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摘要：智能变电站是智能电网的重要组成部分，智能变电站与数字化变电站及传统变电站在一次设备上的主要区别是一次设备智能化。本文简略介绍智能变电站的定义、结构及特征，探讨智能变电站中一次设备智能化应用的有关问题，总结智能变电站与数字化变电站及传统变电站在一次设备上的主要区别。
关键词：电气一次设备；智能化改造；传感技术；电子电力
中图分类号：F407文献标识码： A
智能化电站是智能电网组建的重要环节。为了更好地实现变电站的智能化，往往需要保证电网的安全稳定，其中，所面临的因素很多，需要考虑方案的可行性、系统网架的合理性和运行方式等之间的关系。在智能电网建立的初期，研究的对象主要是电气一次设备智能化，它作为电网智能化的物理基础，也是二次设备的连接设备，是电力行业关注的重要问题。 1一次设备智能化的现状
1.1 智能变电站的定义
保证电网安全稳定运行不是单靠提高变电站的智能化就可以实现的，它是一个系统工程，取决于诸多因素，变电站的安全稳定运行是与变电站接入方案是否可靠、系统网架是否合理、运行方式是否合适分不开的。在智能电网建设过程中，必须明确“智能化”是确保电网安全、可靠、经济运行的手段，而不是目的；智能化不能牺牲电网原有的安全性、可靠性和经济性。
1.1.1 传统变压器的智能化。为了实现电力变压器智能化，需要在变压器输入、输出线圈电路中分别串联智能保险丝，并在变压器电路的输入端并联一组电路，并联的电路是由电阻和发光二极管串联成的。为了避免电路中因出现过流、过温及雷电干扰等因素而引发供电系统和变压器烧坏的问题，需要在电路中安装智能型保险丝，从而起到保护电路的作用。在电路中，智能型保险丝往往只是在电路出问题时才会起保护作用，当电路正常工作的时候，智能型保险丝能够通过智能的控制从故障电路自动复原，连接电路。在智能型变压器的基础上，可以通过远程来控制电路。通过设置智能控制箱、配置有锁控开关、设置电流互感器、交流接触器、显示器等设备，实现接口与电子式电能表对接，可通过遥控的方式是实现远程通讯和控制。
1.1.2 电力电子变压器。随着社会的发展，电力行业中设备的不断革新，电力电子变压器作为一种新型电力变压器，随着大功率电子元件及控制技术而得到了大力的发展。它是将电力电子技术和高频电能转换技术相融的电子设备，从电压、频率、幅值、相位等转换为适合它电能特征的电子设备。
1.2 互感器的智能化
作为变电站中一个重要的部分，互感器的功能体现在以下3个方面：安全、准确测量和自我诊断。根据国际电工委员会制定的标准，电子式互感器由所有的光电式互感器和其他使用电子设备的互感器组成。电力系统光学电流互感器使用的是零和式光学电流传感技术，它的功能具有精度高、保护输出优质、绝缘性强和电磁兼容性高的特点，由于能够入网使用，所以可以进一步大量地应用在电网系统中。激光供电型110kV光电电流互感器采用了信号转化技术，运用光纤传输，所以，它具有绝缘性高、受电磁干扰小、测量频带宽、范围广等优点，在电力系统智能化建设中很有大的发展潜力和实用价值。
1.3 可控电抗器
可控电抗器电网系统中关键的电气一次设备，它能够承受超高压以及以上电压的传输，在一些功能上有不可代替的作用，比如电网输电能力、电压质量、无功缺额补偿、系统稳定等。因为它融合了现代电力电子技术和控制技术，可对电抗器参数进行调节和控制。
2.电子式电流互感器性能分析與比较
2.1电子式电流互感器性能分析
与常规电流互感器相比，电子式电流互感器在信号传导介质和测量精度等方面具有以下优点。
（1）光纤在高电压及强电磁环境中具有良好绝缘性能，可以满足在变电站复杂电磁环境中运行要求。（2）无二次开路产生的高压危险，不会产生绝缘介质泄漏、不会对环境产生污染。（3）无磁饱和问题，暂态性能好，提高保护装置的正确动作率。（4）消除铁磁谐振，抗干扰能力强。（5）信号测量范围广，从直流到数百千Hz。（6）可在较大动态范围内保持高线性度响应。（7）内部结构紧凑、外形小、质量轻，在高电压等级上经济性较好。
现阶段，影响有源式电流互感器的可靠性与寿命的关键部分是其高压侧电子电路的供能、采集器及抗干扰问题。由于GIS/HGIS内有源式互感器高压侧信号处理及光电转换部分（采集模块）在GIS/ HGIS 外壳低电位处安装，采集模块可采用场地直流电源供电，解决了采集模块停电更换的问题。直流供电方式也使原有源式互感器的供电激光器得以取消，因此从可靠性上来说有源式电流互感器已不逊于纯光纤型电流互感器。纯光纤型电流互感器在高压部分仅有传感头，其寿命主要取决于低压侧数据处理单元，高压侧光纤环寿命也是一个影响因素，纯光纤电流互感器厂商提供的数据约为30年，但该数据是通过加速寿命试验给出，目前暂没有足够的运行年限检验。
3.智能断路器工作原理
智能断路器基本工作模式是根据监测到的不同故障电流，自动选择操作机构及灭弧室预先设定的工作条件，如正常运行电流较小时以较低速度分闸，系统短路电流较大时以较高速度分闸，以获得电气和机械性能上的最佳分闸效果。这种智能操作要求断路器具有机构动作时间上的可控性，目前断路器常用的气动操作机构，液压操作机构和弹簧操作机构由于中间转换介质等因素，控制时间离散性大，其运动特性很难达到理想的可控状态。采取电磁操作机构的断路器利用电容储能、永磁保持、电磁驱动、电子控制等技术，当机构确定后运动部件只有一个，没有中间转换介质，分合闸特性仅与线圈参数相关，可以通过微电子技术来实现微秒级的控制，通过对于速度特性控制实现断路器的智能化操作。
4.智能化变电站状态检修模式
4.1状态检修概述
状态检修的概念就是针对电力设备状态的一种检修方法。它是在对设备状态监测以及设备评估的基础之上，详细考虑设备目前状态和以前发生的故障情况，在综合分析诊断结果后，制定出合理的检修时间和项目安排，主动实施检修的一种方式。状态检修是美国的杜邦公司在1970年最先提出并倡议的。它作为目前为止耗费最低、技术最先进、设备最完备、总体效益最大的一种维修方式。状态检修的最大优势就在于它能够为电力设备提供一个安全稳定、工作周期长、多方面全性能、以优质运行为标准的技术和管理保障体系，进而解决了多年来一直存在的预防性检修中检修过剩和不足的问题。随着计算机的网络技术、传感技术不断发展，电力系统的改革不断深入，电力设备状态监测和状态检修也一定会得到长足发展，因此也一定会出现更多有效的管理软件系统。尽管在我国，电力设备状态检修研究起步比较晚，但是发展势头却是异常迅猛，并且不断有许多成果和经验，已经建立了很多可执行监测和诊断的方法，其中所涉及状态检修的标准也在不断进行建立和完善。伴随着智能状态监测系统的研发与使用，一些在使用中常规数据处理的难题也得到了解决，这必将给状态检修技术的发展和完善起到至关重要的的推动作用。
4.2状态检修的效果
能够提高设备可用率及供电可靠性。状态检修能够做到“要修才修、快修快好”，进而保证了设备工况稳定，提高了供电的可靠性。降低了企业综合成本，各方面取得显著效益。状态检修实施的前提条件是对状态的监测和有效诊断．接着才是决定能否检修。监测过程当中所需要的核心技术和诊断所需要的计算机软件和硬件系统都需要花费很多的投资。但是与企业检修成本相比，这些成本的投入，就具有很高的回报，不仅还能够给企业在维修费用和形象资源方面降低大量成本，还能取得显著的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 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，（2）.
[2] 王韬.变电站一次设备智能化概述[J].科技风，2012，（22）.
[3] 杨丽徙，曾新梅，刘蓉.变电站电气一次设备智能化问题的研究综述[J].高压电器，2012，（9）.
[4] 袁有祥.变电站电气一次设计的问题及对策探究[J].科技创业家，2012，（24）.
关键词：电气一次设备；智能化改造；传感技术；电子电力
中图分类号：F407文献标识码： A
智能化电站是智能电网组建的重要环节。为了更好地实现变电站的智能化，往往需要保证电网的安全稳定，其中，所面临的因素很多，需要考虑方案的可行性、系统网架的合理性和运行方式等之间的关系。在智能电网建立的初期，研究的对象主要是电气一次设备智能化，它作为电网智能化的物理基础，也是二次设备的连接设备，是电力行业关注的重要问题。 1一次设备智能化的现状
1.1 智能变电站的定义
保证电网安全稳定运行不是单靠提高变电站的智能化就可以实现的，它是一个系统工程，取决于诸多因素，变电站的安全稳定运行是与变电站接入方案是否可靠、系统网架是否合理、运行方式是否合适分不开的。在智能电网建设过程中，必须明确“智能化”是确保电网安全、可靠、经济运行的手段，而不是目的；智能化不能牺牲电网原有的安全性、可靠性和经济性。
1.1.1 传统变压器的智能化。为了实现电力变压器智能化，需要在变压器输入、输出线圈电路中分别串联智能保险丝，并在变压器电路的输入端并联一组电路，并联的电路是由电阻和发光二极管串联成的。为了避免电路中因出现过流、过温及雷电干扰等因素而引发供电系统和变压器烧坏的问题，需要在电路中安装智能型保险丝，从而起到保护电路的作用。在电路中，智能型保险丝往往只是在电路出问题时才会起保护作用，当电路正常工作的时候，智能型保险丝能够通过智能的控制从故障电路自动复原，连接电路。在智能型变压器的基础上，可以通过远程来控制电路。通过设置智能控制箱、配置有锁控开关、设置电流互感器、交流接触器、显示器等设备，实现接口与电子式电能表对接，可通过遥控的方式是实现远程通讯和控制。
1.1.2 电力电子变压器。随着社会的发展，电力行业中设备的不断革新，电力电子变压器作为一种新型电力变压器，随着大功率电子元件及控制技术而得到了大力的发展。它是将电力电子技术和高频电能转换技术相融的电子设备，从电压、频率、幅值、相位等转换为适合它电能特征的电子设备。
1.2 互感器的智能化
作为变电站中一个重要的部分，互感器的功能体现在以下3个方面：安全、准确测量和自我诊断。根据国际电工委员会制定的标准，电子式互感器由所有的光电式互感器和其他使用电子设备的互感器组成。电力系统光学电流互感器使用的是零和式光学电流传感技术，它的功能具有精度高、保护输出优质、绝缘性强和电磁兼容性高的特点，由于能够入网使用，所以可以进一步大量地应用在电网系统中。激光供电型110kV光电电流互感器采用了信号转化技术，运用光纤传输，所以，它具有绝缘性高、受电磁干扰小、测量频带宽、范围广等优点，在电力系统智能化建设中很有大的发展潜力和实用价值。
1.3 可控电抗器
可控电抗器电网系统中关键的电气一次设备，它能够承受超高压以及以上电压的传输，在一些功能上有不可代替的作用，比如电网输电能力、电压质量、无功缺额补偿、系统稳定等。因为它融合了现代电力电子技术和控制技术，可对电抗器参数进行调节和控制。
2.电子式电流互感器性能分析與比较
2.1电子式电流互感器性能分析
与常规电流互感器相比，电子式电流互感器在信号传导介质和测量精度等方面具有以下优点。
（1）光纤在高电压及强电磁环境中具有良好绝缘性能，可以满足在变电站复杂电磁环境中运行要求。（2）无二次开路产生的高压危险，不会产生绝缘介质泄漏、不会对环境产生污染。（3）无磁饱和问题，暂态性能好，提高保护装置的正确动作率。（4）消除铁磁谐振，抗干扰能力强。（5）信号测量范围广，从直流到数百千Hz。（6）可在较大动态范围内保持高线性度响应。（7）内部结构紧凑、外形小、质量轻，在高电压等级上经济性较好。
现阶段，影响有源式电流互感器的可靠性与寿命的关键部分是其高压侧电子电路的供能、采集器及抗干扰问题。由于GIS/HGIS内有源式互感器高压侧信号处理及光电转换部分（采集模块）在GIS/ HGIS 外壳低电位处安装，采集模块可采用场地直流电源供电，解决了采集模块停电更换的问题。直流供电方式也使原有源式互感器的供电激光器得以取消，因此从可靠性上来说有源式电流互感器已不逊于纯光纤型电流互感器。纯光纤型电流互感器在高压部分仅有传感头，其寿命主要取决于低压侧数据处理单元，高压侧光纤环寿命也是一个影响因素，纯光纤电流互感器厂商提供的数据约为30年，但该数据是通过加速寿命试验给出，目前暂没有足够的运行年限检验。
3.智能断路器工作原理
智能断路器基本工作模式是根据监测到的不同故障电流，自动选择操作机构及灭弧室预先设定的工作条件，如正常运行电流较小时以较低速度分闸，系统短路电流较大时以较高速度分闸，以获得电气和机械性能上的最佳分闸效果。这种智能操作要求断路器具有机构动作时间上的可控性，目前断路器常用的气动操作机构，液压操作机构和弹簧操作机构由于中间转换介质等因素，控制时间离散性大，其运动特性很难达到理想的可控状态。采取电磁操作机构的断路器利用电容储能、永磁保持、电磁驱动、电子控制等技术，当机构确定后运动部件只有一个，没有中间转换介质，分合闸特性仅与线圈参数相关，可以通过微电子技术来实现微秒级的控制，通过对于速度特性控制实现断路器的智能化操作。
4.智能化变电站状态检修模式
4.1状态检修概述
状态检修的概念就是针对电力设备状态的一种检修方法。它是在对设备状态监测以及设备评估的基础之上，详细考虑设备目前状态和以前发生的故障情况，在综合分析诊断结果后，制定出合理的检修时间和项目安排，主动实施检修的一种方式。状态检修是美国的杜邦公司在1970年最先提出并倡议的。它作为目前为止耗费最低、技术最先进、设备最完备、总体效益最大的一种维修方式。状态检修的最大优势就在于它能够为电力设备提供一个安全稳定、工作周期长、多方面全性能、以优质运行为标准的技术和管理保障体系，进而解决了多年来一直存在的预防性检修中检修过剩和不足的问题。随着计算机的网络技术、传感技术不断发展，电力系统的改革不断深入，电力设备状态监测和状态检修也一定会得到长足发展，因此也一定会出现更多有效的管理软件系统。尽管在我国，电力设备状态检修研究起步比较晚，但是发展势头却是异常迅猛，并且不断有许多成果和经验，已经建立了很多可执行监测和诊断的方法，其中所涉及状态检修的标准也在不断进行建立和完善。伴随着智能状态监测系统的研发与使用，一些在使用中常规数据处理的难题也得到了解决，这必将给状态检修技术的发展和完善起到至关重要的的推动作用。
4.2状态检修的效果
能够提高设备可用率及供电可靠性。状态检修能够做到“要修才修、快修快好”，进而保证了设备工况稳定，提高了供电的可靠性。降低了企业综合成本，各方面取得显著效益。状态检修实施的前提条件是对状态的监测和有效诊断．接着才是决定能否检修。监测过程当中所需要的核心技术和诊断所需要的计算机软件和硬件系统都需要花费很多的投资。但是与企业检修成本相比，这些成本的投入，就具有很高的回报，不仅还能够给企业在维修费用和形象资源方面降低大量成本，还能取得显著的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 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，（2）.
[2] 王韬.变电站一次设备智能化概述[J].科技风，2012，（22）.
[3] 杨丽徙，曾新梅，刘蓉.变电站电气一次设备智能化问题的研究综述[J].高压电器，2012，（9）.
[4] 袁有祥.变电站电气一次设计的问题及对策探究[J].科技创业家，2012，（24）.