智能电网中的智能化变压器
浅析智能电网中110kV智能变电站的相关技术
对 关键设备的运 行状况进 行实时监控 ， 然后把获得 的数据通 过 网 络 系 统 进 行 收集 、 合 ， 后 通 过 对 数据 的 分 析 、 掘 ， 到 整 最 挖 达 对 整个 电力 系 统 运 行 的优 化 管 理 。
１ ｌ０ Ｖ智能 变 电站 中智能化设 备 的特点 ． ｋ ２ １
１０ Ｖ 智 能 变 电站 中智 能 化 设 备 是 附 加 了智 能 组 件 的 高 １ｋ 压 设 备 ， 能 组件 通 过 状 态 感 知 和 指 令 执 行 元 件 ， 现 状 态 的 智 实 可 视 化 、 制 的 网 络 化 和 自动 化 ， 智 能 化 变 电 站 提 供 最 基 础 控 为 的 功 能 支撑 。 中 １Ｏ Ｖ智 能 变 电站 中 智 能化 设 备 具有 思 维 判 其 ｋ ｌ 断、 有效执行 、 息交换和准确感知等特 点。另外还具有信息互 信
化 设 备 在 １０ Ｖ智 能 变 电站 中 的 应用 主要 体现 在 变 压器 、 １ｋ 电抗 器、 断路 器 、 Ｉ、 力 电缆 、 压 套 管 等 一 些 设 备 ， 些 设 备 要 ＧＳ 电 高 这 么故障率相对较高， 要么故障影响较大 ， 具有 自检测 的需求 。 另 方 面， 于这些设 备， 对 可用 的 自检 测 技 术 已有 一 定 的 研 究 基 础 和 应 用 经 验 ， 备 进 行 智 能 化 应用 的基 本 条 件 。 具
指 导 运 行 和 维 护 ， 少 运 行 维 护 人 员 的 工 作 量 ， 低 运 行 管 理 减 降 成本 。
１ 智 能化设 备在 １ ０ Ｖ 能变 电站 中的应 用 － ３ １ｋ 智
设 备 在 电 网 中 的重 要 性 、 障 影 响 及 其 发 生 几 率 、 障 是 故 故
变压器智能化实施方案
后台监控装置站控层MMS网光纤以太网〔IEC61850〕变压器套管监测装置变压器智能测控装置以太网/RS485过程层SV网变压器局放监测装置变压器油色谱监测装置合并单元变压器智能化实施方案变压器智能组件包括测量、把握和在线监测等根本功能。
某些工程，还包括同间隔电子式互感器合并单元、测控、保护等扩展功能。
以以以下图为变压器智能组件的组成示意图。
在线非电变压变压监测量保器测器保主IED 护装控装护装装置置置置原则上，一台变压器设一个智能组件，但在具体工程实际中可以由多个独立的物理设备实现智能组件的功能。
1）套管监测装置：监测变压器套管介损，采集套管泄漏电流、阻性电流等。
2）局放监测装置：承受超声波和特高频法监测变压器内部局部放电现象，并定量和定性分析局部放电类型、位置等。
3）油色谱监测装置：承受色谱法，在变压器不停电条件下监测变压器油中气体，包括H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、CO2、H2O。
4）非电量保护：依据非电量信号完成对变压器的保护，承受电缆直采直跳方式。
5）变压器测控装置；接收本间隔合并单元采样值，并将处理结果传送至站控层网络，同时完成对本间隔开关、刀闸就地和远方遥控功能。
6）变压器保护装置；接收合并单元的电流、电压采样数字信号，依据电流、电压等电量信号完成对变压器的保护，承受GOOSE 方式完成开关、刀闸的位置信号采集和跳、合闸把握功能。
7）合并单元；采集本间隔CT、PT〔常规或电子式〕信号，并将电流、电压合并信号传至过程层网络。
一、变压器非电量保护实施方案变压器非电量保护承受南瑞继保成熟产品PCS-974FG 装置，可以完成变压器的非电量保护、非全相保护及断路器失灵起动等功能，用于500kV 及以上电压等级的分相式变压器。
承受IEC61850 通讯规约便利接入站控层MMS 网，满足数字化变电站综合自动化系统的要求。
1.保护配置PCS－974FG 装置可供给：●非电量保护装置每相设有 11 路非电量信号接口，5 路非电量直接跳闸接口，4 路非电量延时跳闸接口。
关于智能变电站一次设备智能化的运行分析
关于智能变电站一次设备智能化的运行分析【摘要】智能变电站是智能电网的重要组成部分，智能变电站是变电站自动化技术的延伸，是集信息技术和自动化技术于一身的最新技术。
智能变电站与传统变电站和数字化变电站的区别主要是一次设备智能化。
本文首先简单介绍了智能变电站和一次设备智能化，然后重点分析了主要的一次设备的智能化及智能变电站一次设备智能化的应用。
【关键词】智能变电站；一次设备；智能化；运行引言在社会经济和科学技术的发展前提下，对变电站的技术要求也越来越高，变电站面临着自动化和智能化的挑战，一次设备的智能化可以有效的实现变电站的自动化，变压器、断路器、互感器、母线构成了变电站的一次设备，因此智能变电站一次设备的智能化就需要引进智能变压器、智能断路器等设备，而这些设备智能化的实现，依靠了先进的传感技术、微机处理技术、状态监测和故障诊断技术与抗电干扰技术。
一、智能变电站和一次设备智能化介绍随着我国用电量的扩大，变电站的增长速度很快，几乎每年都会出现近千座变电站。
所以变电站的管理面对着困难，这就需要利用先进的技术，实现变电站的自动化和智能化，从而提高变电站的利用率。
在变电站的自动化中，面向对象技术成为其发展的关键，在技术层面上，变电站的一次设备还会引进先进的测控设备，实现一次设备的智能化，让变电站的一次设备能够拥有监控、操作等功能，并形成信息库[1]。
随着变电站数量的增多和面向技术在变电站的运用，变电站的系统结构出现了改变，逐渐由原来的集中式向分散式发展，分散式系统结构可以改变目前变电站笨拙、落后的设施，取而代之的是简便的、快捷的操作。
二、主要的一次设备的智能化分析1、智能断路器智能断路器主要依靠计算机计术、微电子和新型传感器，对断路器进行二次系统的设计，实现了断路器开关的数字化控制。
智能断路器的设计主要是达到数字化控制与新型传感器的结合，能够做到检测断路器的缺陷和故障，确保在故障产生的条件具备时，发出报警信号，并且自动的采取应对措施，对问题解决[2]。
中国变压器行业发展现状及趋势分析
中国变压器行业发展现状及趋势分析一、变压器行业概述变压器是一种静止的电机，能够利用电磁感应原理实现交流电在同一频率下不同等级间的转换，即能够将一种电压、电流的交流电转换为相同频率下的不同电压、电流的交流电。
变压器是发电、输电、变电、配电系统中的重要设备之一，主要结构包括初级线圈、次级线圈和磁芯，变压器行业的技术水平和生产水平直接影响了中国电力工业的整体建设发展。
变压器有许多种类，根据不同的分类方式可以分为不同种类的变压器。
例如可以按相数分类、按用途方式分、按铁芯结构形式分类、按冷却方式分类和按芯种分类。
变压器于19世纪80年代开始在全世界范围内实现商业运行，由美国宾夕法尼亚州西屋电气公司在1886年制造成功并顺利量产化后推向大众，中国变压器行业从20世纪50年代萌芽到现在一共经历了四个发展时期。
变压器行业的上游企业主要为原材料供应商，提供硅钢片、铜、铝等有色金属原材料；中游为变压器行业，为下游企业提供定制化变压器的产品设计、生产制造、装配调试和售后服务等；下游应用行业则主要为电源、电网、石油化工、冶金、铁路交通和城市建设等领域，各细分行业呈现出不同的市场需求特点。
二、变压器行业发展现状随着中国经济的不断发展，用电量持续上升，2020年中国全社会用电量上升至7.51万亿千瓦时。
用电量的上升，对于电网提出了更高的要求，对于变压器需求量也在不断增长。
根据数据显示，2020年中国变压器产量已经达到17.36亿千伏安，相对2019年有所下降，主要是受到新冠疫情的影响。
从我国变压器企业变压器的销售收入占总变压器的销售收入来看，在我国电力变压器行业中，规模化、集约化、大型集团骨干企业如特变电工、中国西电、保变，占据市场份额接近10%，市场集中度较低。
其中，特变电工市场份额为4.09%，处于领先地位。
从我国变压器企业的总产能来看，特变电工、保变电气、华鹏变压器总产能位列前三，分别为26000Kv、17000Kv和12000Kv，企业竞争力较强。
智能电网及智能变电站
智能电网及智能变电站在当今科技飞速发展的时代，能源领域也迎来了重大变革，智能电网和智能变电站作为其中的关键组成部分，正逐渐改变着我们的用电方式和电力系统的运行模式。
智能电网，简单来说，就是将传统电网与现代信息技术、通信技术、传感器技术等深度融合，形成一个更加高效、可靠、灵活和智能化的电力网络。
它就像是电力系统的“智慧大脑”，能够实时感知电力的供需情况、优化电力的分配和传输，并及时发现和解决可能出现的故障和问题。
与传统电网相比，智能电网具有诸多显著优势。
首先，它的供电可靠性大大提高。
通过实时监测和智能控制，能够迅速应对各种突发情况，减少停电时间和频率，让我们的生活和工作不受电力中断的困扰。
其次，智能电网能够实现能源的高效利用。
它可以根据不同地区、不同时间段的用电需求，精准地调配电力资源，避免了能源的浪费。
再者，智能电网对于可再生能源的接入和消纳能力更强。
随着太阳能、风能等清洁能源的快速发展，智能电网能够更好地整合这些不稳定的能源，使其顺利并入电网，为推动能源转型和可持续发展提供有力支撑。
而智能变电站，则是智能电网中的重要节点。
它是连接发电厂和用户的关键枢纽，承担着电压变换、电能分配和电力传输等重要任务。
智能变电站采用了一系列先进的技术和设备。
比如，智能化的一次设备，如智能变压器、智能断路器等，这些设备能够实时监测自身的运行状态，并将数据上传至控制系统，实现了设备的自诊断和自维护。
还有先进的传感器和监测系统，能够对变电站内的各种电气量、非电气量进行精确测量和监测，为运行人员提供了丰富的信息，帮助他们更好地了解变电站的运行情况。
在通信方面，智能变电站采用了高速、可靠的通信网络，确保了各种数据的及时传输和共享。
通过标准化的通信协议，不同厂家的设备能够实现互联互通，提高了系统的兼容性和扩展性。
智能变电站的控制系统也更加智能化。
它能够对收集到的数据进行分析和处理，自动生成控制策略，实现变电站的自动化运行。
例如，在电力负荷高峰期，控制系统可以自动调整变压器的档位，保证电压的稳定；当发现设备故障时，能够快速隔离故障点，恢复正常供电。
数字智能变电站变压器保护方案的探讨
３变 压 器继 电保 护 系统
３ ． １主 保 护
保护 、 后备保护和现场调试 ， 希望对 日后数字智能变 电站 的改造运 行起 到积 极分为差动保护和瓦斯保护两种 。 参 考 文 献 由基尔霍夫定律 ， 变压器 内部发生故 障时差动 电流很 大 ， 变压器 各 ［ １ ］ 陈树勇， 宋书芳， 李兰欣， 等． 智能 电网技术综述［ Ｊ ］ ． 电网技术， ２ ０ ０ ９ ， 侧有 电源时差动 电流很小 ， 当差动 电流大于不平衡 电流 时， 断路器 ３ ３ （ ８ ） ： １ —７ ．
３ ． ３变 电 站 现 场 调 试
１变压器保护系统概况
数字智 能变 电站较传统 电站而言 ， 实现了利用 电子通讯、 人工 智能技术对变 电站进行一体化管理 ， 并可 以完成设备的故障诊断和 决策分析等一系列功 能， 为电力系统的状态评估诊断 ， 太 阳能风能 的引入等提供 了有力支撑 。 从系统构成来看 ， 数字智能变 电站可分 为站控层 、 间隔层 、 过程层 、 间隔通讯 网、 过程通讯网 ， 五个部分构成
三层两网的系统 。 变压器继 电保护 系统是变 电站继 电保护 系统 中 对传统变 电站变压器进行改造 ， 得到改造后的数 字智 能变压器 的重要组成部分 ， 通常是 以微机为基础 的数 字电路 ， 其核心元件为 二次 回路接线 。 现 场调试过程 中应注意对 保护 进行 核实和测 试 ， 对 Ｃ Ｐ Ｕ， 软 件系统 为实时处理程序 。 带开 关传动进行测试。 保护动作 时间是衡量保护装置 眭能的重 要指 标， 对改造后 的系统进行保护动作时 间测试 ， 看其是否满足要求。 智 ２变压器故障诊断研究 能断路器较传统短路器而言 ， 减少 了一些 中间环节 ， 大大 缩短 了保 在 忽略变压 器损耗的情 况下 ， 由基尔霍夫定律可知 ， 流人各个 护动作时 间， 使变压器差动保护更迅速 。 节点的电流应该保持矢量和恒为零 ， 但变压器 内部存在故 障说等于 内部增加 了一条故 障支路 ， 故 障节点 的电流 矢量 和不在为 零 ， 此时 ４结语
智能变压器简介
智能变压器简介在当今这个科技飞速发展的时代，电力系统作为支撑现代社会运转的重要基石，也在不断地进行着技术革新。
其中，智能变压器作为电力系统中的关键设备，正发挥着越来越重要的作用。
那么，究竟什么是智能变压器呢？简单来说，智能变压器是一种集成了先进的传感器、通信技术和智能控制算法的新型变压器。
它不再是传统意义上单纯的电能转换设备，而是能够实现自我监测、自我诊断、自我保护和智能优化运行的智能化设备。
智能变压器的核心特点之一就是强大的监测功能。
通过在变压器内部安装各种传感器，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、电流传感器等，它可以实时获取变压器的运行状态信息。
这些传感器就像是变压器的“眼睛”和“耳朵”，能够敏锐地感知到变压器内部的细微变化。
比如，温度传感器可以实时监测变压器内部的油温，一旦油温超过设定的安全阈值，系统就会立即发出警报，提醒运维人员采取相应的措施，避免因过热而导致设备损坏。
除了监测功能，智能变压器还具备出色的诊断能力。
它能够对采集到的数据进行分析和处理，运用先进的算法和模型，判断变压器是否存在潜在的故障隐患。
例如，如果电流传感器检测到电流异常波动，智能系统会结合其他传感器的数据进行综合分析，判断是由于负载变化引起的正常波动，还是由于内部绕组短路等故障导致的异常。
这种精准的诊断能力大大提高了电力系统的可靠性和稳定性，减少了因故障导致的停电事故。
自我保护也是智能变压器的一项重要功能。
当变压器遭遇突发的过电压、过电流等异常情况时，智能控制系统能够迅速做出反应，采取切断电源、调整输出等措施，保护变压器及整个电力系统的安全。
这就好比给变压器装上了一套“智能铠甲”，使其能够在恶劣的运行环境中抵御各种“攻击”。
在通信方面，智能变压器更是展现出了其独特的优势。
它可以通过有线或无线的方式与电力监控系统进行实时通信，将自身的运行数据上传至云端，实现远程监控和管理。
运维人员无需亲临现场，只需通过电脑或手机终端，就能够随时随地掌握变压器的运行状况。
电力电子变压器
具有高压直流环节的双级型PET:
具有低压直流环节的双级型PET：
上图提所提出的双级型单相PET拓扑，为一种只含有低压 直流环节的结构，隔离级采用的是DAB (Dual Active Bridges)整流变换器，直接将高压交流整流并降压为低压 直流。此结构传递的平均有功功率对漏感非常敏感，电流 波动很大，并且对低压直流侧的调节能力很弱。此类拓扑 结构无论是高压整流还是低压整流后未加滤波电容，严格 意义上讲并不具备可用的直流环节，更可看做是单级AC/AC 结构的改进。
电力电子变压器的理论及其 应用
一、电力电子变压器概述
• 电力电子变压器又被称为固态变压器 ( Solid State Transformer SST)、智能通用变 压器( Intelligent Universal Transformer IUT) 或电子电力变压器 ( Electronic Power Transformer EPT)。本文中将统一称为电力电子 变压器。电力电子变压器的基本思想是用高频变 压器替代工频变压器。由于变压器的体积大小是 磁心材料饱和磁通密度的函数，而饱和磁通密度 与频率成反比，因此提高频率可以提升铁心材料 利用率并减小变压器的体积。同时在高频变压器 的原边和副边引入电力电子变换技术，通过适当 的控制来实现变压器两侧电压、电流和功率的灵 活调节。
传统型变压器：
传统变压器具有成本低、效率高、可靠性好等 优点，已经广泛应用于输配电系统中。如今随着 智能电网的不断开发和建设，更多的分布式发电 系统需要有效、可靠地融入电力系统中，用户对 供电的可靠性、灵活性与电网负荷的品质也都提 出了更高的要求。仅实现电压变换、隔离和能量 传输功能的传统变压器己经不能满足智能电网的 需求，其固有缺点，如饱和、直流偏磁、波形畸 变、空载损耗大等，也变得越来越突出。随着大 功率电力电子技术的不断发展，一种基于电力电 子变换技术的新型变压器—电力电子变压器 ( Power Electronic Transformer ，PET)得到了广泛关 注。
电力行业人工智能在电力系统中的智能化应用
电力行业人工智能在电力系统中的智能化应用随着科技的不断进步和电力行业的快速发展，人工智能作为一种新兴技术正逐渐应用于电力系统中，为电力行业的智能化发展提供了有力支持。
本文将探讨电力行业人工智能在电力系统中的智能化应用。
一、智能电网的建设随着电力系统规模的不断扩大，对传统电网进行智能化改造成为当前发展的重点。
而人工智能技术的应用为智能电网的建设提供了新的思路和方法。
通过人工智能技术，可以对电力系统中的各项数据进行实时监测、预测和分析，提高电力系统的可靠性和安全性。
同时，人工智能技术还可以帮助电力系统建立智能化的调度和控制系统，提高电力系统的运行效率和自动化程度。
二、智能电力设备的研发和应用在电力系统中，各种电力设备起着至关重要的作用。
通过应用人工智能技术可以对电力设备进行智能化改造，提高设备的运行效率和维护管理水平。
例如，智能电表可以通过人工智能技术实时监测电力的使用情况，为用户提供更加精确的电力计量和使用建议。
智能变压器可以通过人工智能技术实现远程监测和故障预测，提高变压器的可靠性和维护效率。
三、智能供电网络的构建人工智能技术为电力系统的供电网络构建提供了新的思路和方法。
通过人工智能技术，可以实现供电网络的智能优化和动态调整，提高供电网络的稳定性和经济性。
同时，人工智能技术还可以帮助电力系统建立智能化的故障检测和定位系统，提高故障排除的效率和精确度。
智能供电网络的构建将为电力行业提供更高效、更可靠的供电服务。
四、智能能源管理的实现随着可再生能源的不断发展和应用，电力系统面临着新的挑战和需求。
而人工智能技术可以帮助电力系统实现智能能源管理，提高能源的利用效率和可再生能源的比例。
通过人工智能技术，可以对电力系统中的能源进行智能分配和智能调度，提高电力系统的能源利用效率。
同时，人工智能技术还可以对电力系统中的能源进行智能监测和智能管理，实现对能源的全面控制和管理。
综上所述，电力行业人工智能在电力系统中的智能化应用具有重要意义和潜力。
智能化变电站的概念及架构
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。
面向中高压智能配电网的电力电子变压器研究
面向中高压智能配电网的电力电子变压器研究一、本文概述随着科技的飞速发展和全球能源结构的转型，电力系统正面临前所未有的挑战与机遇。
特别是在中高压智能配电网领域，对电力电子变压器的需求日益凸显。
本文旨在深入研究面向中高压智能配电网的电力电子变压器，探讨其设计原理、关键技术及应用前景。
本文将首先介绍电力电子变压器的基本原理，包括其与传统变压器的区别及优势。
随后，将重点分析电力电子变压器在中高压智能配电网中的应用场景，如提高电能质量、增强系统稳定性、实现可再生能源接入等。
在此基础上，本文将详细阐述电力电子变压器的关键技术，包括功率电子转换技术、控制技术、电磁兼容设计等。
本文还将关注电力电子变压器的实际应用情况，通过案例分析，探讨其在中高压智能配电网中的实际效果及存在的问题。
本文将展望电力电子变压器的未来发展趋势，提出相应的建议与展望，以期为我国中高压智能配电网的建设与发展提供有益的参考。
通过本文的研究，期望能够为相关领域的研究人员及工程师提供有益的借鉴与启示，共同推动电力电子变压器在中高压智能配电网中的广泛应用与发展。
二、电力电子变压器的基本原理电力电子变压器（Power Electronic Transformer，简称PET）是一种基于电力电子技术的新型变压器，它采用先进的电力电子装置和高频磁链技术，实现了对电网电压和电流的灵活调控。
与传统变压器相比，电力电子变压器具有更高的运行效率、更低的能耗、更强的适应性以及更好的电能质量治理能力。
电力电子变压器的基本原理主要包括三个部分：电能转换、磁链传递和电能输出。
在电能转换阶段，PET通过前级AC/DC或DC/DC变换器将输入的交流或直流电能转换为适合高频磁链传递的直流电能。
这一步骤实现了对电网电能的初步调控和优化。
接下来是磁链传递阶段，PET利用高频磁链传递技术，将直流电能转换为高频交流电能，并通过高频变压器进行传递。
高频磁链传递技术可以有效减小变压器的体积和重量，提高变压器的功率密度。
智能变电站核心架构介绍
智能变电站核心架构介绍智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等各个环节。
而在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环，可是智能变电站是怎么实现智能化的呢？智能电网是将现代信息系统融入传统能源网络构成的新电网系统，从而使电网具有更好的可控性和可观性，解决传统电力系统能源利用率低、互动性差、安全稳定分析困难等问题，从而实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
智能变电站工作原理智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等各个环节。
而在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环。
智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，是实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
智能化一次设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。
例如：智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据。
在实现一次设备实现通讯的基础上，网络化二次设备分层构建还需要一个具有广泛适用性、功能强大的通讯协议，使各种设备能通过协议实现互操作，才能让变电站的智能化变为可能这个通讯协议就是IEC61850。
IEC61850标准实现了智能变电站的工程运作标准化，使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。
通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。
各种设备之间互操作的可靠性安全和可靠永远是电网系统不可逾越的原则，而众多不同厂家的设备连接到一起，设备之间互操作的可靠性问题也是一个难关。
为了保证整个智能变电站系统的可靠性运行及响应速度，必须依靠变电站验收时各种试验及系统联调。
由于智能变电站的设备分为过程层、间隔层、站控层3层，因此智能变电站的验收应根据智能变电站的特殊性，在验收时需制定相应验收计划。
总的来说，智能变电站的验收项目主要有过程层设备验收、站控层设备验收及主要系统功能验收等项目。
智能电网技术的智能设备与传感器应用：介绍智能电网中常见的设备与传感器工作原理与应用方法(二)
智能电网技术的智能设备与传感器应用随着科技的不断进步，智能电网已经成为了近年来热门的话题。
智能电网是指利用先进的传感器、通信和控制技术来实现电力系统的智能化管理和优化运行的新一代电网系统。
在智能电网中，智能设备和传感器起着至关重要的作用，它们能够为电网的安全稳定运行提供重要的技术支持。
本文将介绍智能电网中常见的设备与传感器的工作原理以及应用方法。
一、智能设备的工作原理与应用方法1. 智能电表智能电表是智能电网中最常见的设备之一。
智能电表通过内置的传感器和通信模块，可以实现自动抄表和远程监控。
它能够准确测量用户的用电量和负荷曲线，为电网的负荷管理和节能提供数据支持。
此外，智能电表还能够与用户的电器设备进行联动控制，实现用电设备的智能调控和优化运行。
2. 智能变压器智能变压器是智能电网中另一个重要的设备。
它内置了各种传感器，可以实时监测变压器的电流、电压、温度等参数。
通过采集和分析这些参数，智能变压器能够提前发现变压器的故障风险，及时进行维护和修复，避免事故的发生。
此外，智能变压器还可以根据电网的实时负荷情况，智能调整变压器的运行参数，实现对供电质量的精确控制。
3. 智能配电柜智能配电柜是智能电网中用来控制和分配电能的重要设备。
智能配电柜内置了各种传感器和开关装置，通过实时监测和控制电能的分配情况，实现对电网的精确调控。
智能配电柜还能够实现对电网的故障自动检测和隔离，减少故障对电网的影响范围，提高供电可靠性。
此外，智能配电柜还可以与其他智能设备配合使用，实现对电网的集中控制和管理。
二、传感器的工作原理与应用方法1. 温度传感器温度传感器是智能电网中最常用的传感器之一。
它可以实时感知设备和线路的温度变化，并将这些数据传输给监控中心。
通过分析温度数据，可以判断设备是否存在过载或过热的风险，并及时采取措施进行处理。
此外，温度传感器还可以与其他设备联动，实现对设备的精确控制和调节。
2. 压力传感器压力传感器是智能电网中用于监测管道和输电线路压力变化的重要传感器。
PLC在变电站变压器管理中的运用
PLC在变电站变压器管理中的运用可编程控制器作为一种数字运算操作的电子系统，在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用，极大的促进了社会的进步和经济的发展。
本文首先对现代变电站变压器管理的特点进行总结，并分析了PLC在变压器自动化管理中的应用途径，最后总结了常规变电站和智能化变电站在应用PLC时的注意事项，为PLC 在变电站变压器管理中的应用提供资料参考。
标签：PLC；变电站；变压器；管理0 引言变压器是利用电磁感应原理改变交流电压的装置，变压器作为电网中必不可少的重要设备，对电网的运行稳定性和供电质量有重要影响。
近年来，随着我国经济的发展，电网覆盖面积逐渐增大，人们对供电质量的要求逐渐提高。
变压器作为保证电网供电稳定性和供电质量的重要设备，其管理和维护更是成为电力系统实践研究的重点。
随着我国智能电网建设的进一步推进，PLC在变电站的变压器管理中逐渐发挥越来越大的作用，如何更好的在变电站的变压器管理中应用好PLC设备，实现变电站变压器管理的自动化，更是我国电网能够实现自动化和智能化的先决条件之一。
1 变电站变压器管理特点1.1 一次设备的智能化信息时代的来临，给人们的生产和生活带来了极大的改变，供电系统作为我国能源供给的重要体系，其智能化和自动化将是电网建设发展的必然趋势，并且能够极大的提升电网的供电效率和供电稳定性。
基于信息技术、自动控制技术、遥感技术等现代化技术发展的智能变电站，实现了对传统老式机电继电器的智能化控制，简化了继电器的结构，使容易发生故障的导线全部改为接受传输数字信号的网络及程控器。
利用PLC设备实现对变电站变压器的智能化和网络化管理，提高了设备之间的连接质量和工作效率，实现了对整个电网的远程监控、数据共享和资源共享，提升了变电站整体的工作稳定性和工作效率。
1.2 二次设备的网络化随着PLC自动控制器在变电站中的应用，改变了传统的变电站运行方式，变电站中的继电保护、防误闭锁、测量、运动、同期操作等装置均需要实现模块化和信息化，以保证这些二次设备能够配合智能化变电站和变压器的工作。
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有重要作用。准确的电流、电压动态测量，为提高 复合除噪技术和自动阈值小波除噪技术等。
电力系统运行控制的整体水平奠定了测量基础。
油中溶解气体监测一般选择色谱柱法技术，油
电子式电流互感器又可分为采用法拉第磁光效 气分离采用负压动态真空脱气技术，使用灵敏度高，
应感应被测信号的光学电子式电流互感器（ＯＣＴ） 和 响应速度快的纳米晶半导体气敏传感器，整个装置
变压器本体 图 ３ 测控单元基本结构
数据进行存储，图 ３ 给出了智 能化变压器测控单元的基本 结构。
４． 智能化变压器的监测功能及解决方案 智能化变压器的局部放电在线监测一般用于 ５００ ｋＶ 级及以上变压器，所采用的局部放电监测技
３． 智能化变压器的计量功能及解决方案
术具有良好的抗电晕干扰能力，可监测的视在放电
智能电网的发展和建设是一项系统工程，涉及 电流，分配电能，控制电能流向和调整电压等功
诸多学科和行业，同时，智能电网没有现成的经验 能。变电站的智能化运行是实现智能电网的最基础
可供借鉴，必须坚持自主创新。因此，智能电网将 环节之一。
会极大地提高我国电力工业及相关产业诸如变压器
智能化变电站基本机构如图 ２ 所示，可分为站
是指技术、管理方面的标准、规
范、试验、认证和评估体系，是
建设坚强智能电网的制度保障。
标准 规范
智能化变电站对变压器的 体系
要求
智能化变电站以先进的信
息化、自动化和分析技术为基 标准
评估
础，灵活、高效且可靠地满足发
电、用电对电网提出的各种需 试验 求，实现提高电网安全性、可靠 认证
智能应用体系
发电侧业务 电网侧业务 用户侧业务
流及变压器各侧电压均用于控制参考量，分接开关 消除了磁饱和、铁磁谐振等问题，提高了继电保护
运行状态则用于智能控制。
可靠性。电子式互感器抗电磁干扰性能好，低压边
智能控制柜
智能化变压器测控单元 的配置基于变压器本体测控
无开路高压危险，测量精度高，动态范围大，可测 量几十安至几千安的电流，故障条件下可反映几万
１． 智能变压器的测量功能及解决方案 提供主油箱顶层和底部油温度的测量，可判断 变压器是否过热，冷却装置运行是否异常。采集来 自气体继电器节点信息和压力释放阀状态信号，用 于检测是否由于内部故障产生严重放电或短路。根 据主油箱油位和分接开关油箱油位的测量，给出合 理的油位上限、下限。测量风扇电动机电流和电压， 观察和分析风扇及风扇电动机的工作状态。根据油 流继电器提供的信号，分析油泵是否异常。有载分 接开关驱动电源电压测量便于观测操作电源状态， 有载分接开关切换次数测量便于分析机械寿命，有 载分接开关当前分接位置测量可提供当前工作的状 态量。智能变压器的测量功能还应包括各侧负荷电 流及中性点电流测量，其主要作用应用于保护和状 态感知。 ２． 智能变压器的控制功能及解决方案 对于冷却控制系统，主油箱油顶层温度和底部 油温度以及绕组光纤测温同样用于判断变压器是否
交互，使设备自诊断结果与调动决策和设备运行管 理系统有机结合，可提供变压器运行自诊断结果。
智能化变压器配置以及解决方案
智能化变压器的构成包括变压器本体，内置或 外置于变压器本体的传感器和控制器，实现对变压 器进行测量、控制、计量、监测和保护的智能组件。 变压器的冷却器控制器和有载分接开关控制器应具 有可连接智能组件的接口，并可以响应智能组件的 控制。变压器的状态监测主要包括局部放电监测、 油中溶解气体监测、绕组光纤测温、侵入波监测、变 压器振动波谱和噪声等。
产品与技术 供配用电
PRODUCT & TECHNOLOGY
过热，冷却装置运行是否异常，冷却装置开起组数 不会出现磁饱和及磁滞等问题，频响特性、暂态特
参量用于控制冷却装置负荷匹配及运行状态。铁心 性和线性度好。但是相位处理复杂，线圈制作工艺
接地电流的主要作用在于监控铁心故障，如是否存 要求高，易受温度和外磁场等因素干扰，仅在某一
定量管
智能处理器 净化过滤器 ＩＥＣ６１８５０
载气 ＴＣＰ／ＩＰ
半导体气
体传感器
嵌入式数据 处理单元
被测信号，由于是空心线圈，
图 ４ 油中溶解气体在线监测原理
９２ ｜ 电气时代·２０１０ 年第 １０ 期
供配用电 产品与技术
PRODUCT & TECHNOLOGY
义。绕组光纤测量不 确定度≤２ ℃，测量范 围一般控制在５～１８０ ℃ 之间。绕组光纤测温 采用在绕组热点处预 埋光纤（见图 ５），以达 到实时测量绕组最热 图５ 绕组热点处预埋光纤测温 点温升的目的。绕组 内部光纤通过安装在油箱壁上的贯穿器与外部光纤 相连接，外部光纤终端连接至光纤控制器，光纤控 制器通过串口通信连接到主 ＩＥＤ。
制造业的整体技术水平和创新能力。
控层、间隔层和过程层。
智能电网具有坚强、自愈、兼容、经济、集成
站控层包括自动化站级监视控制系统，站域控
和优化等特征，同时具有信息化、自动化和互动化 制、通信系统和对时系统等子系统，实现面向全站
等技术特征。坚强智能电网基本架构如图１ 所示，其 设备的监视、控制、告警及信息交互功能。完成数
爆等危险；结构简单，重量轻，体积小，易于安装； 输出的数字接口适应了电力计量与保护数字化、微
层或站控层的命令，对 ＰＬＣ 通 机化，精度与二次负荷无关；体积和重量比传统电
过串口通信进行协议转换， 流互感器小很多，经济性能好。可见，采用电子式
测控参量
不仅可以向间隔层或站控层 发送数据，还可以有效地对
电流互感器可以带来显著的经济效益和社会效益， 而且电压等级越高效益越明显。
铁心接地 电流传感器
变
测
压
屏蔽电缆 量
器
ＬＥＤ
主 ＬＥＤ
图 ６ 铁心接地电流监测
智能变压器的监测功能还包括气体聚集量（轻瓦 斯）、主油箱底部油温、电容式套管电容量、套管介 质损耗因数以及用于５００ ｋＶ变压器的振动波谱和噪 声的正常指纹等项目。其中，振动波谱和噪声应提 供变压器故障或缺陷时的特征指纹，并提供相应指 纹分析技术，传感器位置、监测频率及灵敏度等应 满足监测要求，监测频率大致在 ０．１～２０ ｋＨｚ，最小 可测量≤０．００１ Ｇ。
在多点接地。变压器各侧电流和环境温度可对变压 范围内满足精度要求，对积分器稳定性要求高。其
器进电技术、远端电子模块可靠性
电压则用于监控是否有过励磁状况发生。对于有载 和采集单元的可维护性。
分接开关控制系统，开关分接位置、变压器各侧电
电子式互感器与传统互感器相比，不含铁心，
测控单元 ＩＥＤ
参量，通过 Ｍｏｄｂｕｓ 通信协议 安甚至几十万安的电流。电子式互感器的频响范围
将本体控制箱与智能控制柜 宽，能真实反映一定的高频信号，为暂态量提供可
中的测控单元 ＩＥＤ 进行连接。 靠数据，绝缘结构不采用油或气体绝缘，无易燃、易
本体控制箱 （装于变压器油箱壁上）
智能化变压器测控单元 Ｉ Ｅ Ｄ 的主要功能是接受来自间隔
同步时钟源
数据库 站总线
人机会话
保护及故障 信息管理
调度中心 远动通信
大用户、电源
相邻变电站
网络通信记
外部通信
站
录分析系统
控
层
过程总线
测控单元
保护单元
状态监测 单元
计量单元
间
同步相量
隔
层
过
合并单元
智能组件
程
电子式互感器
高压设备
层
图 ２ 智能化变电站结构示意图
９０ ｜ 电气时代·２０１０ 年第 １０ 期
产品与技术 供配用电
PRODUCT & TECHNOLOGY
「电力系统」
智能电网中的智能化变压器
文 ／ 合肥 ＡＢＢ 变压器有限公司 郑万长
智能化变压器是智能电网中的重要设备之一，智能化变压器借助传感器、控 制器和智能组件，实现对变压器的测量、控制、计量、监测和保护等功能。智能 化变压器也是智能变电站的重要组成部分，实现先进、可靠、集成、低碳和环保 的目标，以满足电网运行的安全性、可靠性、灵活性和资源优化配置水平。
在线监测铁心接地电流的目的是通过对铁心接 地电流的监测来发现箱体内异物、内部绝缘受潮或 损伤、油箱沉积油泥及铁心多点接地等类型的故障， 从而及早发现潜伏隐患，提出预警，避免事故的发 生（见图 ６）。利用高灵敏度电流传感器，不失真地采 集变压器铁心对地的泄漏电流信号。信息传输采用 ＩＥＣ６１８５０ 通信协议，通过对电流信号的运算和处 理，剔除杂波干扰信号，得到实际接地泄漏电流信 息，最终利用专家系统分析、判断并预测铁心绝缘 的健康状况。
是实现智能化的基础。智能应用体系是保障电网安 间隔层包括继电保护装置、系统测控装置和监测功
全、经济和高效运行，最大效率利用能源和社会资 能组主智能电子装置ＩＥＤ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
源，提供用户增值服务的具体体现。标准规范体系 Ｄｅｖｉｃｅ）等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且
技术体系包含电网基础体系、技术支撑体系、智能 据采集和监视控制（ＳＣＡＤＡ）、操作闭锁以及同步矢
应用体系和标准规范体系。电网基础体系是电网系 量采集、电能量采集及保护信息管理等相关功能。
统的物质载体，是实现坚强电网的重要基础。技术 站控层功能高度集成，可在一台计算机或嵌入式装
支撑体系是指先进的通信、信息和控制等应用技术， 置实现，也可分别在多台计算机或嵌入式装置中。
综合知识支撑 统一信息支撑 复合通信支撑
技术支撑体系
电力流 信息流 业务流
高度 一体化
性、灵活性和资源优化配置水平 的目标。变电站又是电力网络的 节点，负责连接线路和输送电
坚强实体电网 电网支撑站点 智能电网装备
电网基础体系
能，担负着变化电压等级，汇集