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摘要：随着社会的不断发展，人们对用电量的需求越来越大，一次设备的智能化技术让智能变电站能够正常、可靠地运行，为人们提供更加优质的用电服务。基于此，本文就智能变电站一次设备智能化技术进行深入分析，以供参考。
关键词：智能变电站；一次设备；智能化技术
1智能变电站一次设备概述
1.1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。
1.2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。
2智能变电站一次设备智能化技术
2.1变压器智能化
变压器的智能化是指通过在变压器上增添智能化组件，实现变压器运行状态的可视化以及运行控制的自主化与网络化，从而为变电站的智能化建设提供基础保障。在变压器上增添的智能组件不会对变压器的运行原理造成影响，而是借由一体化设计，使其成为变压器必不可少的构成组件，从而承担起过程层与间隔层的所有计量、监测、保护、控制等诸多功能。
下图1即为智能变压器组成架构示意图。其秉承一体化、集成化设计理念，通过智能组件对各功能模块进行集成设计，从而构成功能完善且结构简单的控制与测量系统。通过这种设计在有效缩减IED总数，实现资源节约的同时还有利于智能组件的组屏。此外，这种设计还有利于实现智能组件同主变本体的有机融合。变压器智能组件能够支持MMS与GOOSE两种通讯方式，不仅能同主变测控单元的信息交流，实现遥控、遥测、非电量保护信息搜集与传递等诸多功能，还能够实现同监控系统的实时通讯。
S1、S2-顶层油温；S3、S4-底层油温；S5、S6、S9、S10-电压、电流；S7、S8-局部放电；S11-气体继电器；S12-油中溶解气体；S13-油中水份；S14-铁心接地电流；C一冷却系统；OLTC一有载调压系统。
图1智能变压器组成构架示意图
2.2断路器智能化
过去，变电站建设中多是依靠增设二次接口的简易方法达成断路器的对外数字化对接。这种方法就本质而言属于分散性布设，断路器同二次接口装置相对独立，且占地较大，不利于建设成本的最优化。而且两者的分散布置在增加功能回路及构成元件复杂性的同时由于功能单一而无法达成设备运行状态的可视化与自动检修。因此，应在原有的数字化装置基础上通过增设智能组件，实现接口装置功能的全面整合，并将其同断路器进行一体化设计，从而实现其智能化。通过断路器智能化，不仅能够合并测控、监测等功能，且还可依据实际使用需求进行不同功能的选配组合，此外通过智能组件控制回路与断路器控制回路的一体化设计，还能够简化控制回路，剔除三相不一致、防跳等繁复的二次接线，从而简化系统结构。
2.3电抗器智能化
智能可控电抗器结合了电力电子新技术及现代控制技术，能够实时根据电网运行状态对电抗器参数进行连续调节与控制，从而使系统运行在最优的状态。智能可控电抗器具有提高电网输送能力、改善电能质量、实时连续的补偿系统的无功缺额、确保系统稳定运行的功能。智能可控电抗器想要更快速的发展需要一些新材料和自动控制技术来提供技术上的支持。
2.4电容设备智能化
借助智能装置可有效实现对电容设备各主要运行参数，如电容量、介质损耗因数等的实时检测，从而实现对电流不平衡的监测与控制，有效掌控变电站设备运行中的绝缘特性，有效规避因绝缘损坏而引发电力故障。通过电容设备的智能化可有效简化变电站工作内容，大幅提升工作效率。
2.5电子式互感器
电子式互感器是实现变电站运行实时信息数字化的主要设备之一，在电网动态观测、提高继电保护可靠性等方面具有重要作用。准确的电流、电压动态测量，为提高电力系统运行控制的整体水平奠定测量基础。电子式互感器利用电磁感应等原理感应被测信号，对于电子式电流互感器，采用罗氏线圈；对于电子式电压互感器，则采用电阻、电容或电感分压等方式。罗氏线圈为缠绕在环状非铁磁性骨架上的空心线圈，不会出现磁饱和及磁滞等问题。电子式互感器的高压平台传感头部分具有需用电源供电的电子电路，在一次平台上完成模拟量的数值采样，采用光纤传输将数字信号传送到二次的保护、测控和计量系统。电子式互感器的关键技术包括电源供电技术、远端电子模块的可靠性和采集单元的可维护性等。
光学电子式电流互感器采用法拉第磁光效应感应被测信号，传感头部分又分为块状玻璃和全光纤两种方式。目前的光学电子式电压互感器大多利用Pokels电光效应感应被测信号。光学电子式互感器传感头部分不需要复杂的供电装置，整个系统的线性度比较好。光学电子式互感器的关键技术包括光学传感材料的稳定性、传感头的组装技术、微弱信号调制解调器、温度对精度的影响、振动对精度的影响、长期运行的稳定性等。
与传统电磁感应式电流互感器相比，电子式互感器具有以下优点：（1）高、低压完全隔离，具有优良的绝缘性能；（2）不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题；（3）动态范围大，频率范围宽，测量精度高；（4）抗电磁干扰性能好，低压侧无开路和短路危险；（5）互感器无油可以避免火灾和爆炸等危险，体积小，重量轻；（6）经济性好，电压等级越高效益越明显。
3总结
当前，在社会经济与科学技术的不断进步与发展过程中，一次设备的智能化水平越来越高，而且它在智能变电站中的应用也越来越广泛。为了切实保障智能变电站电网运行的稳定、安全、可靠，应该不断进行一次设备智能化技术的创新，只有一次设备的智能化水平得到有效提高，才能促进整个智能变电站智能化水平的提高，从而为电网的规划与建设提供有力的保障。
参考文献：
[1]陈朝霞.试论变电站一次设备智能化问题[J].通讯世界，2015.
[2]张磊.智能变电站一次设备智能化技术分析[J].企业技术开发，2013（18）.
[3]刘旸，马跃.智能变电站一次设备智能化探讨和展望[J].黑龙江科学，2015.
作者简介：
温秀峰，1982.07，性别：男，籍贯：山西，民族：汉，学历：硕士研究生，职称：工程师，职务：变电运维工程师，研究方向：电力系统规划及可靠性
宋梁（1982.8.17），性别：男；籍贯：杭州；民族：汉；学历：本科、学士；职称：工程师；职务：变电运维；研究方向：变电运维
李林，1981.04，性别：女，籍贯：山西，民族：汉，学历：硕士研究生，职称：高级工程师，职务：系统规划工程师，研究方向：电力系统规划及可靠性
论文作者:温秀峰,宋梁,李林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
标签：智能论文; 变电站论文; 设备论文; 互感器论文; 组件论文; 功能论文; 电子论文; 《电力设备》2017年第30期论文;