智能变电站一次设备新技术分析

智能变电站一次设备新技术分析

摘要：变电站在电力系统中占据重要位置，是连接上下的关键环节，对电力系统的运行情况带来直接影响，而变电站一次设备运行好坏对变电站运行质量起到决定性作用。针对智能变电站来讲，其设备新技术在世界各地普遍使用，对此，本文对智能变电站一次设备的概念以及新技术进行了简单分析。

关键词：智能变电站；一次设备；新技术

引言

在智能电网中，智能变电站是其核心要素，在电力系统中扮演重要角色。自动化变电站设备是智能变电站一次设备运行的前提基础，能够提高自动化、数字化以及信息化技术，实现资源共享。现如今，智能变电站一次设备新技术是当前企业发展的主要形势，对变电站的运行安全性及可靠性提供保障。

1.智能变电站一次设备概念

1.1结构设计

在设计智能变电站一次设备时，主要依据的是智能变电站思想，而电气与信息是智能变电站的重要组成部分。电气包括互感器、传感器、操作机构、一次设备；信息包括零部件、智能单元。现如今，随着我国科学技术的不断创新，一次设备智能化的形成方式是利用集成制造实现的，电气接口与电气主接线、一次设备相连，地接口是半壶接地保护设备。

1.2工作原理

智能电网是利用传感器对关键设备进行掌控，了解其运行状况，借助网络采集对数据信息进行整理，进一步探讨和分析数据信息，使电力系统管理变得越来越完善。这在收集信息数据过程中，智能电网可以扩展数据的监控范围，从而更好的完成收集任务，增加数据收集数量，最终实现电网可视化目标。电网运行数据、客户计量数据、设备状态数据是智能电网实时数据的主要分类，要想完成一次设备智能化任务操作人员就要对设备进行监控和分析，从而让一次设备做到完全可视化。基于此，深入分析数据信息，掌握设备的运行轨迹，定期维修，从根本上提高维修效率，防止二次维修，确保电网安全、高效运行。智能电网运行内容是随时监视关键设备的运行轨迹，完成电网监测及控制工作。信号变送、处理系统、数据采集是一次设备信息采集系统的重要组成部分，一次设备的监测内容包括电气性能、绝缘性能、机械性能。

2.一次设备新技术分析

2.1集成式智能隔离断路器

迄今为止，隔离开关与断路器相比，其维修时间要比断路器短，并且隔离开关容易发生故障。随着我国科学技术的逐渐创新，在某种程度上促进了断路技术的发展脚步，不断提升其性能，借助隔离开关来阻断隔离高压电的传统停电检修模式已不能满足电网要求，对此就要加大隔离开关新技术的创新力度。而集成式隔离断路器的推出成为新型智能变电站技术的主要代表，集成式隔离断路器头部安装在隔离断路器SF6灭弧室内，其运行稳定性极高。要想体现隔离开关作用，就需借助隔离断路器动和静触头高绝缘水平来完成，与此同时隔离断路器还要承担系统失步工频电压、雷电冲击电压以及操作冲击电压带来的伤害。断路器与隔离开关是集成式隔离断路器的重要功效，随着科学技术的快速发展，涌现出了大量的电子技术，例如光电互感器和新型电子互感技术，完成了隔离断路器和电流互感器的集成任务，从布局上看简捷紧密，节省空间。集成式智能隔离断路器在

智能变电站通信网络技术方案

智能变电站通信网络技术方案 1 智能变电站通信网络总体结构 智能变电站通信网络采用IEC 61850国际标准，IEC 61850标准将变电站在结构上划分为变电站层、间隔层和过程层，并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。 变电站层与间隔层之间的网络称为变电站层网络，间隔层与过程层之间的网络称为过程层网络。 变电站层网络和过程层网络承载的业务功能截然不同。为了保证过程层网络的实时性、安全性，在现有的技术条件下，变电站层网络应与过程层网络物理分开，并采用100M及以上高速以太网构建。 通讯在线保护及故障系统服务器系统服务器GOOSE视频监视终端信息管理兼操作员站2兼操作员站1远动远动联动服务器子站工作站1工作站2变电站层 MMS/GOOSE网变电站层网络 超五类屏蔽 双绞线 其他智能电能保护故障间隔层设备计量测控录波 SMV网光缆过程层网络GOOSE网 合并智能单元单元过程层 光缆电缆

电子式开关设备 互感器(主变、断路器、刀闸) 智能变电站通信网络基本构架示意图 2 变电站层网络技术方案 功能: 变电站层网络功能和结构与传统变电站的计算机监控系统网络基本类似,全站信息的汇总功能(包括防误闭锁)可依靠MMS/GOOSE网络实现。 拓扑结构选择: 环形和星形拓扑结构相比，其网络可用率有所提高(单故障时两者均不损失功能，少数的复故障环形网可以保留更多的设备通信)，但是支持环网的交换机和普通星型交换机相比价格大大提高。 国内经过多年的技术积累，装置普遍具备2~3个独立以太网口, 星型网络在变电站实际应用有着更加丰富的使用经验。 国内220kV及以上变电站层网络一般采用双星型拓扑结构;110kV及以下变电站层网络一般采用单星型拓扑结构。 变电站层双星型网络结构示意图 系统服务器兼操作员站远动工作站变电站层 变电站层网络变电站层交换机2 变电站层交换机1

新一代智能变电站一次设备智能化的探讨和展望

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。

智能变电站技术(详细版)[详细]

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。

一次设备智能化技术

次设备智能化技术 时间：20 1 2-9 4 — 2 4巧：1 o:i9來源：作者?: O引言 智能变电站是智能电网的重要建设环节。保证电网安全稳定是一个系统工程，取决于诸多因素，不是单靠提高变电站的智能化就可以实现的。变电站的安全稳左运行是与变电站接入方案是否可靠、系统网架是否合理、运行方式是否合适分不开的。必须明确“智能化”是确保电网安全、可靠、经济运行的手段，而不是目的?智能化不能牺牲电网原有的安全性、可靠性和经济性. 智能变电站与数字变电站的区别如下：（1）一次设备状态监测与一次设备智能化：（2）一体化信息平台与智能高级应用：（3）辅助系统智能化。 1智能变电站的定义 智能变电站的如下定义:由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成。以高速网络通信平台为信息传输基础，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、协同互动等高级应用功能的变电站。 2智能变电站的特征 智能变电站的特征: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。智能变电站是智能电网的重要组成部分。高可靠性的设备是变电站坚强的基础，综合分析、自动协同控制是变电站智能的关键，设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化是发展方向。 3智能变电站的结构 智能变电站设备分为过程层、间隔层、站控层. （1）过程层:指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分3类:电力运行实时的电气量检测;运行设备的状态参数检测：操作控制执行与驱动。 （2）间隔层：其设备的主要功能是汇总本间隔过程层实时数据信息;实施对一次设备保护控制功能：实施本间隔操作闭锁功能;实施操作同期及其他控制功能;对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制：承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性. （3）站控层：苴主要任务是通过2级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数摇库;按既立规约将有关数据信息送向调度或控制中心;接收调度域控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;具有（或备有）站内当地监控，人机联系功能;具有对问隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能;具有（或备有）变电站故障自动分析和操作培训功能[1] O 过程层设备是联系一次设备和二次系统的桥梁，为间隔层设备提供一次设备的数据，执行间隔层和站控层对一次设备的控制、调节等功能。间隔层设备完成对一次设备的测量、控制、保护、汁量、检测等功能.智能组件以测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化为特征，集成了过程层和间隔层的部分功能，具备测量、控制、保护、计量、检测中的全部或部分功能.高压一次设备与相关智能组件的有机结合构成了智能化一次设备,这种有机结合可以是独立运行的高压设备加外置的智能组建，也可以是高压设备内嵌部分智能组建再加外置智能组件，还可以是高压设备内嵌相关智能组件。智能组件是一次设备实现智能化的主要途径.

110kV智能变电站设计及其可靠性分析

110kV智能变电站设计及其可靠性分析 发表时间：2017-01-19T14:03:21.260Z 来源：《电力设备》2016年第23期作者：陶迅 [导读] 在此基础上从一次设备的智能化和二次设备的网络化两方面入手分析了110kV 变电站智能化设计方法。 （四川省西点电力设计有限公司 610091） 摘要：为了提高供电网络的运行效率，探究110kV 智能变电站的设计及其可靠性分析，首先介绍了智能变电站的定义和结构，并对110kV 智能变电站的特点进行总结，在此基础上从一次设备的智能化和二次设备的网络化两方面入手分析了110kV 变电站智能化设计方法，最后对110kV 智能变电站可靠性进行了分析。 关键词：智能变电站；设计；可靠性 0 引言 随着经济的发展，智能化变电站逐渐地发展了起来，当前主要的变电站形式就出现了两种，常规式变电站和智能化变电站。常规式变电站的缺点很多，主要表现为建设投资资源多、调试复杂、系统交互性操作困难、标准规范不够完善等等。电气自动化和智能化的发展出现使得二次设备网路融合技术在变电站建设中得到了广泛应用，大大推进了我国变电站建设技术的前进。为了优化变电站配置，以提高电网运行的稳定性，笔者在文中探讨110kV 智能变电站的设计问题，并对其可靠性做出分析。 1 智能变电站概述 1.1 智能化变电站的定义 智能化变电站是以先进、可靠、集成以及环保的智能设备为基础，可以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，以及具备信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等能力，并且可以完成电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。 1.2 智能化变电站的结构 智能化变电站主要由站控层、间隔层、过程层这三层组成。 （1）站控层。站控层由站级监控系统、通信系统、站域控制以及对时系统等组成，可以实现的功能包括全站设备的监测控制、数据的采集和监控、电能量的采集、保护信息的管理控制等等。 （2）间隔层。间隔层的设备组成主要是一些二次设备，其中有系统测控装置、继电保护装置以及监测功能组的主IED 等。间隔层使用一个间隔数据且再作用于该间隔的一次设备上，也就是实现传感器、控制器以及远方输入和输出之间的通信。 （3）过程层。过程层的设备组成主要是一些一次设备及其所属的智能组件，其中有变压器、隔离开关、电流互感器、电压互感器以及断路器等；同时还有一些独立的智能电子装置，主要是电子式互感器和用于实现变压器和开关智能化的智能单元。 2 110kV 智能变电站的特点 2.1 通信标准化 IEC61850 标准是一项新的网络通信体系，它对自动化变电站系统的国际通信标准做出了定义，让变电站使用的不同厂商生产的设备之间可以自由的连接，使得设备之间能够实现相互操作以及全站的信息共享等功能。 2.2 状态可视化 变电站智能化的实现，能够实现监测全站设备运行状态的功能，其过程是经过采集设备工作时非电气量参数，利用传感器技术、计算机技术以及网络通信技术等，在使用专家系统分析获取的各项特征参数，以便及时发现设备的运行故障或是预测潜在故障。设备状态监测作为设备状态检修的基础，与原始的设备计划检修模式，状态检修模式减少了很多的不必要检修和停电事故。由此变电站实现了智能化检修维护，在检修设备时更有针对性和合理性，降低了设备检修维护成本。 2.3 功能一体化 （1）系统功能集中化：智能变电站在采集全景数据的基础上，可以实现系统的各项功能，例如防误操作功能、设备状态监测等。由于IEC61850 标准的推行，以及自动化装置和保护装置的相互融合，保护系统也逐渐实现了自动化管理。 （2）设备功能集成化：由于数字化测量方式和网络化的控制方式带来的好处，大大简化了间隔层设备的采样模块和I/O接口模块，所以可以对其逻辑计算能力做进一步的强化，使得系统功能更加集成化，例如110kV 智能化变电站中使用的保护测控一体化装置。并且系统还能够把电能计量以及故障录波等功能也集成到间隔级中。 3 110kV 变电站智能化设计 3.1 一次设备的智能化 （1）为应对实际需求，在110kV 智能化变电站的主变压器侧采用电子式传感器，该传感器主要传输光纤信号，它能把磁光玻璃和光纤以胶结方式连接起来，减短了维护周期，加强了闭环控制得精准性，增加了控制的动态特性。同时采用智能化断路器，以智能控制模式代替了原有机械式的开关和继电器，提高了系统运行的可靠性。一次侧其它设备可维持不变，不过一次接口要采用智能化终端，最终确保电力系统的安全稳定运行。 （2）110kV 供电系统中采用中置式真空开关柜，此配电装置的出线保护测控装置分散布置在各自的开关柜上，所以，只要把一个智能终端配置于主变低压侧就可以满足系统要求，避免了每一个出线柜都配置智能终端的缺陷。 3.2 二次设备的网络化 二次设备的网络化就是利用IEC61850 标准，并结合光纤等设备，使系统以分布式控制方式来代替总线控制方式，丰富了数据传输方式，使得信息更加标准化，确保了智能化变电站的全景式监控。 下面讨论怎么从智能化变电站的站控层、间隔层以及过程层来实现网络化。 （1）站控层设备的网络化。站控层设备管理的网络化是建立一个无人值守的站控监控室，结合变电站的智能化设备，实现智能控制和管理的目的。站控层设备为工作人员提供了友好的人机界面，以便控制管理间隔层和过程层的智能设备，同时实现设备功能。

智能变电站与常规变电站的区别

智能变电站与常规变电站的区别 一、了解智能变电站 1、背景 伴随着工业控制信息交换标准化需求和技术的发展，国外提出了以“一个世界，一种技术，一种标准”为理念的新的信息交换标准:IEC61850标准。在国内，现有信息交换技术在变电站自动化领域体现出来的种种弊端严重制约了生产管理新技术的提高，因此，采用IEC61850实现信息交换标准化已经成为国内电力自动化业界的一致共识，同时，国家电网公司又提出了“建设数字化电网，打造信息化企业”的战略方针，如何提高变电站及其他电网节点的数字化程度成为打造信息化企业的重要工作之一。数字化变电站就是在这样的背景下提出来的。因此，数字化变电站是变电站自动化发展及电网发展的结果。 如今，我国微机保护在原理和技术上已相当成熟，常规变电站发

生事故的主要原因在于电缆老化接地造成误动、CT特性恶化和特性不一致引起故障、季节性切换压板易出错等。这些问题在智能（数字）化变电站中都能得到根本性的解决。另外，微机技术和信息、通讯技术、网络技术的迅速发展和现有的成熟技术也促成了数字化技术在电力行业内的应用进程。这几年国内智能化一次设备产品质量提升非常快，从一些试运行站的近期反馈情况可以看出，智能化一次设备已经从初期的不稳定达到了基本满足现场应用的水平。工业以太网是随着微机保护开始应用于电力系统的，更是成为近几年的变电站自动化系统的主流通信方式。在大量的工程实践证明站控层与间隔层之间的以太网通信的可靠性不存在任何问题。而间隔层与过程层的通信对实时性、可靠性提出了更高的要求，但通过近两年的研究与实践，这一难点问题也已经解决。可以说原来制约数字化变电站发展的因素目前已经得到逐一排除。 智能（数字）化变电站按照变电站自动化系统所要完成的控制、监视和保护三大功能提出了变电站内功能分层的概念:无论从逻辑概念上还是从物理概念上都可将变电站的功能分为三层，即站级层、间隔层和过程层。智能（数字）化变电站作为变电站的发展方向，主要解决现有变电站可能存在的以下问题：传统互感器的绝缘、饱和、谐振等；长距离电缆、屏间电缆；通信标准等。 智能（数字）化变电站与传统变电站相比，主要需对过程层和间隔层设备进行升级，将一次系统的模拟量和开关量就地数字化，用光纤代替现有的电缆连接，实现过程层设备与间隔层设备之间的通

智能变电站的网络结构优化

0引言 智能变电站由一次设备和二次设备2个层面构成，其基本 的组成单元和普通数字化变电站并没有本质区别。 智能变电站的优势主要体现在一次设备的智能化控制以及利用网络化来组织二次设备上，加之一次设备与二次设备之间采用了高速网络通信，因此二者之间的联系得以加强。从智能变电站组成的层次结构来看，从一次设备（互感器、断路器）开始，往下是过程层设备（主要是户外柜组件和过程层交换机），其次是隔离层设备（如各类保护装置和测控装置），最后是由以太网MMS 、监控系统和远控装置构成的站控层设备。而从智能变电站的发展趋势来看，有向系统层和设备层2层结构简化的趋势。但这种2层简化结构需要依赖于大量的计算机和网络控制技术，因此短时间内还难以实现。 当前的智能变电站多数仍采用传统的3层结构形式，该种结构框架的过程层设备和间隔层设备是通过过程层的网络连接来实现的。网络连接在过程层中承担着智能变电站主要数据的通信任务，这些传输数据来自于变电站运行中的状态实时数据，以及变电站的模拟量采样信息、网络中传输的设备管理信息和事件警告信息等。因此， 在研究智能变电站的网络结构优化时，主要是考虑网络中数据传输的优化。 1智能变电站网络结构形式分析 智能变电站自动化系统分为站控层、间隔层和过程层3个 大层次，通信连接一般都是靠站控总线和过程总线完成。其中站控总线处理站控层与间隔层各控制设备之间的通信，而过程总线处理间隔层与过程层中各种智能一次设备的通信。 从逻辑上讲，在设计时，通常可依据需要将站控总线设置为独立于过程总线，或将站控总线与过程总线合并的形式。这2种不同的布线方式各有优缺点。如果将站控总线与过程总线合并，可能会因数据时效性属性不同（实时性、非实时性）、数据控制属性不同（控制性、非控制性）而导致数据间的互相影响，降低网络资源的利用效率和网络的安全性。但这种布线方式能够提高硬件资源的利用效率，在条件允许的情况下，可通过以太网的优先级排队技术或虚拟局域网技术来实现对各类重要等级不同的数据进行分析处理。 不论是采用站控总线和过程总线合并的形式还是单独布设的形式，从网络结构上看，都可以分为5个基本的层级结构：层级1（站控单元、站运行支持单元、路由器、远程控制中心）、层级2（一级交换机）、层级3（监控单元、保护单元）、层级4（二级交换机）、层级5（执行机构、传感器）。如果是站控总线和过程总线独立布设的形式，则各个层次的组成单元依次与下一层级的组成单元相连，同一层级的组成单元互不影响，形成从一级交换机开始的若干条独立的数据传输线路，此时一级交换机和二级交换机之间没有直接的线路连接，而是要经过层次3中的监控单元和保护单元。如果是站控总线和过程总线合并布设的形式，则在一级交换机和二级交换机之间直接存在直接的连接线路，但一级交换机所接收到的数据既有直接来自于二级交换机的数据，也有通过监控单元和保护单元的数据，这是这一布线方式可能存在数据干扰的根本原因。 2智能变电站网络结构优化 在本节中，将从某智能变电场升压站的组网结构优化及其 网络的流量优化2个方面来展开讨论。该升压站的原系统结构如图1所示。 2.1 原系统结构特点分析 由图1可知，其网络结构为典型的“三层两网”式结构，站控层、间隔层和过程层的层次结构很明显，过程层和站控层这2级网络为独立式布置。在本例中，网络采用高速以太网搭建，过程层的网络采用了2类网络形式来分别处理上行数据和下行数据，其中电流和电压实时数据的上传、开关量的上传均由SV 采样值网络完成，而分合闸控制量的下行则由GOOSE 网络完成。站控层网络采用MMS ／GOOSE 通信方式来完成全站信息的汇总和处理。 在原站控层的组网方案中，采用的是双星型拓扑结构，冗余网络采用双网双工方式运行。而过程层的网络结构为单星型的以太网结构，保护装置由2套独立的单网配置提供，因此能够使过程层网络具有双重化的特点，且2套网络互相物理隔离。过程层中的网络采样值按点对点传输的方式完成，以直接跳闸的方式来实现对间隔层设备的保护。 采用上述组网结构后，可以实现GOOSE 和SV 以太网口的独立传输，在信息传输时交换机所承担的任务明确，能够有效避免数据之间的干扰。原过程层GOOSE 网络承担着繁重的数据采样任务，但网络仅具备100M 的流量承载力，影响了数据的传输效率，加之网络接口独立设置，因此不便于网络结构的维护。 浅谈智能变电站的网络结构优化 丁文树 （泰州供电公司，江苏泰州225300） 摘要：介绍了智能变电站的层级构成以及各个层级的特点，在此基础上，对当前智能变电站主要的网络结构形式进行了分析，最后 以某智能变电站的网络结构改造和优化为例，阐述了网络结构优化后的具体形式以及网络流量优化时所采用的优化方法。 关键词：智能变电站；网络结构优化；流量优化 图1升压站原系统结构示意图 站控层设备 站控层网络 间隔层设备 过程层网络 过程层设备 合并单元 测控装置 录波装置 计量装置 智能单元 保护装置 设计与分析◆Sheji yu Fenxi 134

(完整版)500kV变电站主要设备介绍

500kV变电站主要设备介绍 第一部分设备的公用参数 一、设备环境条件 根据设备使用当地的具体环境确定，具体是： 1、户外设备环境条件主要分为：海拔高度、环境温度、相对湿度、污秽等级、地震烈度、覆冰厚度。 2、户内设备环境条件主要是环境温度和相对湿度。 二、设备的额定电压 1、我国的电压等级 电压等级分别用“系统标称电压”表示，分别为：1000kV、750kV、500kV、330kV（西北）、220kV、145kV （东北）、110kV、60kV、35kV、10kV、6kV（电厂）、0.4kV 2、设备的额定电压 “设备的额定电压”分别用上述系统的“最高运行电压”表示，分别为：1100kV、800kV、550kV、363kV （西北）、252kV、167kV（东北）、126kV、69kV、40.5kV、11.5kV、6.9kV（电厂）、0.46kV 三、绝缘水平 绝缘水平是指：设备带电部分与不带电部分之间的绝缘能力，主要分为：雷电冲击、操作冲击和工频耐压三种绝缘水平，主要根据相应的国家和行业的标准以及安装地点的使用要求选择。 四、设备的试验要求 各种设备都应该按照国家和行业的标准，通过相关的试验。设备试验主要分为以下几种：型式试验、出厂试验、安装现场的交接试验等。 五、额定频率：50HZ 第二部分 500kV变电站主要一次设备 500kV变电站一般分为三个电压等级，即：500kV、220kV和35kV，下面分别介绍各级电压的一次设备。 一、500kV主变压器 变压器的作用是“改变电压，将各级电压连接起来”。500kV主变压器的主要型式和参数介绍如下： 1、额定容量：750MVA、1000MVA等等 2、绕组容量比：100/100/50等等 3、电压变比500/220/35kV等等 4、短路阻抗 5、空载损耗和负载损耗 6、单相变压器（A、B、C三相共三台），或三相共体变压器（A、B、C三相一台）。多数变电站为三台分相的单相变压器，少量运输条件优越的变电站采用三相共体变压器。 7、调压方式：无载调压（无励磁调压），或有载调压（带励磁调压）； 8、冷却方式：强迫油循环风冷、空气自然冷却，或水循环冷却。 二、500kV高压并联电抗器 高压并联电抗器的作用：“一是限制系统的过电压；二是实现系统的无功补偿”。500kV高压并联电抗器的型式和主要参数介绍如下： 1、额定容量：90Mvar--180Mvar； 2、额定电压：525kV--550kV 3、冷却方式 4、一般500kV高压并联电抗器是三个单相构成，即：三台构成一组。 三、500kV断路器 断路器的作用是：“既可以分合正常工作电流，也可以切断较大的事故短路电流”。500kV断路器的型式和主要参数介绍如下： 1、额定电流（有效值）：3150A、4000A等等 2、额定短路开断电流（有效值）：50kA、63 kA等等 3、额定短时耐受电流（冲击峰值）：125 kA、160 kA等等 4、组合型式：主要分为以下三种： 柱式断路器、罐式断路器、HGIS开关设备、GIS开关设备（后面具体介绍） 四、500kV隔离开关

110kV智能变电站设计方案探讨

110kV智能变电站设计方案探讨 发表时间：2018-10-22T16:22:18.940Z 来源：《科技研究》2018年8期作者：韩龙 [导读] (河北创绘工程设计有限公司河北省保定市 071000) 0引言： 科技水平的不断进步，使人们对电力系统运行控制的安全可靠性需求越来越大。供电、用电的，作为决定了现代化经济建设的快速发展目标能否实现的关键因素。相关建设人员应加大智能变电站设计方案有效性的控制研究力度，进而满足各行各业发展对电力系统运行可靠性的需求。如此，在现代化经济建设背景下，各行各业的发展建设才不会受到变电站运行使用不稳定因素的影响，进而提升自身在市场环境中的核心竞争力。 1研究110kV智能变电站设计方案的现实意义 智能变电站是指，采用集成、可靠、低碳以及环保的智能设备，来实现全站信息数字化、信息共享标准化以及通信平台网络化的目标。如此，智能变电站就能自动完成信息数据的采集、控制、测量以及保护等功能目标，进而为电网实时自动控制、智能调节以及在线分析决策提供支撑。然而，在实践过程中，智能变电站受所处市场环境材料设备复杂性影响，降低了变电站设计方案确定的科学合理性。为此，相关建设人员从实践角度出发，以110kV智能变电站的设计过程为例，即在明确其设计控制要点的情况下，对实践方案进行优化控制，进而满足智能变电站设计书使用的安全可靠要求。如此，智能变电站所处电力系统，就能满足所处地区环境对供电、用电稳定性的需求，进而服务于现代化经济建设的全面发展进程[1]。 2110kV智能变电站的设计要点 2.1一次设备选择 一方面，对于110kV与主变各侧，应采用电子式互感器来实现光通信信号的输出目标。而其他智能变电站一次设备，仍可采用传统设备与智能终端，来作为一次设备的智能化接口，进而满足智能设备运行的使用功能要求。另一方面，对于110kV的配电装置，应采用中置式真空开关柜，并结合110kV各出线的保护测控装置来使其均匀地安设在各自的开关柜上。值得注意的是，除了主变低压侧需要配置一套智能终端外，其余出线柜无需配置智能终端。 2.2网络构架方案运用 智能变电站设计人员应采用高速以太网组成，以将传输速率控制在100Mb/s以上。此时，站内所有设备应具备相应的通信接口，以支持IEC61850规约。此外，要想实现网络构建方案的逻辑功能，应该全站网络上，设置站控层、间隔层与过渡层。其中站控层的网络拓扑，应采用单行型结构来提高方案运用控制效果。 对于过程层网络来说，因SV网与GOOSE网在物理上相互独立存在，所以，应采用星型拓扑结构。在实现的双重化的过程中，过程层网络应进行双重化配置，即通过满足继电保护点对点的直跳、直采要求，来落实继电保护双重化配置两个过程层网络的独立原则。 在运用站控层网络进行方案设计时，应采用常规的工业级工作组网络交换设备，来实现站控层单以太网的控制目标。此过程，对于110kV的备自投网络，应采用常规工业级的工作组来进行网络设备的交换动作[2]。 3110kV智能变电站的设计方案实践分析 以110kV内桥接线为例，作为一种常见的变电站主接线方式，其设计使用的优点在于，提升了变电站运行控制的安全可靠性。为实现其智能变电站的设计方案目标，采取了以下措施方法。 3.1站控层设计 智能变电站设计人员应将全站信息进行统一建模，建立起信息统一的存储平台，进而为全站全景信息建立起一个统一的采集、处理、存储以及展示的平台。如此，就可为各种高级应用提供更为安全可靠的数据信息[3]。 3.2间隔层设计 首先，由于110kV的电网大多采用辐射式供电方式，因此，进线侧通常不进行保护，仅配置一套内桥保护测控装置作用于内桥或是分段处。 其次，主变保护测控配置方案的确定，变压器配置的双套主后备保护测控一体化装置，需将每套保护的主后备保护功能作为设计实现目标。具体来说。就是通过进行直接点对点采样变压器各测合并单元电压与电流信息的情况下，来实现变压器差动主保护与复压过流后备的保护目标。此外，还可通过GOOSE点对点接口把跳闸命令快速传递至主变各侧的智能终端。如此，终端就能完成对主变各侧断路器的跳合闸操作。对于变压器非电量保护的设计，应采用一套本体智能终端，即直接通过电缆跳闸使信息传送至过程层GOOSE网。 再次，由于当前阶段光电式电能表未能通过国家相关管理部门的认证，因此，在计量方面仍差采用传统的计量系统配置。对于110kV 智能变电站线路来说，其采用的是电子式互感器配置常规计量互感器以及数字式电能表，来满足精度要求，进而实现单表配置目标。 最后，110kV智能变电站的自投装置，应采用集中式的智能备投装置，即将控制网、相关智能操作箱以及线路测控保护装置等组成备自投网络，进而实现设计方案运用的备自投目标[4]。 3.3过程层设计 对于智能终端主变智能终端配置方案的确定，主变高低两侧应配置双套智能终端以及单套主变本体智能终端。对于各个智能终端的配置，应与独立GOOSE接口，以点对点和对应的主变保护装置进行相连。此外，各智能终端还应配置一个独立的GOOSE接口，以分别接入过程层的GOOSE网络。如此，主变本体智能终端接入GOOSE A网后，就可用于非电量信号的采集操作。而且，主变本体智能终端也可与主变本体保护，采用电缆直接连接的方式来提高变电站运行控制的智能效果。对于其他装置智能终端的配置方案，110kV侧的智能终端应安装在GIS户外智能柜中。如此，110kV电压等级的智能终端，就可安装在本间隔的开关柜中。 对于互感器的配置，应遵循兼顾技术原则，即将电子式互感器采用数字接口，以使测量值能够通过光纤接口输送至合并单元。如图1所示，为110kV互感器合并单元配置图。

智能变电站发展前景及其关键技术分析

智能变电站发展前景及其关键技术分析 摘要：在时代迅速发展的带领下，我国对于电力的数量需求以及质量要求越来 越严苛，电力行业也是不负众望，为我国的电力用户提供安全、稳定的电力。但 由于数字技术的提高以及能源政策的调整，传统的电力自动化系统已经落后，智 能变电站的建设和发展成为必然的发展趋势。本文将简单介绍智能变电站的定义 和优点，分析其关键技术，并探究其在当今社会条件下的展望。 关键词：智能变电站；发展；关键技术 一、智能变电站概述 智能变电站是由智能设备和变电站全景数据平台两个核心部分组成。智能设 备能够通过通信光纤之间的连接来获取实时的智能变压器的工作参数和信息，所以，当其工作状态产生变动时，智能设备能够依照控制系统的电压和功率来判断 分接头的调度；当其工作状态遇到障碍时，智能设备能够产生警报且提供相应的 工作参数和数据信息等，另外，智能设备中的高压开关这一设备拥有稳定高效的 开关和控制功能，能够实时监测设备运行状态并及时诊断出设备的问题所在，帮 助工作人员快速高效地排除和修复所遇到的障碍，有效地减少了设备的管理费用，降低运行风险，使其稳定性得到合理的保障。变电站全景数据平台能够采集变电 站电力系统各状态下的工作参数和设备运行数据，能够将变电站的信息源头进行 简单化和一致化处理，实现横纵方向的信息透明化、共享化，进而规范相关信息 的处理方式和接口访问，以满足智能变电站信息库的性能要求，为变电站中一系 列的高级应用功能打下坚实的基石。 二、智能变电站的发展前景展望 当今社会条件下，人们对生活的水平和质量有着更高的要求和期望，生活更 加智能，智能的同时是带来不断增长的电力需求量，随之而来的必然是用电量的 持续上涨，那么只有我国的电力行业不断强化自身的发展，全面保障安全稳定的 持续电力供应，才能满足人们的相应需求。而传统的电力自动化系统已然跟不上 智能化的现代生活，这就要求传统电力网络向智能化发展，只有建立起智能电网，才能够实现智能供电，而智能变电站在智能电网的建立过程中具有举足轻重的地位。 我国的一二五计划中也提到了关于智能电网的发展规划，在2015年，我国已成功建成规格110-750千伏的智能变电站上万座。另外，我国政府在智能变电站 的投资在一二五期间达到160000亿元，所以不论从社会需求还是国家的重视度 都可以看出智能变电站的发展前景是非常可观的。那么为什么智能变电站能得到 国家的认可，原因就在于智能变电站的能够涉及到发电、点的传输与调配、通信 等等方面，能更好的实现电力资源的分配，另外，智能的变电站在设备的检修方 面也有很大的优势，通过网络大数据的使用，可以更好的对各电站的输电环境以 及设备进行监测。 当然，虽然智能变电站的发展前景是非常可观的，但是在发展的过程也避免 不了问题和挑战。首先，智能变电站的发展前提是网络技术的支持，我们必须要 有成熟的网络技术支持。第二，对与智能变电站，我们也需要特殊的材料，那么 这方面的研究也是智能变电站发展的基础。总的来说，智能变电站的是机遇与挑 战并存的，但是在社会发展迅猛的今天，我认为智能变电站的发展已成为必然趋势，所以发展的大方向还是好的。 三、智能变电站的关键技术分析

智能变电站网络安全策略分析与研究 徐晓寅

智能变电站网络安全策略分析与研究徐晓寅 摘要：智能变电站网络的可靠性和安全性决定了站内智能终端、合并单元、保 护装置、测控装置、自动化系统等各设备之间信息流的传输质量，会对变电站的 安全稳定运行产生直接影响。本文针对智能变电站网络存在的安全威胁，从技术 和管理方面提出了适用于智能变电站网络安全的策略。 关键词：智能变电站；网络安全；策略分析 1 智能变电站网络安全现状分析 智能变电站网络面临的安全威胁主要有内部和外部两部分：内部威胁为网络 交换机硬件问题对站内网络造成的风险；网络风暴造成站内网络瘫痪；外部人为 专业攻击造成的破坏。 1.1 外部安全威胁主要是人为专业攻击，在智能变电站网络条件下，人为专业攻击主要分为以下两种。 1.1.1 主动破坏 非法专业用户接入网络后，通过监听、拦截对站内信息及设备进行监视和控 制操作，再伪造信息向网络发送大量无用报文，使站内网络设备异常、死机甚至 无法重启，最后导致整个网络瘫痪。 1.1.2 无意识破坏 专业用户正常接入网络后，由于误操作导致大量组播报文在网络内传播，对 网络造成破坏和损失。 1.2 智能变电站面临的内部威胁主要来源于内部通信的脆弱性。智能变电站改变了原有的点对点的通信模式，取消了原有的硬接线模式，不同部件之间的通信，采用了对等的通信模式，所有变电站的智能部件之间的通信均在局域网上实现， 并且不同智能部件的关联度更加紧密。一旦某个智能部件遭到恶意攻击，就会影 响整个变电站内的通信，危及站内业务的正常运行。其安全威胁主要有以下几方面： 1.2.1 网络交换机硬件风险 变电站在正常和异常运行时，均会产生不同程度的电磁干扰，如高压电气设 备的倒闸操作、短路故障等电磁暂态过程及高压电气设备周围产生的静电场和磁场、雷电、电磁波辐射、人体与物体的静电放电等。这些电磁干扰会对交换机的 通信传输产生一定影响，导致交换机转发的报文出错，甚至丢失整帧报文，影响 智能变电站网络的安全可靠运行。因此，在强电磁干扰的情况下，交换机必须满 足零丢帧的要求，以满足过程层数字化的需求。而在实际生产现场，智能变电站 的交换机选型配置及验收都无明确的负责机构及硬件把关负责人员，导致交换机 管理处于无序甚至空白状态。 1.2.2 网络风暴 交换机作为网络核心通信设备，如果自身的报文转发机制异常，会导致网络 风暴，给智能变电站网络运维留下极大的隐患。网络风暴的基本表现为：大量重 复报文在网络中快速传播，大量信息排队等待，直至占满带宽或耗尽交换机 CPU 资源，严重影响网络的正常运行。产生网络风暴的原因很多，其中重要的原因是 网络环路问题，主要指：对过程层网络来说，虽然工程应用上通过静态VLAN划 分或 GMRP组播技术来实现网络隔离，但如果网络环路发生在同一VLAN内，仍 会产生网络风暴；对站控层网络来讲，由于没有采用任何组播报文隔离技术，GOOSE 报文组播范围为站控层全网；一旦网络内形成重复链路，GOOSE 报文就会

智能变电站一次设备智能化技术探究

智能变电站一次设备智能化技术探究 摘要:在信息技术高速发展的今天，变电站紧跟时代要求，实现智能化发展。一 次设备是变电站中的重要组成部分，在实现智能变电站建设时，重视一次设备智 能化技术的快速发展，提升变电站的服务水平。新时代，人们的用电需求量不断 增强，一次设备智能化技术能够保障智能变电站的正常运行，进而为人们提供高 质量的用电服务。因此本文探究一次设备智能化技术的发展，以此推动我国电力 事业的发展。 关键词：智能变电站；一次设备；智能化技术 变电站在我国电网系统中占据重要位置，在智能电网建设中，应重视智能变 电站的建设。智能变电站与传统变电站之间存在着较大的区别，主要体现在电气 一次设备智能化发展。新时代中，变电站智能化发展主要是为人们提供优质的用 电服务，一次设备智能技术在维护智能变电站稳定运行方面发挥着重要作用，其 可以提高智能变电站的智能化水平，并且加快智能电网的建设速度[1]。 一、智能变电站概述 在信息时代中，智能变电站主要借助于科学技术实现信息的有效采集与传递，同时具有测量、控制、计量以及监测等功能，可以依据电网运行的实际需求完成 智能调节任务，为在线分析决策、协同互动等模块提供技术支持。在智能变电站 建设中，智能变电站地设施多具有环保、集成、先进的特点，使得智能变电站具 有较高的自动化程度。相比较于传统变电站，智能变电站具有较高的安全性，适 用于时代发展需求。在智能变电站运行过程中，应注重一次设备智能化技术的应用，不仅仅实现智能电网系统的安全运行，同时也能提升智能变电站的工作效率，满足人们日益增长的用电需求[2]。 二、智能变电站设备网络结构及一次设备 （一）智能变电站设备网络结构分析 在智能变电站建设中，其结构主要分为三个层次，即过程层、间隔层以及站 控层。其中过程层主要起到桥梁作用，连接一次设备和二次系统。过程层设备能 够实时监测电力运行中电气量变化；也能实现对电气设备运行参数的检测，为间 隔层设备提供真实、可靠的一次设备数据；同时，更是实现站控层、间隔层对一 次设备的控制调节空能。间隔层设备主要实现信息的汇总，对过程层、站控层中 产生的信息予以汇总。间隔层通过对数据信息的收集与计算，进而实现对一次设 备保护。间隔层能够实现过程层设备、站控层设备的网络通信，具有承上启下的 良好网络通信功能。为了保障智能变电站的网络通信稳定性，可以在间隔层上下 网络接口处，采用双口全双工结构予以连接，进而增强信息通道的冗余度，保障 智能变电站的安全运行。站控层设备可以实现智能变电站的实时数据的收集与整理，同时，也能实现对智能变电站实时数据库的更新，确保数据库中的数据信息 真实有效，将智能变电站各个阶段的运行情况予以掌握。站控层设备收集数据的 同时，其需要将相关数据传送至变电站调度中心，促使调度中心依据数据信息发 布指令，过程层设备、间隔层设备接受指令后予以执行。站控层设备不仅仅具有 监控、收集、操作的功能，同时还具有参数修改以及对变电站故障分析、维护的 作用，保证智能变电站安全可靠的运行[3]。 图1 智能变电站设备网络结构图 （二）智能变电站一次设备概述