智能化设计的优势，提高设备运行的稳定性，从智能变电站的组成、定义、特性进行分析论述，增进对一次设备智能化设计的了解，推动电力智能化设备的发展。

智能化设计；一次设备；电网结构；主要特性

智能变电站是具有环保、先进、稳固、集成、节能等高级应用功能的现代变电站，智能变电站作用的发挥有利于提升电力生产和使用效率。以智能变电站基本定义和主要特性为切入点，切实做好电力智能化设备应用，深入挖掘能力优势。

1 智能变电站基本定义和特性

现代智能变电站具备先进、节能、环保、稳固等特点，它具有高级应用功能，充分利用了网络信息平台，进行数据收集、输送和维护检测，等等，网络技术的应用还结合实际需求，实现电网智能化调节、在线分析决策、实时自控等高难度的应用。

智能变电站的重要特性表现在以下几个方面：一次设备智能化、信息交互准确化、系统高度集成化、分析决策在线化、保护控制协同化。性能较为完善的变电站设备为变电运行创造了坚实的基础，正因如此，综合分析与自动协同控制能力已经成为变电站智能化最为重要的标志之一，也是数字化信息设备不断发展的成果，智能化实现了设备功能的集成，增加了设备应用性能。

2 智能变电站的结构

智能变电站设备主要由过程层、站控层、间隔层构成，过程层主要用于实时检测电力的电气量，对操作控制进行驱动与执行，检测电力设备的实际运行状态参数；站控层的任务是利用网络的汇总功能，对全站实施数据信息的监控，刷新数据库，登陆历史数据库，并且按照历史数据库的登陆记录输送数据，确保控制中心或调度中心数据的及时性和准确性；间隔层是对被隔间过程层中的实时数据信息进行的汇总，能够对一次设备发挥出保护控制的基本功能，将本隔间之内的操作闭锁完成之后，进行相应的数据采集工作，控制命令和统计运算工作，间隔层具有承上启下的通信功能，是对过程层和站控层通信功能的连接，它具有对过程层相关设备在线组态、在线维护和参数功能修改等。为了确保网络通信的及时性和可靠性，必要时可采用双扣全双方式进行上下网络接口的连接。

过程层设备实现了一次设备与二次系统之间的联系，并向间隔层提供了准确的一次设备数据，完成站控层和间隔层对一次设备的调节和控制等功能，进一步完成一次设备保护、控制、测量及检测等功能。状态可视化、信息互动化、控制网络化等是智能组件的主要特征，智能组件融合了间隔层与过程层的部分功能，兼具计量、测量、保护、控制及检测的部分或大部分功能。随着科技的发展，我们将智能组件与一次设备进行有机结合，这种做法推动了高压设备智能外置组建和内嵌部分，想实现一次设备智能化，必须做好智能组件工作。

3 变电站一次设备智能化

一次设备与二次设备共同组成了变电站设备，一次设备主要有断路器、变压器、母线及互感器等几部分构成，二次设备包括自动化系统、辅助系统，以及智能组件等部分。在一次设备的智能化上能充分体现变电站的智能化，一次设备的智能化是以较为精准的信息接口为基础，进一步实现信息保护、自动调节和状态监控等方面应用为一体，做好智能电网中的信息应用，实现对电力系统任务的集中控制工作。

变电站的一次设备智能化，已经拥有了较为完善的自我运行监控调节系统，实现自我调节运行功能，能够对一次设备实际运行状态中存在的故障实施有效监控，准确的掌握运行故障的具体源头与程度，为电气设备维修人员在检修工作上提供准确的数据支持。在智能化一次设备上，电网往往具有较大的灵活性，基于此种特性，可以在大规格间隙发电与分布式发电中接入。

在变电站智能一体化信息平台的建设过程中，智能化一次设备发挥了巨大的作用，智能化一次设备的运用大大的完善了变电站的自我监测系统，提升了变电站的自我监测能力，使变电站的各个单元状态得以更好的报告与检测，从而构成一个更加完善的在线监控数据库。准确掌握设备不同时段内的运行数据，并为电网设备监测管理提供数据，专业系统的数据分析对管理者和使用者决策具有较高的参考价值，更好的实现变电站智能设备的自行监控诊断目标。

智能组件作为一次设备智能化的核心部件，应用上有着严格要求：第一，投入使用的智能组件不能影响或改变一次设备的正常运行。第二，智能组件要实施连续自动监测、数据的存储和处理；发挥智能组件报警和自检功能，实现智能组件合理监测的灵敏度和抗干扰能力。第三，智能组件能够提升监测结果的重复性和可靠性、准确度。

智能变电站采用的油色谱主要区分在过热类型、放电类型、油绝缘纸过热或油过热等。局部放电监测主要反映出油中气体放电和电晕等方面的缺陷，微水监测反映出油受潮的情况。变压器状态监测功能已经取得了一定的突破，监测系统已经形成了一个独立自主的体系，能够实现对变压器各个部件的有效监控。电力变电站专家诊断系统是变压器智能化的核心，但需要积累大量的设备运行数据。要发挥设备的运行特性，进行系统运行问题的诊断研究，实现设备运行状态的智能化诊断。还要充分考虑传感器的使用寿命，确保内置传感器不会对主设备的运行产生不良影响。

通过对智能化设备开关的运用，全面提升了GIS密度微水在线监测系统对气体密度和实际情况的整体监控，在线监控系统在很大程度上完成了对GIS局部放电的在线监测；以温度传感器进行GIS内部温度数据采集，GIS设备光纤测温在线监测能够直观地反映出GIS内部温度的升降情况。

在电力系统中，放电检测是GIS绝缘在线检测应用中最有效的方法之一，这种检测方法不仅能够及时、准确的发现GIS设备在安装过程中、维修过程中、制造过程中因为杂物、导电微粒而造成的电极刮伤、毛刺等情况，还能够更加清楚的掌握接地接触、绝缘内部气隙存在的缺陷，实现对局部故障定点的多点检测目的。

电子互感器对被测信号的感应是利用了电测感应原理，采用罗氏线圈原理，实施电容、电阻、电感分压等方式，在环状非铁磁性骨架的空心线圈上缠绕罗氏线圈的目的是为了进一步降低磁滞、磁暴发生的可能性。

4 结语

社会经济快速发展，加快了时代文明的步伐。先进科学技术手段在电力系统的应用也促进了电力企业一次设备的智能化发展。电力产业的智能化转变极大地提升了设备的应用性能和工作质量、效率。电力资源是我们生活工作中不可或缺的一部分，充分发挥一次设备智能化作用，提升电力资源的利用率。

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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

温铁明(1982-)，男，助理工程师。