智能变电站一次设备技术

三、状态可视化
智能组件的自诊断 四、功能一体化 1）将传感器或/和执行器与高压设备或其部件进行
一体化设计。 2）将互感器与变压器、断路器等高压设备进行一
体化设计。 3）在智能组件中，将相关测量、控制、计量、监测、
保护进行一体化融合设计。 五、信息互动化 1）与调度系统交互。
认知3 智能化高压一次设备的组成架构 • 智能化高压一次设备在组成架构上包括以
图4-1智能一次设备的演变过程
认知2 智能一次设备的基本技术特征
• 一、处理数字化 运用数字器件或者模/数混合器件，电器设备现场的各种参
量的检测和控制逻辑都采用数字化处理，大大提高了测量 和控制的精度。 二、控制网络化 1）高压设备或其部件自有控制器就地控制。 2）智能组件通过就地控制器或执行器控制。 3）站控层设备通过智能组件控制（如需要）。
三、智能组件的性能要求
• 1．结构要求 • 1）智能组件是可灵活配置的智能电子装置，测量
数字化、控制网络化和状态可视化为其基本功能。 • 2）根据实际需要，在满足相关标准要求的前提下，
智能组件可集成计量、保护等功能。 • 3）智能组件宜就地安置在宿主设备旁。 • 4）智能组件采用双电源供电。 • 5）智能组件内各IED凡需要与站控层设备交互的，
2. S5、S6、S9、S10 为电压、电流，
7. S14 为铁心接地电流
3. S7、S8 为局部放电
8. C 为冷却系统
4. S11为气体继电器
9. OLTC 为有载调压系统
5. S12 为油中溶解气体
认知4 需要智能化的高压设备
需要智能化的高压设备：
变压器、电抗器、断路器、GIS、电力电缆、高压套 管等，这些设备，或故障率相对较高，或故障影 响较大，具有自检测的需求。
接入站控层网络。 • 6）根据实际情况，可以由一个以上智能电子装置
实现智能组件的功能。
2．通用技术要求
• 1）应适应现场电磁、温度、湿度、沙尘、降雨（雪）、 振动等恶劣运行环境。
• 2）相关IED应具备异常时钟信息的识别防误功能，同时具 备一定的守时功能。
• 3）应具备就
认知2 智能组件的架构及通信要求
一、智能组件的组成架构 二、智能组件的通信要求
图4-4 智能组件结构及通信网络示意图
三、智能组件供电方案
1.交流供电方案 2．直流供电方案
任务三 变压器智能化
认知1 油浸式电力变压器智能化的一般要求 二、智能组件柜设置要求
1）原则上三相一体变压器设置一个智能组件柜，三 相分体变压器，可以三相共用一个智能组件柜， 也可以三相各设一个智能组件柜。智能组件柜应 安置在变压器旁，或整体放入就近的保护小室。
与宿主设备相关的测量、控制和监测等基本功能。 智能变电站工程实践应用的装置如智能终端、合并单元装 置、测控装置、计量装置等已经使宿主设备具有测量数字 化、控制网络化等特点。
主要体现：
1）功能组态化。 2）设计一体化。 3）利用技术上的深度配合，
二、智能组件的属性 1）是一个物理设备。 2）是宿主高压设备的一部分。 3）由一个以上的智能电子装置组成。
• 4）宜有标准化的物理接口及结构，具备即插即用功能。 • 5）应优化网络配置方案，确保实时性、可靠性要求高的I
ED的功能及性能要求。 • 6）应支持顺序控制。 • 7）应支持在线调试功能。
四、智能组件研究现状
1．智能组件第1研发阶段智能化进程 • 1）研制功能合一化的智能组件装置。 • 2）对智能汇控柜结构进行改造。 • 3）按功能重新分布智能汇控柜内装置。 2．智能组件第2研发阶段智能化进程 • 1）优化检测设备传感器的配置。 • 2）智能组件与机构一体化设计，简化回路（重点）。 • 3）使用软件连锁替代硬件连锁。 3．智能组件第3研发阶段智能化进程
下三个部分：
• 1）高压设备。
• 2）传感器或/和执行器，内置或外置于高 压设备或其部件。
• 3）智能组件，通过传感器或/和执行器， 与高压设备形成有机整体，实现与宿主设 备相关的测量、控制、计量、监测、保护 等全部或部分功能。
注：1. S1、S2 为顶层油温，S3、S4为底层油温， 6. S13 为油中水分
知识及能力目标
• 1. 明确智能一次设备的演变过程及智能一次设备 的基本特征。
• 2. 明确智能组件的概念、基本属性、构成及通信 要求。
• 3. 了解智能组件的发展过程。 • 4. 熟悉变压器智能组件的功能及技术要求。 • 5. 熟悉断路器及高压组合电器智能化的要求。 • 6. 明确一次设备在线监测与智能诊断系统的结构、
功能。 • 7. 明确智能一次设备的现状及发展方向。
任务一 智能一次设备的发展及特征
• 认知1 智能电器及电器智能化
一、智能电器 定义：智能电器是具备人工智能功能的电器元件或电器
系统。人工智能功能包括灵敏准确的感知、正确的思 维与判断、行之有效的执行功能等。 二、电器智能化及智能一次设备的演变过程 Q/GDW Z4lO—2010《高压设备智能化技术导则》： 将智能一次设备定义：由高压设备本体和智能组件组 成，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功 能一体化和信息互动化特征的高压设备。
2）智能组件包括测量、控制和监测等基本功能，根 据工程实际，可以包括合并单元、计量、保护等 扩展功能，其通信应符合DL/T860要求。在智能 组件柜内的各IED应独立供电，彼此电气隔离、且 宜通过光纤进行通信。
• 3）智能组件及各IED的平均无故障时间应不小于 50 000h。
• 4）智能组件有两种网络结构方式：方式一是智能 组件所有IED统一组网，方式一为推荐方式；方式 二是所有监测IED单独组网，其他测控IED统一组 网，彼此之间通信需经物理隔离装置。
另外，这些设备可用的自检测技术已有一定的研究 基础和应用经验，具备进行智能化应用的基本条 件。
此外，变压器、断路器、 GIS 等设备自身有大量测 量和控制信息，这些信息的数字化和网络化也是 智能化需求的一部分。
任务二 智能组件
• 认知1 智能组件的属性及性能 一、智能组件的概念 Q/GDW Z4l0-2010：由若干智能电子装置集合组成，承担