摘要：智能变电站是指由先进的智能化设备构建而成的配变电站与变电站，智能化变电站依托互联网通信技术、自动化技术，使变电站的各项数据得到高效、快速传输，实现数据的收集与测量，再通过数据的收集处理，实现对变电站故障问题的智能化分析，并提供科学、合理的解决意见。本文从技术的几个方面出发，对信息传输技术、数据安全技术、一次设备智能化和二次设备网络化等方面进行了简单的应用介绍。以供参考。
关键词：自动化；智能变电站；设计；监控；故障
1、智能变电站的自动化系统结构
将自动化系统应用于智能变电站中，加大了一次设备信息化，可监测更多自身状态信息，
也可通过网络获知系统及其他设备的运行状态等信息。自动化程度更高，具有比常规自动化设备更多、更复杂的自动化功能。具备互动化能力，与上级监控设备、系统及相关设备、调度及用户等及时交换信息，分布协同操作。智能变电站自动化系统的结构在物理上可分为智能化一次设备与网络化二次设备，在逻辑上可根据相关通信协议分为以下三个层次。
（1）过程层。过程层属于一次设备和二次设备的结合层，是设备实现智能化的关键层次，其功能主要有:检测及收集设备状态参数;检测电力运行中的电气量;对其它设备进行操作与控制。
（2)间隔层。间隔层可实现的功能有:保护与控制一次设备，对其它控制功能进行操作;采集汇总电力运行过程的实时数据;控制数据采集、统计计算、控制命令的发出;连接过程层与站控层的信息传输，实现变电站系统运动的智能化、自动化。
(3)站控层。站控层在自动化系统中的主要任务有:登录与更新变电站数据库;根据既定程度将收集的信息传输至系统中心;对变电站实现监控，实现人机互联;对变电站故障进行智能化分析与处理。
三个层次之间关系如图1所示
2基于自动化系统的智能变电站设计
2.1一次设备智能化
一次设备智能化是智能化变电站中重要的一部分，通过将开关设备等一次设备的智能化改造，有效解决传统开关设备中存在的回路复杂、维护调试难等缺陷。智能化开关设备将继电器回路改用CPU来实现，合并重复回路，使回路更加可靠、简单，使调试更为容易，减少了工作量。一次设备智能化主要体现在电子式互感器及智能组件的应用方面。智能组件是若干个智能电子装置的集合，安装于一次设备旁边，承担与一次设备相关的测量、控制和监测等功能。
2.2过程层设备配置
（1）电子互感器配置:与传统的互感器相比，电子互感器具有轻巧、绝缘简单、无磁饱和、无谐振、电流互感器动态范围宽及二次输出可开路等优点，在电网规划建设中也得到了广泛的应用。考虑到变电站中高压线路距离保护和各种差动保护的高可靠性要求.优先选择有源式HGIS电子互感器。HGIS电子互感器采用直流供电方式，简单、安全、可靠。工程所配置的电子互感器需要满足Q/GDW 425-2010电子式电压互感器技术规范要求，且测量用电流准确等级不能低于0.25，保护用电流准确等级不能低于5PTE.
(2)合并单元配置:合并单元起到了连接电子互感器二次转换器与变电站二次设备的作用，其基本结构如图3所示。合并单元配置需满足同时接收3个(三相)远端模块的采样数据，完成1个线路间隔的全部模拟量采集。
智能终端设备配置:
变电站所配置智能终端设备应具有断路器操作箱功能，包括闸回路、重合闸、合后监视、操作电源监视、控制回路断线监视等功能。同时，智能终端设备还需具有通信功能、信息转换功能、智能I/0功能，能够支持以GOOSE方式上传一次设备的状态信息，接收二次设备的GOOSE下行控制命令，对一次设备实现动态、实时的监测与控制。
2.3保护测控一体化
智能化变电站保护测控一体化装置有分布式保护测控一体化与集中式保护测控一体化两种。其中，分布式保护测控一体化装置具有独立性高、面向间隔等优点，在全站的应用较多;集中式保护测控一体化装置功能集中、面向全站。
分布式保护测控方案是指在同一面保护测控柜内装有保护测控一体装置、合并单元、交换机组等,采用就地布置的方式，节省了大量的光缆、电缆敷设，有助于一次设备的智能化。集中式保护测控方案是将智能变电站作为完整的保护测控对象，保护测控性能较高，其将保护测控装置高度集成并模块化，使所有保护功能均完全按照成熟的保护原理配置。集中式保护测控一体化装置由多个支持热插拔，具有安全防护功能的独立CPU板卡组成，在实际应用中，即便是对其中一个间隔进行检修，也不会对其它CPU的正常运行带来影响。
2.4电源系统一体化
变电站采用一体化电源系统，站内所用直流、交流、通信与UPS电源系统进行统一的设计与生产，建立统一的电源系统监控平台，与自动化系统集成，使电源系统具备智能监控功能。一体化电源系统为开放式系统，系统的监控模块利用以太网接口、IEC61850规约与上位机系统通信。
2.5智能辅助控制系统一体化
变电站采用一体化平台智能辅助控制系统，系统在遥测、遥信、遥控、遥调的基础上增加了“遥视”功能，实现了远方操作视频跟踪确认、设备图像巡视等视频实时监视及分析功能。智能辅助控制系统以将通过光纤网络，实现将监控前端的视频图像、巡视信息、环境数据等实时地传送到监控中心并对各种异常状况进行定位监测和联动报警，实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理。该系统是一个基于网络环境的、远程的、实时的、可视化的、信息共享的变电站智能辅助控制平台。系统可以实现各种信号的采集、传输和处理，如传感器、门禁、电子围栏，消防，视频等，并可以有效的管理所集成的平台。
3智能变电站中自动化系统关键技术
3.1四网合一传输技术
四网合一传输技术是智能变电站中新型的信息传输方式。即将传统的GOOSE、MMS、SMV网络和IEEE1599网络相结合，采用光纤连接的方式进行单环网架构的建设，从而在单层网络中实现信息的共网传输。四网合一传输技术的关键在于对智能变电站中的间隔层电子设备的功能进行了优化，并且降低了间隔层电子设备传输所需要的光纤端口数量与交换机的配置数量，从而在整体上减少了系统传输信息的能量消耗，并且降低了建设成本。
3.2跳合闸的接点检测技术
智能变电站中的接点检测技术是基于合闸预置的技术实现的，通过集成智能组件实现这一效果。在这一技术模块中，跳闸回路是由两个跳闸出口接点和跳闸控制的监视电路构成的，通过这一结构和控制电源以及断路器的联结，在断路器进行合闸预置操作的时候可以及时对两个接点都进行相关的房做检测，从而实现对电路问题的及时诊断以及防止相关的误操作，是智能化电路与传统继电保护技术的完美结合，而且这一技术的出现还完美地解决了电器二次回路状态检修的相关问题，是智能变电站技术的大跨越。
3.3电子互感器技术应用
在智能变电站的相关系统技术中，电子互感器一般有着不同的原理设计，比如电子互感器的合并单元和远端模块就是采用独立的双套系统进行的相关设计。如采用罗氏原理和传统的电子互感器技术进行不同层次的侧重数据收集，罗氏原理的电压电流互感器侧重于研究智能组件的配合对智能变电站整体保护的影响，二传统的电子互感器则着重于各种只能配件对于主变压器的相关数据影响。电子互感器技术的智能开关技术是数字化较为彻底的部分，比如说通过变压器内部的一些预设的绕组光纤的测温设备进行控制。
4自动化智能变电站预期成效
基于自动化系统的智能变电站主要技术特征包括自动化运行管理系统、智能化一次设备、网络化二次设备以及标准的变电站通信网络及系统。智能变电站具有如下特点:
（1)数据智能化采集。通过电子互感器、一次设备智能终端的合理应用，实现了数据的智能化采集和装置冗余向信息冗余的转变。
系统标准化建模。采用统一、标准的建模技术，实现了智能化变电站站内之间、变电站与调度中心之间的无缝式通信.实现了信息的共享。
信息网络化交互。变电站智能设备均采用统一的通信协议与网络接口，设备间连接均采用高速的网络通信，实现了数据与资源的共享。
设备互操作性。基于自动化的智能变电站采用抽象通信接口技术、对象建模技术以及设备自描述规范，使智能设备之间的通信接口与通信协议相一致，实现了设备互操作功能。 通过对变电站的智能化、自动化改造，有效提升了变电自动化能力，建设遵循IEC61850规约的变配电自动化调控一体化主站，搭建遵循IEC61850规约的信息交互平台，具有变电站一体化监控能力、变电站运行优化能力、故障分析及诊断与预警能力、配网故障区段的快速切除及自动恢复供电能力。
自动化系统应用于智能变电站后，从经济效益角度分析，起到了增强信号传输的稳定性与可靠性，提高供电的质量与安全性、减少变电站事故发生率，节省故障处理费用、防止新建变电站重复投资的作用;从管理效益角度分析，自动化智能变电站实现了集约化、精细化管理，规范了变电站业务管理流程，大幅提高了变电站运行自动化水平及管理安全水平;从社会效益角度分析，基于自动化系统的智能变电站树立了良好的行业风格，全面提升供电公司的社会形象和用户服务质量.提高了客户满意度。
结术语
智能变电站的自动化系统技术可以算是智能变电站的核心技术，本文从技术的几个方面出发，对信息传输技术、数据安全技术、一次设备智能化和保护测控一体化等进行了简单的应用介绍。但是，智能变电站的设计和维护人员在实际工作当中一定要以当前的变电站实际预算和技术能力出发，积极采用新技术，引进相关的技术人才，对传统的变电站管理与维护模式有所突破，从而实现智能变电站在新技术模式下的良好运营。
参考文献：
[1]刘竹君.关于智能变电站综合自动化系统高级应用方 案的探讨[[J].中国电业:技术版，2012(8):47-49[
[2]李俊堂，李龙，李琼，等.智能变电站自动化系统及工程 应用[J].中国水能及电气化，2012(6):58-62
[3]许伟国 .110kV智能变电站自动化系统关键技术应用研究 [J]. 供用电 ,2011(05):40-45.
[4]赵永生 , 桑仲庆 , 刘海峰 , 欧阳帆 . 金南智能变电站自动化系统关键技术和问题分析 [J]. 湖南电力 ,2011(05):4-7.
论文作者:柴知霞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 互感器论文; 技术论文; 系统论文; 自动化系统论文; 《电力设备》2017年第9期论文;