智能变电站智能一次设备框架设计研究关键思路分析

智能变电站智能一次设备框架设计研究关键思路分析

陈步福   高珮文

中国电建集团海南电力设计研究院有限公司   海南海口      570200

摘要：随着信息技术和智能化应用的不断发展，变电站智能一次设备已经成为变电站发展和数字化的重要驱动力，产生了极大的影响。本文将重点探讨智能变电站智能一次设备的框架设计，以供参考和讨论。

关键词：智能变电站；智能一次设备；框架设计

在信息技术快速发展的现代社会中，变电站的智能化改造已经逐渐成为电力系统发展的必然趋势。而在这一过程中，智能变电站智能一次设备的地位和影响都是十分重要的。

1智能变电站智能一次设备概述

智能变电站智能一次设备是指在传统的一次设备（如变压器、断路器、隔离开关、互感器等）的基础上，增加了数字化、智能化、网络化的功能，使其能够与二次设备（如保护装置、测控装置、通信装置等）进行数据交换和控制命令的执行，实现变电站的信息化和自动化。智能变电站智能一次设备的核心是电子式互感器，它可以将电流、电压等电气参数转换为数字信号，并通过光纤或电缆传输给二次设备，从而实现电气量的数字化采集 。智能变电站智能一次设备还包括智能开关，它可以实现开关的远程控制和状态的实时监测，从而实现开关的智能化控制。

2智能变电站智能一次设备的优势

2.1提高变电站的运行效率和可靠性

智能一次设备可以实现电气参数的数字化采集、信号的数字化传输、开关的智能化控制和状态的智能化监测，从而提高变电站的信息处理能力和自动化水平，减少人工干预和误操作，降低故障发生率和维护成本，提高电能质量和供电可靠性。

2.2促进变电站的数字化和标准化

促进变电站的数字化和标准化。智能一次设备与网络化二次设备相结合，构成了数字化变电站，实现了变电站内信息的共享和互操作，避免了设备的重复投入和不兼容问题，提高了变电站的资源利用率和管理水平。智能一次设备还遵循了国际通信标准和规范，如IEC61850，实现了变电站与上级调度中心和其他变电站的无缝对接，提高了变电站的互联互通能力。

2.3推动变电站的创新和发展

智能一次设备的应用引领了变电站的技术革新和产业升级，推动了电气设备行业的发展和变革，促进了一次设备和二次设备企业的相互合作与渗透，形成了新的市场需求和竞争格局。智能一次设备还为变电站的智能化改造和新能源的接入提供了技术支撑，为实现智能电网的建设和节能减排的目标奠定了基础。

3智能变电站智能一次设备框架设计

3.1电子式互感器的选择和应用

电子式互感器是一种利用光电技术将一次设备的电压电流信号转换为数字信号的新型互感器，具有无磁饱和、精度高、抗干扰强等优点。电子式互感器可以分为电容式、电感式、光电式等类型，根据变电站的布置情况和技术要求，选择合适的电子式互感器替代传统的互感器，实现一次设备的数字化测量。具体来说，首先是要选择符合国家标准和行业规范的电子式互感器。其次是要考虑变电站电压等级和电气环境，例如，电容式电压互感器适用于高压和超高压变电站，电感式电压互感器适用于中压和低压变电站，光电式电压互感器适用于任何电压等级的变电站。电子式互感器还应具备良好的抗雷击、抗电磁干扰、抗温度变化、抗湿度变化、抗污染等能力，以适应变电站的恶劣环境。再次是要考虑测量精度和保护稳定性，在电能计量方面应选择具有高精度和高稳定性的电子式互感器，如0.2S级或0.5S级的电子式电流互感器，0.2级或0.5级的电子式电压互感器。对于保护，应选择具有足够的动态范围和快速响应的电子式互感器，如10P级或15P级的电子式电流互感器。最后，电子式互感器的输出信号应与智能综合单元和通信网络的输入信号相匹配，以实现数据的有效传输和处理。

3.2智能综合单元的设计和安装

智能综合单元的设计和安装是指在智能变电站中，为一次设备（如变压器、断路器、互感器等）配置智能化的在线监测装置和智能综合单元，实现一次设备的状态感知、数据采集、信息传输和控制功能。在设计方面，需要根据设备的类型、数量、电压等级、测量和保护的需求等因素确定，一般每个一次设备配置一个智能综合单元，或者每个开关柜配置一个智能综合单元。智能综合单元一般安装于就地智能控制柜内，与一次设备通过光纤或电缆连接，与二次设备通过以太网或光纤网络连接，采用IEC 61850标准进行通信。智能综合单元的安装位置和方式应考虑到设备的防护等级、散热条件、维护空间、接线长度、信号干扰等因素，尽量保证设备的安全、稳定和可靠运行。

3.3在线监测装置的配置和联动

在线监测装置是一种能够实时监测一次设备的运行状态和故障信息的装置，包括组合电器在线感知系统、变压器在线感知系统、开关柜在线感知系统等。在线监测装置可以提供一次设备的温度、油位、气体、局放、振动、声音等多种参数，实现一次设备的状态评估和故障诊断。在具体设计上，在线监测装置一般安装于一次设备的附近或内部，与一次设备通过光纤或电缆连接，与智能综合单元或智能控制柜通过网络连接，采用IEC 61850标准进行通信。而参数配置应保证数据的准确性和一致性，同时考虑一次设备的运行参数、监测逻辑、通信协议和地址等因素。在线监测装置的参数配置可以通过智能综合单元或智能控制柜的人机界面进行，也可以通过远程控制中心的计算机进行。

结语

综上所述，智能变电站智能一次设备的框架设计要重点关注电子式互感器的选择和应用、智能综合单元的设计和安装以及在线监测装置三个方面。以确保为智能变电站提供良好的自动化功能和基本保障。

参考文献

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