溫鐵明，王 壯，申曉慧

(國網(wǎng)吉林省電力有限公司長春市雙陽區(qū)供電公司，長春 130600)

電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計及發(fā)展探析

溫鐵明，王 壯，申曉慧

(國網(wǎng)吉林省電力有限公司長春市雙陽區(qū)供電公司，長春 130600)

為了充分發(fā)揮電力設(shè)備智能化設(shè)計的優(yōu)勢，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性，從智能變電站的組成、定義、特性進行分析論述，增進對一次設(shè)備智能化設(shè)計的了解，推動電力智能化設(shè)備的發(fā)展。

智能化設(shè)計；一次設(shè)備；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；主要特性

智能變電站是具有環(huán)保、先進、穩(wěn)固、集成、節(jié)能等高級應(yīng)用功能的現(xiàn)代變電站，智能變電站作用的發(fā)揮有利于提升電力生產(chǎn)和使用效率。以智能變電站基本定義和主要特性為切入點，切實做好電力智能化設(shè)備應(yīng)用，深入挖掘能力優(yōu)勢。

1 智能變電站基本定義和特性

現(xiàn)代智能變電站具備先進、節(jié)能、環(huán)保、穩(wěn)固等特點，它具有高級應(yīng)用功能，充分利用了網(wǎng)絡(luò)信息平臺，進行數(shù)據(jù)收集、輸送和維護檢測，等等，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用還結(jié)合實際需求，實現(xiàn)電網(wǎng)智能化調(diào)節(jié)、在線分析決策、實時自控等高難度的應(yīng)用。

智能變電站的重要特性表現(xiàn)在以下幾個方面：一次設(shè)備智能化、信息交互準確化、系統(tǒng)高度集成化、分析決策在線化、保護控制協(xié)同化。性能較為完善的變電站設(shè)備為變電運行創(chuàng)造了堅實的基礎(chǔ)，正因如此，綜合分析與自動協(xié)同控制能力已經(jīng)成為變電站智能化最為重要的標志之一，也是數(shù)字化信息設(shè)備不斷發(fā)展的成果，智能化實現(xiàn)了設(shè)備功能的集成，增加了設(shè)備應(yīng)用性能。

2 智能變電站的結(jié)構(gòu)

智能變電站設(shè)備主要由過程層、站控層、間隔層構(gòu)成，過程層主要用于實時檢測電力的電氣量，對操作控制進行驅(qū)動與執(zhí)行，檢測電力設(shè)備的實際運行狀態(tài)參數(shù)；站控層的任務(wù)是利用網(wǎng)絡(luò)的匯總功能，對全站實施數(shù)據(jù)信息的監(jiān)控，刷新數(shù)據(jù)庫，登陸歷史數(shù)據(jù)庫，并且按照歷史數(shù)據(jù)庫的登陸記錄輸送數(shù)據(jù)，確?？刂浦行幕蛘{(diào)度中心數(shù)據(jù)的及時性和準確性；間隔層是對被隔間過程層中的實時數(shù)據(jù)信息進行的匯總，能夠?qū)σ淮卧O(shè)備發(fā)揮出保護控制的基本功能，將本隔間之內(nèi)的操作閉鎖完成之后，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集工作，控制命令和統(tǒng)計運算工作，間隔層具有承上啟下的通信功能，是對過程層和站控層通信功能的連接，它具有對過程層相關(guān)設(shè)備在線組態(tài)、在線維護和參數(shù)功能修改等。為了確保網(wǎng)絡(luò)通信的及時性和可靠性，必要時可采用雙扣全雙方式進行上下網(wǎng)絡(luò)接口的連接。

過程層設(shè)備實現(xiàn)了一次設(shè)備與二次系統(tǒng)之間的聯(lián)系，并向間隔層提供了準確的一次設(shè)備數(shù)據(jù)，完成站控層和間隔層對一次設(shè)備的調(diào)節(jié)和控制等功能，進一步完成一次設(shè)備保護、控制、測量及檢測等功能。狀態(tài)可視化、信息互動化、控制網(wǎng)絡(luò)化等是智能組件的主要特征，智能組件融合了間隔層與過程層的部分功能，兼具計量、測量、保護、控制及檢測的部分或大部分功能。隨著科技的發(fā)展，我們將智能組件與一次設(shè)備進行有機結(jié)合，這種做法推動了高壓設(shè)備智能外置組建和內(nèi)嵌部分，想實現(xiàn)一次設(shè)備智能化，必須做好智能組件工作。

3 變電站一次設(shè)備智能化

一次設(shè)備與二次設(shè)備共同組成了變電站設(shè)備，一次設(shè)備主要有斷路器、變壓器、母線及互感器等幾部分構(gòu)成，二次設(shè)備包括自動化系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)，以及智能組件等部分。在一次設(shè)備的智能化上能充分體現(xiàn)變電站的智能化，一次設(shè)備的智能化是以較為精準的信息接口為基礎(chǔ)，進一步實現(xiàn)信息保護、自動調(diào)節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控等方面應(yīng)用為一體，做好智能電網(wǎng)中的信息應(yīng)用，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)任務(wù)的集中控制工作。

變電站的一次設(shè)備智能化，已經(jīng)擁有了較為完善的自我運行監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)運行功能，能夠?qū)σ淮卧O(shè)備實際運行狀態(tài)中存在的故障實施有效監(jiān)控，準確的掌握運行故障的具體源頭與程度，為電氣設(shè)備維修人員在檢修工作上提供準確的數(shù)據(jù)支持。在智能化一次設(shè)備上，電網(wǎng)往往具有較大的靈活性，基于此種特性，可以在大規(guī)格間隙發(fā)電與分布式發(fā)電中接入。

在變電站智能一體化信息平臺的建設(shè)過程中，智能化一次設(shè)備發(fā)揮了巨大的作用，智能化一次設(shè)備的運用大大的完善了變電站的自我監(jiān)測系統(tǒng)，提升了變電站的自我監(jiān)測能力，使變電站的各個單元狀態(tài)得以更好的報告與檢測，從而構(gòu)成一個更加完善的在線監(jiān)控數(shù)據(jù)庫。準確掌握設(shè)備不同時段內(nèi)的運行數(shù)據(jù)，并為電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測管理提供數(shù)據(jù)，專業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析對管理者和使用者決策具有較高的參考價值，更好的實現(xiàn)變電站智能設(shè)備的自行監(jiān)控診斷目標。

智能組件作為一次設(shè)備智能化的核心部件，應(yīng)用上有著嚴格要求：第一，投入使用的智能組件不能影響或改變一次設(shè)備的正常運行。第二，智能組件要實施連續(xù)自動監(jiān)測、數(shù)據(jù)的存儲和處理；發(fā)揮智能組件報警和自檢功能，實現(xiàn)智能組件合理監(jiān)測的靈敏度和抗干擾能力。第三，智能組件能夠提升監(jiān)測結(jié)果的重復(fù)性和可靠性、準確度。

智能變電站采用的油色譜主要區(qū)分在過熱類型、放電類型、油絕緣紙過熱或油過熱等。局部放電監(jiān)測主要反映出油中氣體放電和電暈等方面的缺陷，微水監(jiān)測反映出油受潮的情況。變壓器狀態(tài)監(jiān)測功能已經(jīng)取得了一定的突破，監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)形成了一個獨立自主的體系，能夠?qū)崿F(xiàn)對變壓器各個部件的有效監(jiān)控。電力變電站專家診斷系統(tǒng)是變壓器智能化的核心，但需要積累大量的設(shè)備運行數(shù)據(jù)。要發(fā)揮設(shè)備的運行特性，進行系統(tǒng)運行問題的診斷研究，實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)的智能化診斷。還要充分考慮傳感器的使用壽命，確保內(nèi)置傳感器不會對主設(shè)備的運行產(chǎn)生不良影響。

通過對智能化設(shè)備開關(guān)的運用，全面提升了GIS密度微水在線監(jiān)測系統(tǒng)對氣體密度和實際情況的整體監(jiān)控，在線監(jiān)控系統(tǒng)在很大程度上完成了對GIS局部放電的在線監(jiān)測；以溫度傳感器進行GIS內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)采集，GIS設(shè)備光纖測溫在線監(jiān)測能夠直觀地反映出GIS內(nèi)部溫度的升降情況。

在電力系統(tǒng)中，放電檢測是GIS絕緣在線檢測應(yīng)用中最有效的方法之一，這種檢測方法不僅能夠及時、準確的發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備在安裝過程中、維修過程中、制造過程中因為雜物、導(dǎo)電微粒而造成的電極刮傷、毛刺等情況，還能夠更加清楚的掌握接地接觸、絕緣內(nèi)部氣隙存在的缺陷，實現(xiàn)對局部故障定點的多點檢測目的。

電子互感器對被測信號的感應(yīng)是利用了電測感應(yīng)原理，采用羅氏線圈原理，實施電容、電阻、電感分壓等方式，在環(huán)狀非鐵磁性骨架的空心線圈上纏繞羅氏線圈的目的是為了進一步降低磁滯、磁暴發(fā)生的可能性。

4 結(jié)語

社會經(jīng)濟快速發(fā)展，加快了時代文明的步伐。先進科學(xué)技術(shù)手段在電力系統(tǒng)的應(yīng)用也促進了電力企業(yè)一次設(shè)備的智能化發(fā)展。電力產(chǎn)業(yè)的智能化轉(zhuǎn)變極大地提升了設(shè)備的應(yīng)用性能和工作質(zhì)量、效率。電力資源是我們生活工作中不可或缺的一部分，充分發(fā)揮一次設(shè)備智能化作用，提升電力資源的利用率。

[1] 朱凱. 關(guān)于智能化變電站監(jiān)控與運維的研究[J]. 電子測試，2016，(12)：1-4.

[2] 尹峰，陳波，蘇燁，等. 智慧電廠與智能發(fā)電典型研究方向及關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 浙江電力，2017，(10)：23-24.

[3] 陳心宇. 淺析電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計及其發(fā)展[J]. 企業(yè)改革與管理，2014，(11)：83-84.

[4] 董雪，吳斌，栗王凱. 淺談電力一次設(shè)備智能化的設(shè)計與發(fā)展趨勢[J]. 黑龍江科學(xué)，2014，(01)： 95-96.

[5] 陳進. 110 kV智能化變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計[D]. 長沙：湖南大學(xué)，2014.

[6] 賀霞. 智能變電站斷路器在線監(jiān)測裝置設(shè)計[D]. 西安：西安工程大學(xué)，2012.

[7] 黃磊. 智能變電站智能開關(guān)設(shè)備控制器的研究與實現(xiàn)[D]. 南京：南京理工大學(xué)，2013.

[8] 牛健飛. 智能變電站一次設(shè)備智能化設(shè)計[D]. 濟南：山東大學(xué)，2014.

[9] 劉守剛. 110 kV智能變電站設(shè)計及其可靠性分析[D]. 北京：華北電力大學(xué)，2012.

[10] 石芳. 變電站一次設(shè)備智能化及在線監(jiān)測研究[D]. 北京：華北電力大學(xué)，2014.

Intelligentdesignofelectricprimaryequipmentanditsdevelopment

WEN Tie-ming, WANG Zhuang, SHEN Xiao-hui

(State Grid Jilin Power Co., Ltd. Changchun Power Supply Company of Shuangyang District, Changchun 130600, China)

In order to give full play to the advantages of intelligent design of power equipment and improve the stability of equipment operation, this paper analyzes and elaborates the composition, definition and characteristics of intelligent substation, enhances the understanding of intelligent design of primary equipment, and promotes the development of intelligent power equipment.

Intelligent design; Primary equipment; Grid structure; Main characteristics

F426.6

B

1674-8646(2017)21-0072-02

2017-09-15

溫鐵明(1982-)，男，助理工程師。