（中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司）
摘要：智能变电站技术是一种创新的电能输变技术，它将网络通信技术和数字化技术融合在一起，搭建了一种新型的管理平台。要想不断推进智能变电站的进一步发展，首先就要从一次设备的选择和应用上开始。本文介绍了一次设备的结构设计和工作原理，详细阐述了设备的选择和具体的应用情况。
关键词：智能变电站；一次设备；设计；应用
就目前而言，在计算机技术和光电传输技术中，都能够看到智能变电站技术的应用。而使用一次设备，是智能变电站技术的发展基础。对一次设备进行合理选择和应用，能够减少日常维修管理工作的工作量，提高变电站的工作效率，从而促进变电站电力资源的稳定可靠运行。
一、智能变电站一次设备概述
（一）结构设计
一次设备的设计，是基于智能变电站的理念进行的。智能变电站的组成包括两部分，一是信息部分，二是电气部分。这其中，电气部分主要由传感器、互感器、一次设备本体、以及操作机构构成的，信息部分由智能单元和智能组件构成。科学技术发展的结果，是使用集成制造的方式实现了一次设备的智能化。电气接口能够将电气主接线和设备本体连接在一起，地线接口则作为设备的保护接地，电缆的作用是连接电气部分。
（二）工作原理
一次设备智能组件的结构是由三个部分组成的，分别是输入部分、分析处理部分、输出部分。其中，输入设备的功能是对状态接口数据和分析处理部分、输出部分。其中，输入设备的功能是对状态接口数据和互感器接口进行统一的输入和变换，从而促使数据具有相同的格式。分析处理部分通常有两种模式，一是双网络化，二是模块结构。这两种模式能够根据实际情况的不同采取相应的选择，从而确保分析处理的结果更准确、更科学。输出部分是智能组件的原有配置，能够实现智能单元开放性接入的即插即用功能。一次设备的工作过程分为三个步骤；第一步，信息的采集和处理过程。对智能组件的接口设置不同的传输，从而对经过组件的信息进行处理。第二步，分析过程。智能组件完成信息的处理之后，智能单元就会根据不同的数据信息进行计算分析，从而得出结果，以此实现智能化功能。第三步，决策过程。以智能单元的分析处理为依据，进行行动操作和信息发布。
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二、智能变电站一次设备的选择
（一）变压器
1.变压器的选择。在变压器的选择上，效率高、损耗低的新型节能产品是首选。目前我国推广使用S9、S10系列，淘汰了S7、SL7系列。在推广使用的S10系列中，该产品的高压绕组是由铜导线绕制而成，而低压绕组则由铜箔绕制等多种结构形成的。这些产品的特点是体积小、质量好、损耗低。
2.变压器的检测。变压器在正常的工作运行状态下，绕组、引线和油箱之间的关系，会导致电场的不均匀性。金属构件和铁芯会处于电场之中，寄生电容处于绕组、金属构件、铁芯之中。由于寄生电容具有耦合作用，导致绕组能够产生悬浮电位。当电位差变大可以超过绝缘范围时，就会发生放电现象。如此一来，导致的结果是变压器油分解，固体绝缘损坏，从而发生电力事故。为了避免这种情况发生，应该在变压器的铁芯和变电站之间采用可靠的接地方式。通过检测，如果发现电位为零，就说明铁芯和大地之间短路相接了。在这种情况下，接地线中只有绕组对铁芯的电容流经过，由于三相电压对称，所以电容电流不大。如果铁芯接地在两点以上，就会形成闭合回路，循环电流就会在主磁通过闭合回路时产生。这一过程中变压器油容易分解，或者出现局部过热的情况，导致绝缘性能下降。一旦铁芯硅钢片被烧坏，就容易发生重大的电力事故。综上，铁芯必须一点接地。
（二）GIS的状态检测
对GIS进行状态检测，主要包括以下几个方面：第一，分闸合闸的时间检测；第二，位置信息的检测；第三，线圈电流的波形检测；第四，电机的运行状态检测；第五，局部放电情况检测；第六，SF6气体密度检测。GIS设备能够在外壳上产生电磁波，并且对局部进行放电。于是，接地线中就会经过放电脉冲，从而促使高频电压出现，并且不断向四周的空间中传播。局部的放电现象会增加通道的气体，从而使金属外壳出现表面波，同时使SF6气体分解或发光。
（三）避雷器的在线监测
对避雷器进行在线监测，其原理是避雷器在运行的过程中接地电流能够作为装置的电源使用，将泄漏的电流、光脉冲频率进行转换。然后使用光纤取样的方法，解决避雷器的泄漏测量问题、无缘取样物体、高压隔离问题等。所谓光纤取样，应用的是危机数据的处理技术和数据通讯技术，从而实现避雷器的在线监测功能。
三、智能变电站一次设备的应用
（一）变电设备的智能化
智能变电站技术，是以高压配电设备的智能化为基础，来建设智能电网。一次设备智能化的目标是实时监控电力的运行情况，对电力设备进行全面的控制，并对故障进行自动化的处理。想要实现这个目标，必须依靠智能变电技术，它能够将设备和电能传感器连接在一起，从而进行一体化的检测和控制。这个目标的实现，实质上就是对分层控制进行信息融合管理。
（二）实现高级变电功能
1.整体监测。智能变电站以计算机终端为基础，对设备进行全面的监测。第一，获取电力设备的运行数据和变电装置的运行信号；第二，对变电站的输入输出状态进行监测。如此，能够减少无效数据的采集，提高变电站的监控效率。当然，由于技术水平所限，在变电站内实现整体监测还有难度。所以，变电站应该以自身的实际情况为依据，开展检测工作时选择关键的一次设备。
2.故障控制。第一，先进的数据采集技术，使智能变电站能够获得大量的信息。第二，数据处理技术，为智能变电站提供了强大的信息处理技术。第三，在线处理技术和数据库模型技术的应用，是智能变电站状态监测和故障诊断工作的技术支持。在这些技术的应用下，技术人员只要在数据库中输入设备正常运行时的参数和特性，就能够自动完成设备工作状态的监控和评价。
3.智能报警。
变电站的智能报警功能基础是智能分析和决策系统。一方面，该系统能够在短时间内完成数据的分析，并作出决策。在故障的查找上，能够降低误报率，提高报警的准确度。另一方面，该系统能够根据信号的强度对故障的级别作出判断。为了使技术人员能够重视故障信息，可以设定间隔报警机制，从而对故障进行定时报警。
结语
作为智能电网建设的重要组成部分，智能化的变电站建设工作发挥着越来越大的作用。这其中，一次设备的选择和应用成为一项重要的工作。通过对这些设备进行科学合理的设计，能够实现设备独立和检测的功能，从而不断推动我国智能变电站乃至智能电网的发展建设。
参考文献
[1]胡元潮,阮江军,杜志叶等.基于TOPSIS法的变电站一次设备智能化评估[J]. 电力自动化设备,2012(12).
[2]于鸿伟.智能变电站一次设备的选择及应用[J].硅谷,2012(20).
[3]李敬如,宋璇坤,张祥龙等.智能变电站一、二次设备集成技术[J].电力建设,2013(06).
论文作者:王辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/8
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