智能变电站及技术特点研究

崔敏霞

摘 要：智能变电站作为智能电网的重要组成部分，其肩负着变电设备状态监测、电网运行数据信息采集、智能调节等任务。智能变电站为整个电网的安全、稳定、可靠、经济运行提供了强有力的技术支撑，它的地位和作用不言而喻。为此，应当重点加大智能变电站及其技术的研究，从而使其能够更好地为智能电网发展服务。基于此点，该文从电子式互感器技术、在线监测与智能诊断技术以及在线五防技术这三个方面对智能变电站及技术特点进行了论述。期望通过本文的研究能够对提高智能变电站的运行稳定性有所帮助。

关键词：智能变电站 技术 稳定性

中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0007-01

我国现行的GB/T 30155-2013中对智能变电站进行了如下定义：以信息数字化、通信网络化为基本要求，以智能设备为主要组成部分，能够实现信息采集、测量、监测、保护、控制等功能，且具备在线分析决策与智能调节的变电站统称为智能变电站，其最为显著的特征是集成一体化、信息标准化。近年来随着我国电网规模的不断扩大，进一步推动了智能变电站的发展。为此，加大与之相关技术的研究力度尤为必要。下面该文重点对智能变电站中的智能化技术及应用进行论述。

1 电子式互感器技术

1.1 技术优势

与常规互感器相比，电子式互感器具有如下技术优势：体积更小、质量更轻；绝缘性能优良、造价低；因构造中无铁芯，从而消除了铁磁谐振问题；抗电磁干扰能力强；动态范围大、测量精度更高，过电流范围最高能够达到上万安培；无易燃易爆等安全隐患；能够与计算机进行连接，符合智能化要求。

1.2 种类

根据使用场合的不同，可将电子式互感器划分为以下几种：有源式、无源式、直流用电子式互感器、GIS和AIS结构的电子互感器。其中有源和无源在智能变电站中的应用较多。

1.3 配置

智能变电站中应用的电子式互感器由以下两个部分组成，即传感模块、合并单元，前者的安装位置在高压一次侧，主要负责一次侧电压电流的采集与调整和数字信号转换；后者常被安装在二次侧，负责信号的同步合并处理。在电子式互感器应用的过程中，配置原则尤为重要，这是确保系统故障时不会引起保护误动和拒动的关键。传感模块中的电流应当进行冗余采样，合并单元则需要进行冗余配置，并与传感模块相连。

2 在线监测与智能诊断技术

2.1 技术特点

对于智能变电站中的一次设备而言，其绝缘的劣化以及缺陷的发展都需要一个过程，在前期时，设备的电气量和非电气量会出现渐进变化的征兆，通过对这种变化趋势的分析，便可预测出设备剩余的使用寿命及其运行可靠性，由此能够为设备状态检修提供参考依据。在线监测与智能诊断的技术特点如图1所示。

2.2 常规应用

（1）在变压器中的应用。变压器是智能变电站的重要组成部分之一，它的运行稳定与否关系重大。通过对变压器主要部件的故障统计结果可知，套管、绕组和OLTC的故障发生几率较高。想要有效杜绝变压器故障，就必须对OLTC故障、套管绝缘、变压器负荷及其运行状态进行实时监测。具体监测项目如下：油中气体监测、局部放电监测、绝缘套管监测、负荷温度监测、OLTC监测、绕组振动监测、运行状态监测、环境及温湿度监测等等。

（2）在开关设备中的应用。按照有关规定要求，应对智能变电站中的GIS及SF6断路器进行在线状态监测，具体监测内容如表1所示。

（3）在避雷器中的应用。目前，智能变电站中的避雷器在线监测技术比较成熟，基本能够实现对220 kV和110 kV避雷器的在线监测；常用的方法有两种：一种是全电流监测，另一种是阻性电流监测。具体应用时，只需要将监测仪安装在避雷器上即可，利用监测仪完成数据采集，并将信息传送给在线监测系统的进行分析。

2.3 高级应用

随着智能诊断技术的不断完善，相继出现了多种高级应用功能，从而使得故障诊断的智能化水平显著提升。其中设备管理是高级应用中较具代表性的一种，也是构建智能诊断系统的主要目的之一，具体包括以下信息的记录与采集：变电设备的技术参数、设备记录、实时检测数据等等。根据在线诊断和评价结果，并结合上述记录，便可建立起设备的健康档案，由此能够实现对设备信息的全面管理。

3 在线五防技术

对于智能变电站中的设备而言，当运行方式改变或是需要进行维护检修时，便需要对相关设备进行一系列操作。为了防止误操作情况的发生，应当制定防误闭锁操作规程。现阶段，大部分智能变电站中应用的都是微机防误闭锁系统，而该系统为离线式，防误主机无法实现实时操作，闭锁逻辑也只能在事前做出判断，却不能反映出现场的变化情况。不仅如此，该系统的附属配件相对较多，安装也十分复杂，从而增大了运维工作量。而新的在线五防系统却能够有效解决上述问题。

在线五防系统将后台五防装置与前端的测控装置紧密联系在一起，通过断路器、隔离开关及锁具等设备的反馈接点信号，后台能够对全站进行逻辑闭锁。而位于间隔层的测控装置则能实现本间隔的五防逻辑闭锁，再通过对后台和本装置闭锁信号的判断，便可实现在线式的五防闭锁功能。此外，借助网络技术，还能够实现调度端的五防闭锁，这为智能变电站的安全、稳定、可靠运行提供了坚实保障。

4 结语

总而言之，智能变电站作为智能电网的核心部分，其现已成为电力系统发展的关键之所在，也是变电站未来发展的主流趋势。在这一背景下，加大对智能变电站相关技术的研究力度非常必要，通过各种技术的应用，能够有效降低智能变电站运行中各类事故的发生几率，有助于变电效率的提高。

参考文献

[1] 李瑞生.智能变电站功能架构及设计原则[J].电力系统保护与控制，2010（11）：37-39.

[2] 魏勇.智能变电站过程层网络采用EPON技术实用性研究[J].电气技术，2011（10）：16-18.

[3] 韩琪.数字化变电站应用及智能变电站发展趋势研究[D].济南：山东大学，2011.endprint

摘 要：智能变电站作为智能电网的重要组成部分，其肩负着变电设备状态监测、电网运行数据信息采集、智能调节等任务。智能变电站为整个电网的安全、稳定、可靠、经济运行提供了强有力的技术支撑，它的地位和作用不言而喻。为此，应当重点加大智能变电站及其技术的研究，从而使其能够更好地为智能电网发展服务。基于此点，该文从电子式互感器技术、在线监测与智能诊断技术以及在线五防技术这三个方面对智能变电站及技术特点进行了论述。期望通过本文的研究能够对提高智能变电站的运行稳定性有所帮助。

关键词：智能变电站 技术 稳定性

中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0007-01

我国现行的GB/T 30155-2013中对智能变电站进行了如下定义：以信息数字化、通信网络化为基本要求，以智能设备为主要组成部分，能够实现信息采集、测量、监测、保护、控制等功能，且具备在线分析决策与智能调节的变电站统称为智能变电站，其最为显著的特征是集成一体化、信息标准化。近年来随着我国电网规模的不断扩大，进一步推动了智能变电站的发展。为此，加大与之相关技术的研究力度尤为必要。下面该文重点对智能变电站中的智能化技术及应用进行论述。

1 电子式互感器技术

1.1 技术优势

与常规互感器相比，电子式互感器具有如下技术优势：体积更小、质量更轻；绝缘性能优良、造价低；因构造中无铁芯，从而消除了铁磁谐振问题；抗电磁干扰能力强；动态范围大、测量精度更高，过电流范围最高能够达到上万安培；无易燃易爆等安全隐患；能够与计算机进行连接，符合智能化要求。

1.2 种类

根据使用场合的不同，可将电子式互感器划分为以下几种：有源式、无源式、直流用电子式互感器、GIS和AIS结构的电子互感器。其中有源和无源在智能变电站中的应用较多。

1.3 配置

智能变电站中应用的电子式互感器由以下两个部分组成，即传感模块、合并单元，前者的安装位置在高压一次侧，主要负责一次侧电压电流的采集与调整和数字信号转换；后者常被安装在二次侧，负责信号的同步合并处理。在电子式互感器应用的过程中，配置原则尤为重要，这是确保系统故障时不会引起保护误动和拒动的关键。传感模块中的电流应当进行冗余采样，合并单元则需要进行冗余配置，并与传感模块相连。

2 在线监测与智能诊断技术

2.1 技术特点

对于智能变电站中的一次设备而言，其绝缘的劣化以及缺陷的发展都需要一个过程，在前期时，设备的电气量和非电气量会出现渐进变化的征兆，通过对这种变化趋势的分析，便可预测出设备剩余的使用寿命及其运行可靠性，由此能够为设备状态检修提供参考依据。在线监测与智能诊断的技术特点如图1所示。

2.2 常规应用

（1）在变压器中的应用。变压器是智能变电站的重要组成部分之一，它的运行稳定与否关系重大。通过对变压器主要部件的故障统计结果可知，套管、绕组和OLTC的故障发生几率较高。想要有效杜绝变压器故障，就必须对OLTC故障、套管绝缘、变压器负荷及其运行状态进行实时监测。具体监测项目如下：油中气体监测、局部放电监测、绝缘套管监测、负荷温度监测、OLTC监测、绕组振动监测、运行状态监测、环境及温湿度监测等等。

（2）在开关设备中的应用。按照有关规定要求，应对智能变电站中的GIS及SF6断路器进行在线状态监测，具体监测内容如表1所示。

（3）在避雷器中的应用。目前，智能变电站中的避雷器在线监测技术比较成熟，基本能够实现对220 kV和110 kV避雷器的在线监测；常用的方法有两种：一种是全电流监测，另一种是阻性电流监测。具体应用时，只需要将监测仪安装在避雷器上即可，利用监测仪完成数据采集，并将信息传送给在线监测系统的进行分析。

2.3 高级应用

随着智能诊断技术的不断完善，相继出现了多种高级应用功能，从而使得故障诊断的智能化水平显著提升。其中设备管理是高级应用中较具代表性的一种，也是构建智能诊断系统的主要目的之一，具体包括以下信息的记录与采集：变电设备的技术参数、设备记录、实时检测数据等等。根据在线诊断和评价结果，并结合上述记录，便可建立起设备的健康档案，由此能够实现对设备信息的全面管理。

3 在线五防技术

对于智能变电站中的设备而言，当运行方式改变或是需要进行维护检修时，便需要对相关设备进行一系列操作。为了防止误操作情况的发生，应当制定防误闭锁操作规程。现阶段，大部分智能变电站中应用的都是微机防误闭锁系统，而该系统为离线式，防误主机无法实现实时操作，闭锁逻辑也只能在事前做出判断，却不能反映出现场的变化情况。不仅如此，该系统的附属配件相对较多，安装也十分复杂，从而增大了运维工作量。而新的在线五防系统却能够有效解决上述问题。

在线五防系统将后台五防装置与前端的测控装置紧密联系在一起，通过断路器、隔离开关及锁具等设备的反馈接点信号，后台能够对全站进行逻辑闭锁。而位于间隔层的测控装置则能实现本间隔的五防逻辑闭锁，再通过对后台和本装置闭锁信号的判断，便可实现在线式的五防闭锁功能。此外，借助网络技术，还能够实现调度端的五防闭锁，这为智能变电站的安全、稳定、可靠运行提供了坚实保障。

4 结语

总而言之，智能变电站作为智能电网的核心部分，其现已成为电力系统发展的关键之所在，也是变电站未来发展的主流趋势。在这一背景下，加大对智能变电站相关技术的研究力度非常必要，通过各种技术的应用，能够有效降低智能变电站运行中各类事故的发生几率，有助于变电效率的提高。

参考文献

[1] 李瑞生.智能变电站功能架构及设计原则[J].电力系统保护与控制，2010（11）：37-39.

[2] 魏勇.智能变电站过程层网络采用EPON技术实用性研究[J].电气技术，2011（10）：16-18.

[3] 韩琪.数字化变电站应用及智能变电站发展趋势研究[D].济南：山东大学，2011.endprint

摘 要：智能变电站作为智能电网的重要组成部分，其肩负着变电设备状态监测、电网运行数据信息采集、智能调节等任务。智能变电站为整个电网的安全、稳定、可靠、经济运行提供了强有力的技术支撑，它的地位和作用不言而喻。为此，应当重点加大智能变电站及其技术的研究，从而使其能够更好地为智能电网发展服务。基于此点，该文从电子式互感器技术、在线监测与智能诊断技术以及在线五防技术这三个方面对智能变电站及技术特点进行了论述。期望通过本文的研究能够对提高智能变电站的运行稳定性有所帮助。

关键词：智能变电站 技术 稳定性

中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0007-01

我国现行的GB/T 30155-2013中对智能变电站进行了如下定义：以信息数字化、通信网络化为基本要求，以智能设备为主要组成部分，能够实现信息采集、测量、监测、保护、控制等功能，且具备在线分析决策与智能调节的变电站统称为智能变电站，其最为显著的特征是集成一体化、信息标准化。近年来随着我国电网规模的不断扩大，进一步推动了智能变电站的发展。为此，加大与之相关技术的研究力度尤为必要。下面该文重点对智能变电站中的智能化技术及应用进行论述。

1 电子式互感器技术

1.1 技术优势

与常规互感器相比，电子式互感器具有如下技术优势：体积更小、质量更轻；绝缘性能优良、造价低；因构造中无铁芯，从而消除了铁磁谐振问题；抗电磁干扰能力强；动态范围大、测量精度更高，过电流范围最高能够达到上万安培；无易燃易爆等安全隐患；能够与计算机进行连接，符合智能化要求。

1.2 种类

根据使用场合的不同，可将电子式互感器划分为以下几种：有源式、无源式、直流用电子式互感器、GIS和AIS结构的电子互感器。其中有源和无源在智能变电站中的应用较多。

1.3 配置

智能变电站中应用的电子式互感器由以下两个部分组成，即传感模块、合并单元，前者的安装位置在高压一次侧，主要负责一次侧电压电流的采集与调整和数字信号转换；后者常被安装在二次侧，负责信号的同步合并处理。在电子式互感器应用的过程中，配置原则尤为重要，这是确保系统故障时不会引起保护误动和拒动的关键。传感模块中的电流应当进行冗余采样，合并单元则需要进行冗余配置，并与传感模块相连。

2 在线监测与智能诊断技术

2.1 技术特点

对于智能变电站中的一次设备而言，其绝缘的劣化以及缺陷的发展都需要一个过程，在前期时，设备的电气量和非电气量会出现渐进变化的征兆，通过对这种变化趋势的分析，便可预测出设备剩余的使用寿命及其运行可靠性，由此能够为设备状态检修提供参考依据。在线监测与智能诊断的技术特点如图1所示。

2.2 常规应用

（1）在变压器中的应用。变压器是智能变电站的重要组成部分之一，它的运行稳定与否关系重大。通过对变压器主要部件的故障统计结果可知，套管、绕组和OLTC的故障发生几率较高。想要有效杜绝变压器故障，就必须对OLTC故障、套管绝缘、变压器负荷及其运行状态进行实时监测。具体监测项目如下：油中气体监测、局部放电监测、绝缘套管监测、负荷温度监测、OLTC监测、绕组振动监测、运行状态监测、环境及温湿度监测等等。

（2）在开关设备中的应用。按照有关规定要求，应对智能变电站中的GIS及SF6断路器进行在线状态监测，具体监测内容如表1所示。

（3）在避雷器中的应用。目前，智能变电站中的避雷器在线监测技术比较成熟，基本能够实现对220 kV和110 kV避雷器的在线监测；常用的方法有两种：一种是全电流监测，另一种是阻性电流监测。具体应用时，只需要将监测仪安装在避雷器上即可，利用监测仪完成数据采集，并将信息传送给在线监测系统的进行分析。

2.3 高级应用

随着智能诊断技术的不断完善，相继出现了多种高级应用功能，从而使得故障诊断的智能化水平显著提升。其中设备管理是高级应用中较具代表性的一种，也是构建智能诊断系统的主要目的之一，具体包括以下信息的记录与采集：变电设备的技术参数、设备记录、实时检测数据等等。根据在线诊断和评价结果，并结合上述记录，便可建立起设备的健康档案，由此能够实现对设备信息的全面管理。

3 在线五防技术

对于智能变电站中的设备而言，当运行方式改变或是需要进行维护检修时，便需要对相关设备进行一系列操作。为了防止误操作情况的发生，应当制定防误闭锁操作规程。现阶段，大部分智能变电站中应用的都是微机防误闭锁系统，而该系统为离线式，防误主机无法实现实时操作，闭锁逻辑也只能在事前做出判断，却不能反映出现场的变化情况。不仅如此，该系统的附属配件相对较多，安装也十分复杂，从而增大了运维工作量。而新的在线五防系统却能够有效解决上述问题。

在线五防系统将后台五防装置与前端的测控装置紧密联系在一起，通过断路器、隔离开关及锁具等设备的反馈接点信号，后台能够对全站进行逻辑闭锁。而位于间隔层的测控装置则能实现本间隔的五防逻辑闭锁，再通过对后台和本装置闭锁信号的判断，便可实现在线式的五防闭锁功能。此外，借助网络技术，还能够实现调度端的五防闭锁，这为智能变电站的安全、稳定、可靠运行提供了坚实保障。

4 结语

总而言之，智能变电站作为智能电网的核心部分，其现已成为电力系统发展的关键之所在，也是变电站未来发展的主流趋势。在这一背景下，加大对智能变电站相关技术的研究力度非常必要，通过各种技术的应用，能够有效降低智能变电站运行中各类事故的发生几率，有助于变电效率的提高。

参考文献

[1] 李瑞生.智能变电站功能架构及设计原则[J].电力系统保护与控制，2010（11）：37-39.

[2] 魏勇.智能变电站过程层网络采用EPON技术实用性研究[J].电气技术，2011（10）：16-18.

[3] 韩琪.数字化变电站应用及智能变电站发展趋势研究[D].济南：山东大学，2011.endprint