對(duì)智能變電站一次設(shè)備智能化的探究

國電南京自動(dòng)化股份有限公司 211100

摘要：作為組成智能電網(wǎng)的一部分，智能變電站相當(dāng)重要。一次設(shè)備是否智能化是智能變電站與其他的變電站的最顯著區(qū)別。本文主要就智能變電站的三方面進(jìn)行了介紹：第一是概念，第二是構(gòu)造，第三是特點(diǎn)。并且討論了有關(guān)一次設(shè)備智能的問題，還就一次設(shè)備在智能變電站及其他變電站中的差別做了討論。

關(guān)鍵字：智能變電站；一次設(shè)備；智能化

想穩(wěn)定并且安全的運(yùn)作電網(wǎng)是個(gè)系統(tǒng)的工程，不是簡(jiǎn)單的讓變電站智能化就可以的。這里面多方面的條件，比如一方面要保證可靠的解放方案，另一方要合理系統(tǒng)的網(wǎng)架，再一方面要保證合適的運(yùn)作方式。智能化不是讓電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)作的目的，而是一種調(diào)節(jié)的手段，這在建造進(jìn)程中是要明確的，不可以降低經(jīng)濟(jì)和安全特性。

一、智能變電站的概念

智能變電站使用的設(shè)備有這么幾個(gè)特性，首先是先進(jìn)和節(jié)能，而且運(yùn)行起來很可靠，同時(shí)高度集成。智能變電站可以以自動(dòng)的形式完成要求的檢測(cè)和控制等眾多基本功能，通知還可以依據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，這一切都是基于一個(gè)高速的通訊網(wǎng)絡(luò)。

二、智能變電站的特點(diǎn)

只能變電站有這么幾個(gè)特點(diǎn)：第一是有智能化的一次設(shè)備。第二是有標(biāo)準(zhǔn)化的信息交換。第三是系統(tǒng)集成達(dá)到了比較高的程度。第四是高度自動(dòng)化得控制運(yùn)行。第五是有協(xié)同化的機(jī)制進(jìn)行保護(hù)。第六是可以進(jìn)行在線決策。其中智能變電站的關(guān)鍵是自動(dòng)化的分析協(xié)調(diào)控制，并以可靠度高為基礎(chǔ)，向著高集成度和數(shù)字化發(fā)展。

三、智能一次設(shè)備在智能電網(wǎng)中的作用

第一個(gè)作用是可以以互動(dòng)的方式管理設(shè)備，對(duì)當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)以及潛在的問題都有一個(gè)很好的掌握，也利于電網(wǎng)穩(wěn)定，同時(shí)可以使整體的運(yùn)行成本下降。第二個(gè)作用是可以以互動(dòng)的方式管理調(diào)度系統(tǒng)，這樣調(diào)度系統(tǒng)的決策維度也會(huì)更多，因?yàn)樵O(shè)備狀態(tài)變得更清晰，同時(shí)還可以預(yù)測(cè)設(shè)備的故障信息。第三個(gè)作用是提供了一些高級(jí)的智能應(yīng)用，比如使系統(tǒng)更加智能化，并且更注意電網(wǎng)整體的可靠，從整體的角度來進(jìn)行電網(wǎng)的壽命預(yù)測(cè)及管理。

四、智能變電站的構(gòu)造

智能變電站的設(shè)備可以分為三層，第一層是過程層，主要進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)和電氣量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且執(zhí)行一些控制操作。第二層是間隔層，主要進(jìn)行如下功能，比如對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行保護(hù)；控制操作同期；對(duì)本層的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；在控制信息收集和運(yùn)算以及命令處理上具有較高的優(yōu)先級(jí)；幫助站控層和過程層傳遞信息。第三層是站控層，主要進(jìn)行收集全站信息的功能，通過高速的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)不斷的刷新數(shù)據(jù)；把相關(guān)數(shù)據(jù)根據(jù)規(guī)則分發(fā)給調(diào)度中心，同時(shí)接收其傳回的命定并進(jìn)一步發(fā)送給間隔層和過程層；配備可以操作全站的可以在線編程的閉鎖控制系統(tǒng)；可以對(duì)站內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控；也可以執(zhí)行人機(jī)間的聯(lián)系。二次系統(tǒng)和一次設(shè)備間的橋梁就是過程層中的設(shè)備。至于一次設(shè)備的監(jiān)控則由間隔層中的設(shè)備完成。智能一次設(shè)備是由高壓一次設(shè)備組合智能器件而制成的，組合方式既可以是完全的外置智能器件，也可以是同時(shí)內(nèi)嵌和外置智能器件。一次設(shè)備智能化的主要方式就是組合智能器件。

五、變電站一次設(shè)備的智能化

變電站中的設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備，一次設(shè)備有變壓器和互感器等，而二次設(shè)備有智能組件和自動(dòng)化系統(tǒng)等。

變電站是否智能的重要標(biāo)志就是一次設(shè)備是不是智能。而智能化的一次設(shè)備要做到接口標(biāo)準(zhǔn)化的信息通信和狀態(tài)監(jiān)控及設(shè)備保護(hù)。智能化一次設(shè)備可以科學(xué)有效的判斷運(yùn)行狀態(tài)，提供故障預(yù)測(cè)，并且提供輔助決策信息，當(dāng)設(shè)備有問題的時(shí)候不僅能分析原因，還能分析問題部位及程度，能做到這些是因?yàn)槠錂z測(cè)手段很先進(jìn)，而且評(píng)價(jià)系統(tǒng)也很科學(xué)可靠。

一體化信息平臺(tái)可以接收智能一次設(shè)備發(fā)送過來的狀態(tài)信息，通過監(jiān)測(cè)那些比較重要的一次設(shè)備的狀態(tài)信息，可以組成一個(gè)變電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以很好的支撐電網(wǎng)的設(shè)備管理。同時(shí)配備的專家系統(tǒng)可以對(duì)接收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析決策，智能設(shè)備可以以此具備自我診斷的能力。

一次設(shè)備智能化的最重要部分就是智能組件，因此對(duì)于智能組件也有一些特殊要求：

第一點(diǎn)就是一次設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)不能被智能組件所影響。第二點(diǎn)是智能組件的檢測(cè)和處理等活動(dòng)應(yīng)該是自動(dòng)并且連續(xù)穩(wěn)定的。第三點(diǎn)是智能組件應(yīng)該可以進(jìn)行一定的自我檢測(cè)，并且能夠報(bào)警。第四點(diǎn)是智能組件的檢測(cè)靈敏度應(yīng)該在合適的程度，并且抵抗外界干擾的能力要強(qiáng)。第五點(diǎn)是智能組件的檢測(cè)數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確可靠并且具有重復(fù)性。第六點(diǎn)是智能組件應(yīng)該能夠用一個(gè)狀態(tài)來對(duì)檢測(cè)的靈敏度進(jìn)行標(biāo)定。

（1）主變壓器智能化。包括三個(gè)主要的在線檢測(cè)單元，第一是油里溶解的氣體，第二是油中含有的少量水分，第三是套管是否絕緣。是否為過熱或者放電類型，可以用油色譜進(jìn)行區(qū)分。油的受潮程度可以經(jīng)由對(duì)微水的檢測(cè)來體現(xiàn)。油中氣體是否放電以及是否具有電暈現(xiàn)象等缺陷，可以通過對(duì)局部進(jìn)行放電檢測(cè)來得知。總的來說，在變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面，已經(jīng)把各個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)組合成了一個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)其重要部件進(jìn)行完全的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這是一個(gè)相當(dāng)大的突破。不過專家診斷系統(tǒng)，作為智能變壓器的最重要系統(tǒng)，還有待更加的智能化，因?yàn)榉e累的數(shù)據(jù)量還不夠大，同時(shí)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)特征也還有待繼續(xù)挖掘，診斷方法也有待進(jìn)一步研究下去，同時(shí)分析系統(tǒng)也還可以繼續(xù)開發(fā)完善。

（2）避雷器設(shè)備智能化。避雷器的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要檢測(cè)如下三個(gè)方面：第一是全電流的檢測(cè)，第二是計(jì)數(shù)器次數(shù)的檢測(cè)，第三是泄露電流值的檢測(cè)。

（3）電容性設(shè)備智能化。為了了解電容設(shè)備的絕緣性，主要進(jìn)行了三方面的檢測(cè)，第一是電容量的檢測(cè)，第二是介質(zhì)損耗因數(shù)的檢測(cè)，第三是三相不平衡電流的檢測(cè)。

（4）電纜。為了了解電纜的絕緣性，主要檢測(cè)三個(gè)參量，第一是局部放電，第二是直流分量，第三是介質(zhì)損耗因數(shù)。

（5）電子式互感器。變電站數(shù)字化的主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備之一就是電子式互感器。主要作用在于是繼電保護(hù)更可靠，同時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)狀況。要想使系統(tǒng)的整體控制水平提升，就要精準(zhǔn)的測(cè)量出動(dòng)態(tài)的電壓和電流。

六、智能變電站與數(shù)字化變電站及傳統(tǒng)變電站在一次設(shè)備上的主要區(qū)別

（1）在一次設(shè)備上，智能變電站與其他變電站的主要區(qū)別如下：第一是一次主設(shè)備的狀態(tài)是可視的，是處于實(shí)時(shí)檢測(cè)中的。第二是為了是控制和信號(hào)電纜的長(zhǎng)度縮短，檢測(cè)及保護(hù)裝置使用了智能組件方式。第三是信息平臺(tái)中匯集了各種狀態(tài)參量。第四是使用了光電或者電子式的互感器。

（2）負(fù)責(zé)檢測(cè)的在線智能終端是在室外運(yùn)行的電子器件，使用壽命在12年左右，不匹配一次設(shè)備，所以不論是其壽命還是檢測(cè)準(zhǔn)確度都有待長(zhǎng)期使用的考驗(yàn)。

（3）根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，不少檢測(cè)設(shè)備會(huì)誤報(bào)。為了解決這一問題，使主設(shè)備更可靠準(zhǔn)確并且具有高集成度，最好把智能設(shè)備在設(shè)計(jì)之初就考慮進(jìn)去。

參考文獻(xiàn)

[1]于鴻偉. 智能變電站一次設(shè)備的選擇及應(yīng)用[J]. 硅谷，2012，20：158+165.

[2]張維，陳磊. 智能變電站一次設(shè)備智能化[J]. 經(jīng)營管理者，2011，23：428-429.

[3]陳安偉，樂全明，張宗益，劉黎，張海濱. 智能變電站一次主設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，13：110-115.

[4]王勇，梅生偉，何光宇. 變電站一次設(shè)備數(shù)字化特征和實(shí)現(xiàn)[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010，13：94-99