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【摘要】智能电网将各种技术在输配电系统中的应用进行集成与融合，代表着现代电网建设的理念、目标，是一切电力新技术应用的总称。作为变电环节的关键，智能变电站对智能电网的建设具有重要意义。
【关键词】智能变电站；一次设备；应用；技术分析
引言
随着计算机、通信、自动化等技术的不断发展，智能变电站将成为智能电网的发展方向，智能变电站目前还具有较大的发展空间，还有许多问题需要解决，通过应用新技术、新设备，推动智能变电站一次设备智能化技术的不断向前发展，满足我国智能电网建设的需求。
1智能变电站一次设备的结构设计
一次设备智能化指可直接用于生产与使用电能的高压电器设备（发电机、变压器、断路器、磁力启动器等）在自动化变电站基础上，能够自动进行监测、调节、控制以及警报等功能。
（1）结构组成：一次设备主要包含发电机（电动机）、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、隔离开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器等组成；一次设备智能化结构组成主要是由一次设备智能化、灵活性的相互连接，构成设备主路系统，可以直接生产与使用电能。
（2）功能组成：主要用于变电站的监测、调节、监控与管理等功能。智能化运行：智能化功能主要将电网系统中的综合组件实现智能化监测与控制。图1为智能变电站一次设备结构演化图。
所谓综合组件智能化是指组件主路采用一次设备与智能综合组件相结合，组件可以集成、分散、内嵌、外挂等任意灵活组合，同时包含了传统的间隔层，与一次设备智能化运行的未来发展趋势相吻合。
2智能变电站一次设备的工作原理
智能电网是利用传感器对关键设备的运行状况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。在实时数据采集上，智能电网大大扩展了监视控制与数据采集系统的数据采集范围和数量，提高了电网的"可视化"。智能电网的实时数据主要包括三类：电网运行数据、设备状态数据和客户计量数据。只有在一次设备实现智能化后才能通过对其所上送的各种数据分析来判断设备运行状况，以决定何时检修、检修什么部件等，达到真正意义上的状态检修，从而最大程度地减少无谓检修及故障检修，保证电网更有效率地运行。对关键设备的运行状况进行实时监控、进而实现电网设备可观测、可控制和自动化是智能电网的核心和目标。因此需要设置一次设备信息采集系统，其组成部分由信号变送系统、数据采集系统以及处理系统构成。一次设备常见的监测内容可归纳为绝缘性能监测、机械性能监测和电气性能监测三部分。作为整个环节的基础组成部分，传统一次设备的数据采集功能几乎为零。要达到智能电网要求，一次设备内部需要包含大量的传感器，以达到测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化的。
3智能变电站一次设备的选择
3.1智能化变压器
智能变压器是自动化变电站的基础设备，其综合组件主要应用于传感器之中，并与综合组件实现一体化设计，在间隔层与检测层实现自动检测、测量、计量、控制、调节、保护等功能，通过传感器与控制单元互动，实现变压器智能状态检测和监控，实现自动化变电站数字化、信息化、网络化，成为智能化变压器。
（1）数据采集：主要是对主变本体的信息数据采集，包括对主体油箱、分接开关及油位等遥测信息，以及对分接开关位置、气体继电器节点信息及压力释放器状态等遥信信息。（2）冷却调控系统智能化：能根据顶层油温、环境温度以及出线侧负荷等参数形成控制策略自动控制冷却器的投退，并将冷却器的运行状态通过IE61850规约上传至后台系统。（3）分接开关调控：利用主控制器或智能组件后台命令输出实现调控。（4）非电量主变本体保护。（5）主变遥测信息采集，对主体电压、电流及功率信息交流，实现有载体调控系统监测与评估。（6）主变本体在线信息监测信息采集，实现后台信息构建。（7）通讯信息互动，按照DL/T860要求实现智能组件主体信息平台交流。
3.2智能化断路器
智能化断路器组件主要包含合并单元、终端智能化、在线监测智能化等功能，可进行选配和组合，同时智能组件的操作回路和一次设备的操作回路进行一体化设计，优化控制回路，取消防跳、三相不一致等冗余二次接线，简化二次回路。断路器智能组件功能主要有：
（1）合并单元智能化：从单元感应器中接收电流信号并进行功能处理，然后输出至防护测控装置中，以供其他设备组件装置使用。（2）终端智能化：①可接受断路器及隔离开关输出的信息及设备状态检测信息；②支持连锁功能，智能化执行跳闸命令；③能接受GOOSE重合闸、分相与三相跳闸、测控分、合指令，实现断路器智能化整体控制回路一体化设计，提高设备稳定性。（3）在线监测智能化：主要实现了SF6气体密度、微水设计，分合闸线圈电流的波形状态、断路器的特征分合闸速度、储能电机电流波形、储能状态、储能时间、频率等参量的在线监测功能。目前断路器在线监测主要包含机械性与密度微水在线监测两种。
3.3终端智能化简化设计组件
（1）电器高压组件连接：主要是通过终端智能化与过程层GOOSE指令信息传输机共享，减少断路器功能组件的能量消耗，根据面板状态显示光字牌，并且通过自动化变电站内GOOSE连锁功能横向取消实现电器联闭锁接线。（2）高压断路器。（3）利用设备与断路器操作箱整体设计，取消二次接线，优化断路器控制回路。
4智能变电站一次设备的应用
4.1设备管理方面
综合性地了解一次设备的运行状态与发现潜在故障，提升一次设备的使用寿命，降低设备运维成本。
4.2调控系统
对设备状态及系统运行进行监测，提供系统故障警报自动化变电站调控方案的设计与实施，进而全面实现自动化变电站运行和设备状态的检测以及一次设备状态的可视化监测。
4.3智能化应用转变
完善一次设备数据监测系统是自动化变电站的基本要求，目前一次设备智能化信息系统主要以IE61850通讯系统为主，整体实现一次设备智能化自动数据监测、测量、计量、调节、控制、保护与状态检测等综合组件。然而，国内自动化变电站的一次设备智能化基础设备如变压器与断路器等的智能化发展仍处于低级阶段，发展不甚理想，通常只是将智能终端与GOOSE系统结合实现间隔层与开关的启动，没有完全实现数字化与可视化。变压器由铁芯与绕组构成，数据变化较大，不好掌控；断路器操作相对规范，实现变压器与断路器的智能化较为困难，也是目前自动化变电站一次设备智能化亟待解决的问题。
结束语
变电站自动化技术的发展特别是一体化设备的出现，使我国智能变电站进入智能化发展新阶段。智能变电站一次设备智能化技术对于变电站安全高效运行具有重要意义，通过科学研究提升一次设备智能化技术水平是电力行业发展的必然趋势。智能变电站作为我国智能电网的重要组成部分，正在我国电能输配送中发挥着越来越重要的作用。自动化变电站是智能化一次设备运行的设备基础条件，利用其实现站点信息、技术的自动化与数字化，同时实现信息共享、设备检测与维修状态或自动化报警作用等等。
参考文献
[1]胡晨旺，曾祥君，王阳.智能电网技术（1）：智能电网及其发展趋势[J].大众用电，2011（2）.
[2]宋友文.智能变电站一次设备智能化技术探讨[J].中国电力教育，2012（6）.
[3]王韬.变电站一次设备智能化概述[J].科技风，2012（22）.
作者简介：
夏永刚1984.08男。河北唐山人。河北工业大学，工学硕士。工程师。单位，唐山供电公司，从事变电站一次设计工作
【关键词】智能变电站；一次设备；应用；技术分析
引言
随着计算机、通信、自动化等技术的不断发展，智能变电站将成为智能电网的发展方向，智能变电站目前还具有较大的发展空间，还有许多问题需要解决，通过应用新技术、新设备，推动智能变电站一次设备智能化技术的不断向前发展，满足我国智能电网建设的需求。
1智能变电站一次设备的结构设计
一次设备智能化指可直接用于生产与使用电能的高压电器设备（发电机、变压器、断路器、磁力启动器等）在自动化变电站基础上，能够自动进行监测、调节、控制以及警报等功能。
（1）结构组成：一次设备主要包含发电机（电动机）、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、隔离开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器等组成；一次设备智能化结构组成主要是由一次设备智能化、灵活性的相互连接，构成设备主路系统，可以直接生产与使用电能。
（2）功能组成：主要用于变电站的监测、调节、监控与管理等功能。智能化运行：智能化功能主要将电网系统中的综合组件实现智能化监测与控制。图1为智能变电站一次设备结构演化图。
所谓综合组件智能化是指组件主路采用一次设备与智能综合组件相结合，组件可以集成、分散、内嵌、外挂等任意灵活组合，同时包含了传统的间隔层，与一次设备智能化运行的未来发展趋势相吻合。
2智能变电站一次设备的工作原理
智能电网是利用传感器对关键设备的运行状况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。在实时数据采集上，智能电网大大扩展了监视控制与数据采集系统的数据采集范围和数量，提高了电网的"可视化"。智能电网的实时数据主要包括三类：电网运行数据、设备状态数据和客户计量数据。只有在一次设备实现智能化后才能通过对其所上送的各种数据分析来判断设备运行状况，以决定何时检修、检修什么部件等，达到真正意义上的状态检修，从而最大程度地减少无谓检修及故障检修，保证电网更有效率地运行。对关键设备的运行状况进行实时监控、进而实现电网设备可观测、可控制和自动化是智能电网的核心和目标。因此需要设置一次设备信息采集系统，其组成部分由信号变送系统、数据采集系统以及处理系统构成。一次设备常见的监测内容可归纳为绝缘性能监测、机械性能监测和电气性能监测三部分。作为整个环节的基础组成部分，传统一次设备的数据采集功能几乎为零。要达到智能电网要求，一次设备内部需要包含大量的传感器，以达到测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化的。
3智能变电站一次设备的选择
3.1智能化变压器
智能变压器是自动化变电站的基础设备，其综合组件主要应用于传感器之中，并与综合组件实现一体化设计，在间隔层与检测层实现自动检测、测量、计量、控制、调节、保护等功能，通过传感器与控制单元互动，实现变压器智能状态检测和监控，实现自动化变电站数字化、信息化、网络化，成为智能化变压器。
（1）数据采集：主要是对主变本体的信息数据采集，包括对主体油箱、分接开关及油位等遥测信息，以及对分接开关位置、气体继电器节点信息及压力释放器状态等遥信信息。（2）冷却调控系统智能化：能根据顶层油温、环境温度以及出线侧负荷等参数形成控制策略自动控制冷却器的投退，并将冷却器的运行状态通过IE61850规约上传至后台系统。（3）分接开关调控：利用主控制器或智能组件后台命令输出实现调控。（4）非电量主变本体保护。（5）主变遥测信息采集，对主体电压、电流及功率信息交流，实现有载体调控系统监测与评估。（6）主变本体在线信息监测信息采集，实现后台信息构建。（7）通讯信息互动，按照DL/T860要求实现智能组件主体信息平台交流。
3.2智能化断路器
智能化断路器组件主要包含合并单元、终端智能化、在线监测智能化等功能，可进行选配和组合，同时智能组件的操作回路和一次设备的操作回路进行一体化设计，优化控制回路，取消防跳、三相不一致等冗余二次接线，简化二次回路。断路器智能组件功能主要有：
（1）合并单元智能化：从单元感应器中接收电流信号并进行功能处理，然后输出至防护测控装置中，以供其他设备组件装置使用。（2）终端智能化：①可接受断路器及隔离开关输出的信息及设备状态检测信息；②支持连锁功能，智能化执行跳闸命令；③能接受GOOSE重合闸、分相与三相跳闸、测控分、合指令，实现断路器智能化整体控制回路一体化设计，提高设备稳定性。（3）在线监测智能化：主要实现了SF6气体密度、微水设计，分合闸线圈电流的波形状态、断路器的特征分合闸速度、储能电机电流波形、储能状态、储能时间、频率等参量的在线监测功能。目前断路器在线监测主要包含机械性与密度微水在线监测两种。
3.3终端智能化简化设计组件
（1）电器高压组件连接：主要是通过终端智能化与过程层GOOSE指令信息传输机共享，减少断路器功能组件的能量消耗，根据面板状态显示光字牌，并且通过自动化变电站内GOOSE连锁功能横向取消实现电器联闭锁接线。（2）高压断路器。（3）利用设备与断路器操作箱整体设计，取消二次接线，优化断路器控制回路。
4智能变电站一次设备的应用
4.1设备管理方面
综合性地了解一次设备的运行状态与发现潜在故障，提升一次设备的使用寿命，降低设备运维成本。
4.2调控系统
对设备状态及系统运行进行监测，提供系统故障警报自动化变电站调控方案的设计与实施，进而全面实现自动化变电站运行和设备状态的检测以及一次设备状态的可视化监测。
4.3智能化应用转变
完善一次设备数据监测系统是自动化变电站的基本要求，目前一次设备智能化信息系统主要以IE61850通讯系统为主，整体实现一次设备智能化自动数据监测、测量、计量、调节、控制、保护与状态检测等综合组件。然而，国内自动化变电站的一次设备智能化基础设备如变压器与断路器等的智能化发展仍处于低级阶段，发展不甚理想，通常只是将智能终端与GOOSE系统结合实现间隔层与开关的启动，没有完全实现数字化与可视化。变压器由铁芯与绕组构成，数据变化较大，不好掌控；断路器操作相对规范，实现变压器与断路器的智能化较为困难，也是目前自动化变电站一次设备智能化亟待解决的问题。
结束语
变电站自动化技术的发展特别是一体化设备的出现，使我国智能变电站进入智能化发展新阶段。智能变电站一次设备智能化技术对于变电站安全高效运行具有重要意义，通过科学研究提升一次设备智能化技术水平是电力行业发展的必然趋势。智能变电站作为我国智能电网的重要组成部分，正在我国电能输配送中发挥着越来越重要的作用。自动化变电站是智能化一次设备运行的设备基础条件，利用其实现站点信息、技术的自动化与数字化，同时实现信息共享、设备检测与维修状态或自动化报警作用等等。
参考文献
[1]胡晨旺，曾祥君，王阳.智能电网技术（1）：智能电网及其发展趋势[J].大众用电，2011（2）.
[2]宋友文.智能变电站一次设备智能化技术探讨[J].中国电力教育，2012（6）.
[3]王韬.变电站一次设备智能化概述[J].科技风，2012（22）.
作者简介：
夏永刚1984.08男。河北唐山人。河北工业大学，工学硕士。工程师。单位，唐山供电公司，从事变电站一次设计工作