摘要：智能变电站是我国智能电网中十分重要的组成部分，在我国的电能输配送过程中发挥着十分重要的作用。智能变电站一次设备运行需要以自动化变电站为前提和基础，实现自动化、数字化的站点信息与技术，强化信息资源的共享和设备的检测与维修等。变电站一次设备的智能化、自动化成为了电力行业发展的必然趋势，对促进变电站的安全、可靠运行具有积极意义。
关键词：智能变电站；一次设备；选择；应用
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的选择
2.1采用电子式互感器
电子式互感器是由一次传感器和转换器、传输系统、二次转换器、合并单元等部分构成。转换器负责将电信号转换成数字信号，合并单元装在二次侧，其功能主要是对传送过来的信号集中起来同步处理。电子式互感器作为智能变电站的的物理基础，其技术的成熟程度和发展对变电站自动化系统具有非常重大的技术和经济意义。在技术上，电子式互感器提高设备的安全性和可靠性，实现了数据采集数字化和信息的集成化；在经济上，电子式互感器降低了一次设备采购成本，特别是对于特高压系统，提高了设备可靠性，减少了变电站寿命周期内的总投资。
2.2主变智能化
智能变压器由变压器本体和智能组件组成，包括各种传感器、测量、控制、计量、检测以及各类 IED 等。通过在变压器本体、有载调压开关上安装各种传感器与执行器，并将运行信息通过互联网通信技术传输至相应的 IED，并采用 IEC61850 协议经光纤上传至信息一体化平台，实现变压器的智能化。。智能变压器主要包括数据采集、冷却空调智能化、分解开关调控、非电量主变本体保护、主变信息遥测采集、主变本体信息在线采集、通讯信息共享等多种功能。当发现设备出现故障之后，可以迅速的对故障部位实现隔离与保护并将收集产生故障部位的信息传输到调节系统中，调节系统会根据情况做出初步的判断，管理人员根据判断信息做出下一步决策，保证设备的及时维护。
2.3 开关智能化
智能开关设备主要有智能断路器、智能 GIS 和智能高压开关柜。智能断路器由断路器本体和智能组件组成，本体上设有执行器和传感器，智能组件可以借助于传感器和执行器和一设备结合在一起，并通过 IED 实现与内部设备有关的测量、控制、计量和保护等功能。智能 GIS 是把计算机技术、传感技术和数字处理技术等先进技术应用在 GIS上，并将测量、监测、保护、通信和录波等功能集成一体。电子式互感器代替传统电流电压互感器，智能电子操纵机构代替机电继电器，实时监测 GIS 的运行状态，并将状态信息传送到具有控制、保护、计量功能的控制单元，实现 GIS 的智能化，大大提高其运性可靠性。
综上所述，智能一次设备一般可以分为本体和组件两部分，所以一次设备选择上应该从这两方面进行考虑。
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3智能变电站一次设备的应用
3.1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。
3.2实现高级变电功能
（1）全面监测。智能变电站是将计算机终端作为基础，并对设备进行实时监控。该过程的实施具有以下作用：可以及时获得电力设备的实时运行数据，可以了解变电装备的运行情况；对变电站的输入以及输出状态进行监测，这样可以提高数据采集效率，保证数据的准确性和实时性，可有效避免无效数据的采集，从而提高了变电站整体监控效率与质量。（2）故障控制。故障控制主要体现在以下三个方面：先进的数据采集技术、数据处理技术、在线处理技术和数据库模型技术的应用。数据采集技术的实施可以保证数据采集的全面性，同时可直接按照工作要求对数据进行处理分析。在线处理技术以及数据路模型技术主要应用于智能变电站的状态监测和故障诊断。（3）智能报警。变电站的智能报警功能是在智能分析以及决策系统的基础上实现的。一方面该系统可以短时间内完成对数据的分析，并辅助决策，也可以快速对故障位置和类型进行排查，降低故障判断的错误率。另外一方面，该系统可以依据信息的强弱对故障的严重程度分析和判别。为了能够快速通知技术人员和监控人员，可以建立间隔报警机制，可对故障进行定时报警。
4 某110 kV智能变电站一次设备方案
此次研究的过程中主要以110 kV变电站配置状况为例，对110 kV智能变电站 设备配置方案进行分析。该110 kV及主变压器均采用一次设备加智能组件方式，其110 kV系统为SF 6设备，二次采用“三层两网”网络拓扑结构，通过直连方式、合并单元、智能终端装置等智能组件实现智能化保护。
4.1 常规设置
主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定，在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器，从而提升变电安全系数；高压断路器主要选择真空断路器和 SF6断路器，真空断路器是以真空的高介质强度实现灭弧和绝缘的断路器，SF6气体是一种无色、无味、无毒、不燃的惰性气体，具有优良的灭弧性能和绝缘性能，在110 kV中保护效果更好；高压隔离开关和高压开关柜主要根据其安装地点，配电装置的布置特点等选择。
4.2 开关柜设置
结合一般开关柜的特点，在其中运用G I S智能汇控柜，可以实现智能方式。通过它把收集的信息进行处理，可以维护相关设备的稳定运行。GIS智能汇控柜能够实现110 kV智能变电站运行 过程中线路电压和电流的检测、线路设备 运行状况的检测、设备实时管理和控制状况的检测等，将上述信息反馈到平台中，使相关人员能够全面了解110 kV智能变电站运行状况，在该基础上实施针对性控制和调整，从根上提升了一次变电控制的可靠性和有效性。
4.3 闭锁装置设置
110 kV智能变电站设计 过程中为了提升变电站运行安全系数，往往设置闭锁装置，借助该装置防止变电站运行失误或操作失误。变电站防误闭锁系统主要选JOYO -B 4跨平台防误系统，将主机、网络控制器、分布式控制器、无线网络路由器、电脑钥匙、智能闭锁锁具等进行整合，能够及时将相关设备掌握的状况反馈到系统中，使人员借助可视化界面全面把握变电站运行状况。
5结束语
智能变电站是智能电网建设的重要组成部分，其在电网运行中具有十分重要的作用。一次设备的合理选择与科学应用能够保证变电站设备的监测功能，促进智能变电站的发展。
参考文献：
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[2] 姜婕，于国君 . 智能变电站一次设备的选择与应用研究 [J].科技与创新，2016，04：115.
[3] 尹骄 . 智能变电站一次设备的选择及应用研究 [J]. 通讯世界，2016，19：192-193.
论文作者:张军,史良
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/26
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 信息论文; 本体论文; 组件论文; 互感器论文; 《河南电力》2018年13期论文;