新一代智能变电站一次设备智能化的探讨和展望 发表时间：2018-06-06T15:41:45.967Z 来源：《科技新时代》2018年3期作者：田军韩志惠[导读] 摘要：本文分析了新一代智能变电站一次设备的智能化，阐述了智能变电站与智能化一次设备的主要概念，针对一次设备智能化进行了深入研究，结合笔者本次研究，最终提出了要对智能化的一次设备进行深化检修智能和全生命周期管理策略。 摘要：本文分析了新一代智能变电站一次设备的智能化，阐述了智能变电站与智能化一次设备的主要概念，针对一次设备智能化进行了深入研究，结合笔者本次研究，最终提出了要对智能化的一次设备进行深化检修智能和全生命周期管理策略。希望通过本文的分析研究，实现新一代智能变电站一次设备功能的最大化，从而确保变电站安全、稳定运行的目标。 关键词：智能变电站；一次设备；智能化随着科学技术的飞速发展，产生了新一代的智能变电站，然而变电站的智能化只是一种保证变电站安全、稳定的手段。由于智能电网具有系统性、复杂性，并且受到规划与设计变电站、设置智能系统网架、智能电网的运行方式等多方面的因素影响制约，所以仅仅依靠智能化是不能够有效的保障变电站运行的安全、稳定。除此之外，在运用智能化技术的时候，要重视电网的安全性、可靠性、经济性，做到有效的利用一次设备智能化技术，提高变电站的智能化水平，从而保障了电网运行的安全性、稳定性。 1 新一代智能变电站一次设备智能化的探讨 1.1智能变电站 智能变电站的基本要求是实现全站信息的数字化、通信平台的网络化、信息共享的标准化，通过采用可靠、集成、先进、环保的智能化设备来实现其功能，如对信息的收集、测量、控制、保护、计量和检测等的基本功能，和一些自动控制、智能调整、在线分析、互动协同等高级功能。智能变电站的组成部分为智能化的一次设备和信息管理系统。智能化的一次设备的智能化表现在变压器智能化、开关设备智能化、电子互感器等[1]。 1.2 一次设备智能化 变电站的一次设备主要有变压器、避雷器、母线、互感器、断路器等等。智能变电站一次设备智能化，主要是在以往一次设备功能的基础上，采用通讯协议与信息管理系统进行数据的交互，其基本功能是测控、通讯、保护。一次设备的智能化还具有强大的信息交互、强大的自己监测与诊断能力，既能够对设备的运行状态进行科学的检查与测试，又可以尽早的预测与识别故障，并且及时的将预测分析的结果反馈给相应的设备管理部门，从而为状态的检修提供了可靠的信息依据。另外，在设备出现故障之后，它可以进行自动化的分析、识别、与评估。下面对变电站的一次设备中的变压器智能化、避雷器智能化进行了简要介绍： 1.2.1变压器智能化 新一代智能变电站一次设备中，变压器的智能化是指变压器在运行和监测时候的自动化。其自动化的主要内容是：实时监测变压器油色谱、绝缘、电流、电力负荷、油温，并且控制管理变压器油品对气与水的溶解等问题，及时断开和处理变压器的局部放电、介质损耗、绕组短路等，有效的调整负荷温度、铁芯电流、冷却器状态，从而确保变压器的功能能够正常发挥。 1.2.2避雷器智能化 变电站安全运行的设备与结构基础是避雷器，并且避雷器的智能化是智能变电站的重要前提。在变电站中使用智能化的避雷器，能够全面的检测电流、电压、动作和能够有效的控制全电流、阻性电流，从而有效的保障避雷器功能。与此同时，可以通过将智能化避雷器与智能变电站的网络或者是管理系统有效的结合，来实现通信与调控功能，并且把智能化避雷器向整个智能变电站体系转化，有利于加强变电站的智能化和变电站运行的安全化。 1.3一次设备智能化的评判准则 新一代智能变电站一次设备智能化，不仅仅是对设备进行信息化的处理与网络化的运用，它还是智能化的体系和结构，具有设计科学、布局合理、建设严格等特点，要对智能变电站一次设备的智能化评判可以依据其智能性、及时性、功能性准则来进行，以保障设备在运行时的安全、稳定、准确[2]。 1.4一次设备智能化正常运行的要求 智能化一次设备要正常运行，就必须确保智能一次设备的相关智能元件不受损，那么就要使智能元件满足以下要求： 1.4.1在使用智能元件后，智能化一次设备能够正常运行。 1.4.2智能元件要及时的监测分析主要的设备，并且要自动的将数据记录储存下来。 1.4.3智能元件要有自我检测和报警的功能，并且其检测的灵敏性要符合设备功能的要求。 1.4.4智能元件要有对电磁抗干扰的能力。 1.4.5智能元件最终得出的监测数据要确实可靠。 2 新一代智能变电站一次设备智能化的展望 2.1新一代智能变电站一次设备智能化 一方面变电站一次设备可以通过优化智能组件、组网来建立变电站一次设备的通信系统，从而达到实时监测的目的，以确保一次设备监控能力的提升。另一方面，变电站可以采用一次设备的集成体系中的集成设备，将一次设备的使用寿命延长和提高其运行的精确度，从而不仅可以保证一次设备的安全稳定，还有利于提高一次设备的智能化水平。另外，变电站一次设备要对将来现代化升级和智能化拓展一定的空间和结构，以确保其能够顺应时代的潮流稳定发展。 2.2检修智能深化 变电站一次设备中的检修智能化，既是实现智能化的重要保证，又是智能变电站对一次设备功能与稳定维护的重要前提。智能变电站一次设备的运行时，可以采用新型的处理技术对产生的运行状态与数据信息进行处理，从而有效的检测维修智能变电站一次设备，智能变电站建设中智能化检修是其基本需求。在进行智能化维修时，可以通过设立智能化检修系统与信息处理系统，从而对一次设备运行信息的数据库进行完善，从而达到对一次设备运行状况进行实时自我诊断的目的。与此同时，要做好及时报警和判断智能变电站一次设备运行过程中的问题和故障。最后，通过对变电站一次设备检修智能的深化，来有效的控制一次设备运行中存在的风险，进而提升智能变电站一次设备的稳定性、可靠性、安全性。
智能变电站与传统变电站的区别与联系 智能变电站与传统变电站的区别与联系主要有两点： 1：根据国家电网智能电网建设的整体部署,十二五期间,国家电网将推广智能变电站建设,各网省公司积极开展智能变电站的研究及试点工程。安徽省110kV桓谭变是国家电网公司智能电网建设第二批试点工程,采用了基于IEC61850标准的变电站自动化系统。首次采用全光纤电流互感器,光PT挂网运行。本文针对110kV桓谭变继电保护的新特点探讨了智能化变电站和传统变电站继电保护的异同。2智能变电站相比于传统变电站的几个关键技术 2.1智能化变电站各保护装置采用了统一的通信规范,即IEC61850通信规范IEC61850 是新一代的变电站自动化系统的国际标准,它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。同传统的IEC60870-5-103标准相比,它不仅仅是一个单纯的通信规约,而是数字化变电站自动化系统的标准,它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模,采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口,增强了设备之间的互操作性,可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。智能化一次设备和数字式变电站要求变电站自动化采用IEC6 数字化变电站按照一次设备智能化、二次设备网络化的设计思路参照IEC61850的标准将变电站分为过程层、间隔层和站控层3个部分，其中过程层由模拟量收集终端合并单元和实现开关输入输出的智能单元构成；间隔层主要由保护装置和测控装置组成；站控层主要包括监控，远动和故障信息子系统构成。 首先，智能变电站的过程层由传统的一次设备和智能组建柜组成，智能组建柜中有合并单元和智能操作箱两个装置。变电站常规互感器的数据合并单元采取就地安装的原则，通过交流就地采样电缆传送模拟信号，并将采样数据处理后通过 IEC61850-9-1、 IEC61850-9-2 或者 IEC60044-8 的协议借助光纤通道发送到网络交换机供需要该模拟量的保护或者测控装置共享数据。智能操作箱解决了传统一次设备和数字化网络的接口问题，作为数字化变电站一次开关设备操作的智能终端，将传统一次设备和保护测控等装置通过光纤网络连接，完成对断路器、刀闸的分合操作，智能操作箱接收保护和测控装置通过GOOSE 网下发的断路器或刀闸的分、合及闭锁命令，然后转换成相应的继电器硬接点输出。 其次，在传统变电站二次系统中保护装置所需的模拟量信息和设备运行状态等信息需要通过电缆传送，动作逻辑需要在多个装置之间传递启动和闭锁信号，在各间隔层设备之间，间隔层和过程层设备之间需用大量的电缆连接，使传统方式下各个保护装置之间存在较多硬开入连线，导致二次回路接线比较复杂，容易出错、可靠性不高；而吴山变电站采用支持变电站通信标准IEC61850中GOOSE 输入和输出功能的保护和测控装置。间隔层装置之间通过以太网联系各间隔层设备，通过网络共享电流电压量和开关量信息，借助虚端子完成保护的动作逻辑和相关间隔之间的闭锁功能，其中电流电压量和开关量的传输分别采用IEC61850规约中的单播采样值SMV服务和面向通用对象的变电站事件GOOSE服务完成。这就是为什么在保护屏上没有任何二次接线的缘故。为保证保护装置和开关之间的可靠性，吴山变电站的主变采用两套南瑞的保护，每套保护使用单独的光纤与智能操作箱联系，与传统的双重保护配置不同的是，吴山站只是共用一个操作箱。 最后，站控层网络采用网线连接，间隔层与站控层之间按照制造报文规范 MMS(Manufacturing Message Specification)通过网络进行数据交互，完成对变电站的
智能化变电站的概念及架构前言 在中国，国家电网公司的定义是：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一的坚强智能化电网。通过电力流、业务流、信息流的一体化融合，实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，极大提高电网的资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能力，带动电力行业及其他产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求涉及到电网发、输、配、售、用的各个环节。常用称谓是坚强智能电网，统一性、坚强网架、智能化的高度融合。
目录 一、智能化变电站的概念 (3) 二、智能化变电站的功能特征 (3) 三、智能化变电站与数字化变电站的区别 (5) 四、智能化变电站架构 (6) 1、数字化变电站的集成化 (6) 2、智能化变电站综合集成化智能装置及其功能结构 (7) 3、综合集成的智能化变电站的架构 (9) 五、智能化变电站的关键技术 (10) L、智能化变电站技术体系、技术标准及技术规范研究。 (11) 2、智能化一、二次设备智能化集成技术研究。 (11) 3、智能化变电站全景信息采集及统一建模技术研究。 (11) 4、智能化变电站系统和设备系统模型的自动重构技术研究。 (12) 5、基于电力电子的智能化柔性电力设备的研发及其应用技术的研究。 (12) 6、间歇性分布式电源接入技术的研究。 (13) 7、智能化变电站广域协同控制保护技术研究。 (13) 六、五防系统在智能化变电站中应用分析 (13) 1、智能化变电站对五防的要求 (14) 2、智能化变电站中一体化五防的特点 (14) 3、网络化五防 (15) 1）、智能化变电站间隔层五防的GOOSE机制分析 (15) 2）、实现间隔层五防的方式 (15) 3）、实现间隔层五防GOOSE机制的优点 (16) 4)、智能化变电站间隔层五防影响 (16)
智能变电站辅助系统综合 监控平台介绍 Prepared on 24 November 2020
智能变电站辅助系统综合监控平台 一、系统概述 智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术，对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控，实现集中管理和一体化集成联动，为变电站的安全生产提供可靠的保障，从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。 二、系统组成 （一）、系统架构 （二）、系统网络拓扑
交换机服务器 站端后台机 网络视频服务器 门禁 摄像摄像头 户外刀闸温 蓄电池在线监测开关柜温度监测 电缆沟/接头温度监测SF6监测 空调仪表 电压UPS 温湿度电流烟感 电容器打火红外对射 门磁 非法入侵玻璃破碎电子围栏 水浸 空调 风机灯光 警笛 警灯 联动 协议转换器协议转换器协议转换器 消防系统 安防系统 其他子系统 TCP/IP 网络 上级监控平台 采集/控制主机 智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或 RS232/485接口进行连接，包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等，并通过软件平台进行集成和集中监视控制，形成一套辅助系统综合监控平台。 （三）、核心硬件设备：智能配电一体化监控装置 PDAS-100系列智能配电一体化监控装置，大批量应用在变电站、开闭所 和基站，实践证明产品质量的可靠性，能够兼容并利用现有绝大部分设备，有效保护客户的已有投资。能够实现大部分的传感器解析和设备控制，以及设备内部的联动控制，脱机实现联动、报警以及记录等功能。工业级设计，通过EMC4级和国网指定结构检测。 智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无 线检测，变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体
发电厂变电站概述
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发电厂变电站 一、发电厂 发电厂：是把各种天然能源（化学能、水能、原子能等）转换成电能的工厂。 1．火力发电厂 火力发电厂:是把化石燃料(煤、油、天然气、油页岩等）的化学能转换成电能的工厂，简称火电厂。 火电厂的原动机大都为汽轮机,也有用燃气轮机、柴油机等。 火电厂又可分为以下几种: 凝汽式火电厂 凝汽式火力发电厂的生产过程: 煤粉在锅炉炉膛8中燃烧,使锅炉中的水加热变成过热蒸汽,经管道送到汽轮机14，推动汽轮机旋转,将热能变为机械能。汽轮机带动发电机1５旋转,再将机械能变为电能。在汽轮机中做过功的蒸汽排入凝汽器16，循环水泵18打入的循环水将排汽迅速冷却而凝结，由凝结水泵19将凝结水送到除氧器２０中除氧（清除水中的气体，特别是氧气),而后由给水泵21重新送回锅炉。在凝汽器中大量的热量被循环水带走,凝汽式火电厂的效率较低,只有３０%～4０％。 热电厂 莘县热电厂 临清热电厂 由于供热网络不能太长，所以热电厂总是建在热力用户附近。热电厂与凝汽式火电厂不同之处是将汽轮机中一部分做过功的蒸汽从中段抽出来直接供给热用户，或经热交换器１2将水
加热后,把热水供给用户。这样，便可减少被循环水带走的热量，提高效率,现代热电厂的效率达6０％～7０％。运行方式不如凝汽式发电厂灵活。 燃气轮机发电厂 燃气轮机发电厂：用燃气轮机或燃气－蒸汽联合循环中的燃气轮机和汽轮机驱动发电机的发电厂。可燃用液体燃料或气体燃料。 燃气轮机的工作原理与汽轮机相似,不同的是其工质不是蒸汽,而是高温高压气体。这种单纯用燃气轮机驱动发电机的发电厂,热效率只有35％～40％。 为提高热效率，采用燃气-蒸汽联合循环系统,燃气轮机的排气进入余热锅炉10,加热其中的给水并产生高温高压蒸汽,送到汽轮机5中去做功，带动发电机再次发电；从汽轮机5中抽取低压蒸汽（发电机停止发电时起动备用燃气锅炉８提供汽源)，通过蒸汽型溴冷机６(溴化锂作为吸收剂)或汽-水热交换器7制取冷、热水。这是电、热、冷三联供模式。联合循环系统的热效率可达5６%~8５%。 2.水力发电厂 水力发电厂：是把水的位能和动能转换成电能的工厂，简称水电厂,也称水电站。 水电站的原动机为水轮机，通过水轮机将水能转换为机械能,再由水轮机带动发电机将机械能转换为电能。 坝式水电站 坝式水电站：在河流上的适当地方建筑拦河坝,形成水库，抬高上游水位，使坝的上、下游形成大的水位差的水电站。 坝式水电站适宜建在河道坡降较缓且流量较大的河段。这类水电站按厂房与坝的相对位置又可为以下几种。 （１)坝后式厂房。厂房建在拦河坝非溢流坝段的后面(下游侧)，不承受水的压力,压力管道通过坝体，适用于高、中水头。 坝后式水电站 水电站的生产过程较简单,发电机与水轮机转子同轴连接,水由上游沿压力水管进入水轮机蜗壳,冲动水轮机转子，水轮机带动发电机转动即发出电能;做过功的水通过尾水管流到下游；生产出来的电能经变压器升压并沿架空线至屋外配电装置，而后送入电力系统。 (2)溢流式厂房。厂房建在溢流坝段后（下游侧），泄洪水流从厂房顶部越过泄入下游河道，适用于河谷狭窄，水库下泄洪水流量大，溢洪与发电分区布置有一定困难的情况。
智能化变电站技术
内容提要
? 智能化变电站概述 ? 如何实现智能化变电站 ? 关键问题分析 ? 智能化变电站技术规范 ? 国内典型工程案例分析
智能化变电站概述-定义
? 《智能变电站技术导则》给出的定义 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设
备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共 享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、 控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需 要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析 决策、协同互动等高级功能的变电站。
? 智能变电站派生于智能电网
智能化变电站概述-变电站 内部分层
IEC61850将变电站分为三层
远方控制中心 技术服务
7
变电站层
功能A
16
功能B
9 16
8
3
继电保护
控制
间隔层
控制
3
继电保护
45
45
过程层接口
过程层
传感器
操作机构
高压设备
智能化变电站概述-需要区分的概念
? 变电站层 监控系统、远动、故障信息子站等
? 间隔层 保护、测控等
? 过程层 智能操作箱子（或称智能单元） 合并单元 一次设备智能组件等。
智能化变电站概述-需要区分的概念
? IEC61850变电站
特征： 1）两层结构（变电站层、间隔层，没有过程层）； 2）一次设备非智能化，间隔层通过电缆与传统互感器和开关连
接； 3）不同厂家的装置都遵循IEC61850标准，通信上实现了互连
互通，取消了保护管理机； 4）间隔层保护、测控等装置支持IEC61850，直接通过网络与
变电站层监控等相连。
市场特征： 该模式在国网和南网都处于大批量推广阶段，所占比例会越来 越大，以后会成为变电站标配。 例如：华东500kV海宁变、湖北500kV武东变等。
智能化变电站的优势 【摘要】智能变电站是以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一的坚强智能化变电站。较传统的数字化变电站更加适合现代化电网的需求。 【关键词】智能变电站优势 根据国家电网公司《智能变电站技术导则》，智能化变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能等技术，以一次设备参量数字化、标准化和规范化信息平台为基础，实现变电站实时全景监测、自动运行控制、与站外系统协同互动等功能，达到提高变电可靠性、优化资产利用率、减少人工干预、支撑电网安全运行，可再生能源“即插即退”等目标的变电站，是数字化变电站的升级和发展。智能变电站作为智能电网运行与控制的关键主要表现为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节，在智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压起着重要作用，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。 1 智能化变电站与数字化变电站的区别 智能化变电站与数字化变电站有密不可分的联系。数字化变电站是智能化变电站的前提和基础，是智能化变电站的初级阶段，智能化变电站是数字化变电站的发展和升级。智能化变电站与数字化变电站的差别主要体现在以下3个方面： （1）数字化变电站主要从满足变电站自身的需求出发，实现站内一、二次设备的数字化通信和控制，建立全站统一的数据通信平台，侧重于在统一通信平台的基础上提高变电站内设备与系统间的互操作性。而智能化变电站则从满足智能电网运行要求出发，比数字化变电站更加注重变电站之间、变电站与调度中心之间的信息的统一与功能的层次化。智能变电站在整个电网中的位置如图1。 （2）数字化变电站己经具有了一定程度的设备集成和功能优化的概念，要求站内应用的所有智能电子装置（IED）满足统一的标准，拥有统一的接口，以实现互操作性。IED分布安装于站内，其功能的整合以统一标准为纽带，利用网络通信实现。数字化变电站在以太网通信的基础上，模糊了一、二次设备的界限，实现了一、二次设备的初步融合。而智能化变电站设备集成化程度更高，可以实现一、二次设备的一体化、智能化整合和集成。 2 智能变电站的特征 智能化变电站的设计和建设，必须在智能电网的背景下进行，要满足我国智能电网建设和发展的要求，体现我国智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的特征。智能化变电站应当具有以下功能特征：
中小型变电站的选址和总布置发表于2007-8-29 16:53:36分使用道具小中大楼主邱颖捷北京电力设计院变电站地址选择与总布置是一门科学性、综合性、政策性很强的工程，是电力基本建设工作的主要组成部分。站址选择是否正确，总布置是否合理，对基建投资、建设速度、运行的经济性和安全性起着十分重要的甚至决定性的作用。实践证明，凡是重视前期工作，站址选择得好，总布置合理而又紧凑的，则投资省、建设快、经济效益高，反之，将给电力建设造成损失和浪费，甚至影响安全供电。 1 站址选择的基本要求 1.1 靠近负荷中心变电站站址的选择必须适应电力系统发展规划和布局的要求，尽可能的接近主要用户，靠近负荷中心。这样，既减少了输配电线路的投资和电能的损耗，也降低了造成事故的机率，同时也可避免由于站址远离负荷中心而带来的其它问题。 1.2 节约用地节约工程用地是我们的国策，我们需要遵循技术经济合理的原则，合理布置，尽可能提高土地的利用率，凡有荒地可以利用的，不得占用耕地，凡有差地可以利用的，不得占用良田。尤其要避免占用菜地良田等经济效益高的土地。用地要紧凑，因地制宜，用劣地作为站址选择方案是决定一个设计方案好坏的主要条件之一。随着北京经济建设的飞速发展，城区用电量的增加，单独拿出一块土地用于变电站建设是很困难且不经济的，所以我们应该适当发展地下式变电站，全部设备均设置在高层建筑的地下室，以适应城市建设的要求。如北京电力设计院设计的北太平庄110 kV地下变电站和甘家口110 kV地下变电站，这些变电站占地面积小，但造价颇高，重点要解决好通风与防火问题，这将是城市特别是中心城区电力发展的趋势。 1.3 地质条件的要求随着对农业的保护及对农民利益保护的不断加强，注重山区的电力建设是非常必要的。不仅对于农业的发展有重要作用，也会为北京郊区开展旅游事业及提高山区人民生活水平提供前提条件，电力深入山区，供电范围大，交通不便，所以选好站址是非常重要的。选址阶段的工程地质勘测内容主要是研究和解决站址稳定性和建站的可行性，查明地质构造、岩性、水文地质条件等，并对站址的稳定性作出基本评价。土建专业在勘测内容详尽的情况下，对站址的抗震是否有利，作出正确的评估。由于变电站设施造价很高，如果把变电站建在不利于建筑物抗震的地段，若发生地震就可能发生滑坡、山崩、地陷等灾害。对国家财产造成损坏。对于北京地区，由于城市周围大都被山区所包围，滑坡、洪水都是可能发生的。在选
变电站升级和自动化改造方案 智能变电站——是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。相比普通变电站，智能站有以下优势： ●节能、环保、结构紧凑。 ●应用电子式互感器解决传统互感器固有问题 ●提高自动化水平、消除大量安全隐患。 ●光缆取代二次电缆。 ●不同设备间可实现无缝连接。 ●设备集成，降低投资 ●提高设备管理水平 ●提高运行效率和水平 变电所综合自动化管理系统为分布式结构，监控后台布置在监控中心，前置工控机、前置服务器、串口服务器、各种通讯设备等采用集中组屏，布置配电室，前置屏与后台监控系统采用光纤网络连接，便于值班人员进行监控管理，我们将所有保护、仪表及变压器温控等设备（带RS485接口）接入现在有自动化系统，保证整个变电站电力监控自动化系统的数据完整。 本系统为多层分布式系统结构，站中前置机系统是通过串口服务器进行通讯端口的转换，并将采集所有数据通过网络上传至后台系统中，利用服务器系统接收的数据和信息来监视各变电站的运行状况，进行数据的分析和存储，参数设置和修改，报表打印和执行遥控、操作票生成等操作命令。系统完成整个变电站的数据和信息的收集整理，通过一定的接口和规约可与BA系统或者动态模拟屏通信或原有系统通讯。变电所监控系统与变电所内就地的每个开关柜上分设的综合保护测控装置及各种智能仪表等其他设备等一起组成变电所综合自动化系统，可快速实行对变电所的连续监视与控制。 对原有开关柜进行改造接线，将所有后台值班所需要的信息量全部接入保护设备或电仪表，这些设备再通过RS485接口用通讯线将信息上传到前置服务器系统。 变电站中所有的数据都通过专线以及安全的VPN通道上送到云中心。
变电站智能化巡检系统 建设方案 目录 一、变电站人工巡检现状分析 二、开展智能巡检具备的条件 三、变电站智能化巡视建设方案 四、设备清单及预算 上海精鼎电力科技有限公司
二○一○年八月十五日 变电站智能化巡检系统建设方案 上海精鼎电力科技有限公司 一、变电站人工巡检现状分析 （一）、人工巡检的内容、方式、周期和要求 根据《国家电网公司变电站管理规范》、《无人值守变电站管理规范(试行)》、《安徽省电力公司变电设备管理维护标准》的意见和要求，目前，某供电公司集控站巡视管理规定如下： 1、变电站设备巡视，分为正常巡视（含交接班巡视）、全面巡视、熄灯巡视和特殊巡视，各类巡视应做好记录。 正常巡视(含交接班巡视)：除按照有关要求执行外，有人值守变电站还应严格执行交接班设备巡视，必须在规定的周期和时间内完成。无人值班变电站：集控站所辖站每日1次；其它集控站所辖站每2日1次。 熄灯检查：应检查设备有无电晕、放电、接头有无过热发红现象。有人值班变电站，无人值班变电站每周均应进行1次。 全面巡视（标准化作业巡视）：应对设备全面的外部检查，对缺陷有无发展作出鉴定，检查设备的薄弱环节，检查防误闭锁装置，检查接地网及引线是否好。无人值班变电站每月进行2次，上半月和下半月各进行1次。 特殊巡视：应视具体情况而定。下列情况时应进行特殊巡视：大风前、后；雷雨后；冰雪、冰雹、雾天；设备变动后；设备新投入运行后；设备经过检修、改造或长期停运后重新投入系统运行后；设备异常情况；设备缺陷有发展时；法定节假日、重要保电任务时段等。在法定节假日、重要保电任务时段，各无人值班变电站每日至少巡视一次。 2、迎峰度夏期间除正常巡视外，增加设备特巡和红外测温。无人值班变电站每日巡视1次。红外测温分为正常红外测温、发热点跟踪测温、特殊保电时期红外测温三种。
变电站智能辅助监控系统
变电站智能辅助监控系统 摘要：介绍了一种变电站智能辅助监控系统，系统以智能控制为核心，对变电站关键设备、安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视和智能控制，并能将站端状态、环境数据、火灾报警信息、SF6监测、防盗报警等监测信息传输至调度管理中心。该系统满足了变电站安全生产和安全警卫的需求，具有非常好的推广应用价值。 关键词：智能；监控；网络；变电站 传统的变电站安防智能化系统受传统理念和技术的影响，各个子系统都是孤立的，以至于出现了一种监控“孤岛”现象，无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性，而且增加了投资成本。尤其是现在变电站系统平常的生产过程大量采用无人值守或少人值守的模式。而对于变电站这样的场所来说，远程、实时、多维、自动的智能化综合安保系统是变电站安全运作必备的前提条件。 系统总体设计 根据智能化变电站实际应用需求，把变电站智能辅助控制系统分为三级中心、九大子系统。
三级中心 变电站智能辅助控制系统(以下简称“辅助系统”)为分层、分区的分布式结构，按变电站智能辅助控制省级监控中心、变电站智能辅助控制地区级监控中心、变电站智能辅助控制区域监控中心系统和变电站智能辅助控制站端系统四 级构建，如图1所示。 变电站智能辅助控制系统从区域上分为三级中心，每级中心从技术上都分为主控中心、客户端和接口系统(预留)，用于扩充与其他系统之间的衔接，以及WEB浏览功能。主控中心：包含数据库和管理平台，实现数据存储、权限控制、实时监控、配置管理等全部功能。客户端：在变电站和其他必要的地方电脑上安装客户端，根据权限的不同，操作员可以进行相应的监控、管理和操作。接口系统：系统通过采用IEC61850通信规约与综合自动化等系统的接口和联动。WEB浏览：系统另外提供浏览器的方式，供值班和相关人员实时监控每个变电站区域的环境状态、报警状态、人员进出状态等实时状态。 九大子系统 辅助控制系统必须把环境、视频、火灾消防、SF6、防
第一章概述 第1节发电厂和变电站简介 一、发电厂简介 发电厂是把各种一次能源（如燃料的化学能、水能、风能等）转换成电能的工厂。 1. 火力发电厂简介 以煤炭、石油或天然气为燃料的发电厂称为火力发电厂。 火力发电厂分类： （1）按照燃料：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂、余热发电厂。 （2）按输出能源分：凝汽式发电厂、热电厂 （3）按发电厂总装机容量：小容量发电厂、中容量发电厂、大中容量发电厂、大容量发电厂 （4）按蒸汽压力和温度：中低压发电厂、高压发电厂、超高压发电厂、亚临界压力发电厂、超临界压力发电厂 2. 火电厂的电能生产过程 （1）凝汽式火电厂 锅炉产生蒸汽，经管道送到汽轮机，带动发电机发电。效率很低，只有30％~40％左右。生产过程示意图。 凝汽式电站的生产过程原理图 1—锅炉2—蒸汽过热器3—汽轮机高压段4—中间蒸汽过热器 5—汽轮机低压段6—凝汽器7—凝结水泵8—给水泵 9—发电机10—主变压器11—断路器12—主母线 13—站用变压器14—厂用电高压母线
凝汽式燃煤发电厂生产过程示意图 生产过程：煤斗中的原煤送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。水被加热沸腾后汽化成水蒸汽，由汽包上部流出进入过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。 从能量转换的角度看：燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。 火电厂的主要系统：燃烧系统、汽水系统、电气系统等。 辅助生产系统：燃煤的输送系统、水的化学处理系统、灰浆的排放系统等。 这些系统与主系统协调工作，它们相互配合完成电能的生产任务。 现代化的火电厂采用先进的计算机分散控制系统。可以对整个生产过程进行控制和自动调节，根据不同情况协调各设备的工作状况。 ⑵供热式发电厂 汽轮机中一部分作过功的蒸汽、在中间段被抽出来供给热用户使用。热电厂通常都建在热用户附近，它除发电外，还向用户供热，提高总效率。 现代热电厂的总效率可高达60％一70％。 3. 水力发电厂 水力发电厂是把水的位能和动能转变为电能的工厂，它的原料是水。根据水力枢纽布置的不同，水力发电厂又可分为堤坝式、引水式等。 ⑴堤坝式水电厂 在河床上游修建拦河坝，将水积聚起来，抬高上游水位形成发电水头，进行发电，这种水电厂称为堤坝式水电厂。这类水电厂细分为坝后式水电厂和河床式水电厂两种。
一、选择题 1、我国数字化变电站标准采用的电力行业标准是：（）。正确答案：（C） A、IEC-60870 B、IEC-61850 C、DL/T 860 D、以上都不正确 2、LD指的是（）。正确答案：（A） A、逻辑设备 B、逻辑节点 C、数据对象 D、数据属性 3、LN指的是（）。正确答案：（B） A、逻辑设备 B、逻辑节点 C、数据对象 D、数据属性 4、DO指的是（）。正确答案：（C） A、逻辑设备 B、逻辑节点 C、数据对象 D、数据属性 5、DA指的是（）。正确答案：（D） A、逻辑设备 B、逻辑节点 C、数据对象 D、数据属性 6、GOOSE报文可用于传输：（）。正确答案：（D ） A、单位置信号 B、双位置信号 C、模拟量浮点信息 D、以上均可以 7、数字化变电站中采样值传输表示为：（）。正确答案：（C） A、GOOSE B、MMS C、SV D、SNTP 8、数字化变电站中保护跳闸信号采用（）传输。正确答案：（A） A、GOOSE B、MMS C、SV D、SNTP 9、数字化变电站中保护装置与监控系统的通信采用（）传输。正确答案：（B） A、GOOSE B、MMS C、SV D、SNTP 10、数字化变电站中变电站配置描述文件简称是：（）。正确答案：（C） A、ICD B、CID C、SCD D、SSD 11、数字化变电站中IED能力描述文件简称是：（）。正确答案：（A） A、ICD B、CID C、SCD D、SSD 12、数字化变电站中IED实例配置文件简称是：（）。正确答案：（B） A、ICD B、CID C、SCD D、SSD 13、在IEC61850标准中逻辑节点XCBR的含义是：（）。正确答案：（C） A、闸刀 B、压板 C、断路器 D、地刀 14、在IEC61850标准中逻辑节点PDIS的含义是：（）。正确答案：（B） A、过电流保护 B、距离保护 C、差动保护 D、零序电流保护 15、IEC61850标准在定义逻辑节点中，凡是以P开头的逻辑节点的含义是：（）。正确
智能化变电站的概念及架构 一、智能化变电站的概念 智能化变电站是数字化变电站的升级和发展，在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求，对变 电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。从智能电网体系结构(图1)看，智能化变电站是智能 电网运行与控制的关键。作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，智能 化变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电 网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。 除了变压器、开关设备、输配电线路及其配套设备之外，智能化变电站在硬件上的两个重要特征是大 量新型柔性交流输电技术及装备的应用，以及风力发电、太阳能发电等间歇性分布式清洁电源的接入。这 两个变化，在提高变电站功能的同时也增加了其复杂程度。智能化变电站自动化系统应当增加对柔性交流 输电设备和分布式电源接口的智能化管理和控制功能。 根据国家电网公司《智能变电站技术导则》，智能化变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能等技术，以一次设备参量数字化和标准化、规范化信息平台为基础，实现变电站实时全景监测、自动 运行控制、与站外系统协同互动等功能，达到提高变电可靠性、优化资产利用率、减少人工干预、支撑电 网安全运行，可再生能源“即插即退”等目标的变电站。其内涵为可靠、经济、兼容、自主、互动、协同， 并具有一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集成化、运行控制自动化、保护控制协同化、分析决 策在线化等技术特征。 二、智能化变电站的功能特征 智能化变电站的设计和建设，必须在智能电网的背景下进行，要满足我国智能电网建设和发展的要求，体现我国智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的特征。智能化变电站应当具有以下功能特征: 1、紧密联结全网。从智能化变电站在智能电网体系结构中的位置和作用看，智能化变电站的建设， 要有利于加强全网范围各个环节间联系的紧密性，有利于体现智能电网的统一性，有利于互联电网对运行 事故进行预防和紧急控制，实现在不同层次上的统一协调控制，成为形成统一坚强智能电网的关节和纽带。智能化变电站的“全网”意识更强，作为电网的一个重要环节和部分，其在电网整体中的功能和作用更加明 显和突出。 2、支撑智能电网。从智能化变电站的自动化、智能化技术上看，智能化变电站的设计和运行水平， 应与智能电网保持一致，满足智能电网安全、可靠、经济、高效、清洁、环保、透明、开放等运行性能的 要求。在硬件装置上实现更高程度的集成和优化，软件功能实现更合理的区别和配合。应用FACTS技术，对系统电压和无功功率，电流和潮流分布进行有效控制。 3、高电压等级的智能化变电站满足特高压输电网架的要求。特高压输电线路将构成我国智能电网的 骨干输电网架，必须面对大容量、高电压带来的一系列技术问题。特高压变电站应能可靠地应对和解决在 设备绝缘、断路开关等方面的问题，支持特高压输电网架的形成和有效发挥作用。 4、中低压智能化变电站允许分布式电源的接入。在未来的智能电网中，一个重要的特征是大量的风能、太阳能等间歇性分布式电源的接入。智能化变电站是分布式电源并网的入口，从技术到管理，从硬件 到软件都必须充分考虑并满足分布式电源并网的需求。大量分布式电源接入，形成微网与配电网并网运行 模式。这使得配电网从单一的由大型注入点单向供电的模式，向大量使用受端分布式发电设备的多源多向
智能变电站的对时系统（一） 摘要：时间是基本物理量，那么时间也就会有精度的问题，不同时间源有着不同的精度。如Apple Watch与iPhone配合使用，同UTC时间误差不超过50ms。50ms误差对于人类的感知可以忽略，可是如果用在智能变电站中就显得不尽人意了。 Apple Watch的发售将智能手表提高到一个新的热度，时下不管哪个厂家的Watch都是在手表的基本时间功能上进行扩展，如加入心跳的测量，从而变成智能化。提到时间，不同的人对时间有不同的理解，古代文人将时间的流逝描绘成一首首耐人寻味的诗句；哲学家将时间看成抽象概念，表达事物的生灭排列；科学家给出了时间科学的定义：事件过程长度和发送顺序的度量，是物理学中的七个基本物理量之一。 时间是基本物理量，那么时间也就会有精度的问题，不同时间源有着不同的精度。如今人们生活获取的时间都是国际标准时间（UTC），不同的设备都是获取UTC进行对时，这样就产生了不同的精度，如Apple Watch与iPhone配合使用，同UTC时间误差不超过50ms。50ms误差对于人类的感知可以忽略，可是如果用在智能变电站中就显得不尽人意了。 变电站对时系统的重要性 电网系统是时间相关的系统，对于电网的运行和事故系统性分析需要有描述电网暂态过程的电流、电压波形，断路器、保护装置动作时序的时间，各种事件发生的时间序列在电网运行或故障分析过程中起着决定性的作用，同时全站的时间同步技术也是智能化变电站乃至智能电网稳定运行的关键技术之一。智能变电站的二次系统通常包含电子式互感器、合并单元、交换机、保护测控等设备。这些装置必须基于统一的时间基准运行，方能满足事件顺序记录（SOE）、故障录波、实时数据采集时间一致性的要求，确保线路故障测距、相量和攻角动态监测、机组和电网参数校验的准确性。这些要求对智能变电站的时钟同步系统提出严格的要求。 IEC61850标准将变电站分为站空层、间隔层和过程层，对时间同步精度的要求，各层设备是不同的。间隔层设备需要到达ms精度；而过程层设备，由于主要传输采样值、跳闸信息，需要达到μs的同步精度。智能变电站的测试设备DT6000系列（DT6000、DT6000E 和DT6000S）的对时精度可达μs的同步精度，完全满足变电站各层的设备的对时精度。
110kV智能化变电站设计 发表时间：2017-06-14T13:51:44.387Z 来源：《电力设备》2017年第6期作者：谌毅[导读] 必须不断增强智能变电站技术的研究，从而满足智能电网系统的智能变电站更高层次的运用需求，推动智能电网的迅速发展。 （广州启弘电力工程咨询有限公司 510655）摘要：随着电力工程建设规模的逐渐扩大，智能变电站建设过程中出现的问题逐渐增多，所以，必须不断增强智能变电站技术的研究，从而满足智能电网系统的智能变电站更高层次的运用需求，推动智能电网的迅速发展。 关键词：110kV；智能变电站；设计 1 110kV智能变电站设计 1.1 关于智能化一次设备的选择 在110kV 智能变电站设计中，要重视智能化一次设备的选用。对于110kV主变的任何一侧，应采用电子式的互感器。无源电子式互感器的特征与作用是所有互感器中最为强大的一种。以光电式的电流互感器为例，其主要运用法拉第磁光效应原理，线性偏振光的偏振方向在经过磁场环境介质时，会发生变化，此时的旋转角为： θ=V?Hdl （1）式中：V为光学材料维尔德常数；H为磁场强度；dl为光线所要通过的路径。同时，如果设计的光路是一种闭合回路，依据物理全电流原理可依据计算得出： θ=V?Hdl=Vi（t）（2）在测量出法拉第旋转角时，可通过式（2），计算磁场强度，然后计算磁场电流。此种智能化一次设备具备强大的电磁兼容性能，无需向传感头提供电源，且还应选用光通信信号进行输出。智能终端可作为一次设备的智能化接口，实现智能设备基本功能。 1.2 采样就地数字化的设计 通常选择电子式互感器结合常规互感器的方式设计110kV智能变电站的采样就地数字化，并使其成为一个单元，从而满足采样就地数字化要求。体积小、线性度好等是电子式互感器的优势，因此其可防止传统互感器绝缘油爆炸等高危问题，减少金属材料的使用。 1.3 相关网络构架方案 在设计网络构架时，应采用传输速率超过100Mb/s的高度以太网，且还需确保全部设备都有专属的通信接口。同时，规约必须是基于IEC61850的。网络构建逻辑作用主要由过程层、站控层、间隔层构成。其中，单星型是站控层网络拓扑设计时常采用的结构，然后利用一些交换设备来建设站控层单以太网。同时，采样数据网、GOOSE 网共同构成了过程层，虽然其在物理上相互独立，但拓扑结构与站控层均为星型。对于GOOSE控制网，其不仅需要满足IEC61850 标准的要求，还必须是工业级的网络交换设备，从而建设主变控制网。 2 实例分析110kV智能变电站设计 2.1工程概述 某110kV变电站断路器为隔离式，110kV母线为GIS绝缘管母，35kV、10kV则为气体绝缘成套开关柜。电气二次设备采用一体化的业务平台及层次化保护，且一体化业务平台采用了“三层一网”结构；对于层次化保护，则采用了就地级、站域级保护。对于变电站的构建，均采用预知舱式，且各功能房间均选用预制集装箱舱式功能单元。此外，在将全部的配电设备、二次设备都装入变电站工厂化之后，可直接将其运往建设现场进行定位安装操作。 2.2 电气一次设计 2.2.1 电气主接线 ①对于主变压器，应当选择2×31.5MV?A的三相三绕组有载调压变压器；但从长远角度来看，应当选择3×50MV?A的三相三绕组有载调压变压器。②对于110kV接线，本期及以后都应选用单母线分段接线。对于其配置，不能选用线路（主变）侧及母线侧隔离刀闸；本期（远期）出线2回（4回）。③对于35kV主接线，应选用单母线分段接线，并确保出线5回；而对于远期，则应当选用单母线三分段接线，并确保其出线9回。此外，对于10kV主接线的选用，依据本期需求，应尽量选用单母线分段接线，且出线10回；而对于远期，则应选用单母线三分段接线，并保证出线18回。 2.2.2 主要电气设备选择 （1）智能化变压器智能化变压器容量为31500kV?A，型号为SSZ10-M-31500/110三相三绕组全密封自冷有载调压电力变压器。对于其实际参数，具体如下：额定电压比为110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5kV；联结组别为YN、yn0、d11；短路电压为U1-2%=10.5、U1-3%=17.5、U2-3=6.5%。 （2）110kV 配电装置 110kV配电装置包括以下设备：瓷柱式集成式隔离断路器、SF6气体状态及机械状态监测系统以及集成电子式的电流互感器与接地开关。此外，对于110kV母线，应当选用气体绝缘母线，并在其内部进行电子式电压互感器、接地开关以及隔离开关的设置。 （3）35kV、10kV 配电装置 35kV 配电装置如下：配电装置室、设备一体化预制舱；气体绝缘开关柜，开关柜二次设备与开关柜一体化集成优化设计；在进线部位配备电子式互感器。对于其他回路，需配置常规互感器；对于预制舱部位的空调、综合环控、风机、照明以及防火报警等系统，需要进行接入智能辅助系统操作。对于35kV主变、分段回路，应当采用额定电流为2500A的大电流柜，对于开断电流，应确保其为31.5kA，而对于其他的回路，则需要确保其开断电流为25kA。10kV配电装置选用如下：固封极柱式断路器；主变及分段回路应为额定电流为3150A的大电流柜；对于其开断电流与其他回路开断电流，应保证为40kA、31.5kA。对于10kV 的Ⅱ、Ⅲ段，应配备100kV?A站用变压器。 （4）无功补偿装置对于无功补偿装置，应当选择小型产品的集成式高压并联电容器装置，此装置组成主要为集合式电容器、油浸式串联电抗器等。此外，对于其电抗器，应当按照5％来配备铁芯电抗器。 2.3 二次系统