浅析智能化变电站改造工程

一、智能化变电站工程总体技术情况

（一）110kV智能变电站的智能化改造要采用大量新设备新技术，实现全站通讯协议标准化。其中110kV系统和主变系统采用光电和电子CT、PT， SV网、GOOSE网实现了网络采样和网络跳闸。

（二）主变监控智能化，具有有载分接开关数字化测控、顶层油温双重监测、绕组油温检测、油中溶解气体分析监测、本体油中含水量监测等在线监测功能。

主要特点体现在以下几个方面：

1.油气监测装置UDM-501-E连续在线监测变压器油中氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）以及二氧化碳（CO2）七种气体综合浓度和变化趋势，当溶解气体和微水含量或产生速率超过设定值时起动报警并由UDM-501-E发送给状态监测系统以及调度端，根据监测结果来分析变压器内部的异常和故障发展趋势，以保证变压器的安全可靠运行。

2.智能组件UDM-501-D根据顶层油温和绕组温度的监测结果并向后台监控系统及远动系统上送数据。

3.主变本体智能终端PRS7741实时采集上送主变本体信号、变压器分接开关档位、110kV中性点刀闸、311-4刀闸位置等遥信信息，接收主变本体保护动作信息出口跳各侧开关；接受上级调度或当地监控后台指令调节开关档位、进行刀闸遥控操作，从而完成对主变区域设备的智能自动控制，真正做到无人值守，并且在任何情况下都可以从主控室人工接管对电气设备的就地控制。

4.变压器110kV中性点零序电流互感器和间隙电流互感器采用双AD技术，通过电流合并单元实时采集主变110kV中性点零序电流互感器、间隙电流互感器信号，并通过光缆上传主变保护装置。

（三）NS851金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置适用于各电压等级金属氧化物避雷器（MOA）的绝缘状况在线监测。NS851 装置通过测量流经避雷器全电流和系统电压，分析得出避雷器的阻性电流及有功损耗，有效反映避雷器的健康指数。配套的在线监测系统利用基于“浏览器/服务器”方式，极为方便用户随时查看在线设备的状态，对于不安全的情况可以随时排除。

（四）智能化变电站改造需要安装一次设备状态监测系统一套，通过监测系统平台软件可以实现对所检测设备运行过程中的实时数据展现、历史数据存储、报表管理、报警、通信状态一览等功能。

（五）安装站用电一体化电源系统一套，该系统主要由GZDW3 系列高频开关直流电源系统、IDC-300C直流电源监控装置（主监控）、IJC-100C智能直流绝缘检测装置组成，实现站用电源的科学管理、自动调整、实时监控、信息上送等智能化监控功能。

GZDW3系列高频开关直流电源系统作为新型无人值守不间断直流电源系统，主要用于对蓄电池进行科学的管理和维护，以及给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源。

工作原理简述如下：

1.两路主、从热备份市电经自动互换装置及防雷系统分别给智能高频开关电源模块提供三相交流电源；

2.充电模块在监控装置的智能程序监控下，将三相交流电转换为符合蓄电池充电特性的可控直流电。一路给蓄电池进行智能充电、浮充电；一路经由动力断路器给合闸负荷供电；

3.两段母线时，当任一母线段的蓄电池组需要核对性充放电试验时，将联络开关合上，由另一母线段的充电装置和蓄电池组给整个系统供电；

4.蓄电池组在正常工作情况下，长期运行在浮充电状态；A当断路器分、合闸时，由充电模块及蓄电池组并联提供瞬时分、合闸大电流。B当交流断电时，则所有用电负荷都由蓄电池供电；

5.绝缘监测可通过智能直流绝缘检测装置来实现；

6.监控装置采用高性能、高速新型AVR 单片机，其通过交、直流采样传感器将系统的所有开关量、模拟量采集后，经计算进行监测与显示，并通过监控装置对智能高频开关电源模块进行监控，且根据系统设置驱动声、光报警系统对异常情况进行报警并记录。同时，通过串行口与后台监控系统通信，组成综合自动化系统。

（六）3IJC-100C智能直流绝缘检测装置（主机）用于直流母线接地电阻、支路接地电阻的检测、报警以及故障记录，实时进行在线监测母线电压及正、负母线对地电压，计算出母线接地电阻，并与设定的绝缘报警参数、瞬时接地报警参数、接地报警参数进行比较，小于参数值则报警。如果接地电阻值小于绝缘降低报警值大于接地报警值，立即进行绝缘降低报警。如果接地电阻值小于瞬时接地报警值，立即进行瞬时接地报警。如果接地电阻值小于接地报警值持续3分钟，则进行接地报警。接地报警以后，如果支路巡检方式设为自动，且当前不在连续支路巡检或单支路巡检状态，则自动进入连续支路巡检，检测支路接地电阻。

（七）安装一套变电站综合运行管理系统，集成站内室内环境监测、火灾报警、视频监视、脉冲电网等子系统，通过对站内烟雾、温度、湿度、红外、图像等传感器进行综合判断，采用图像处理、模式识别等技术并联动其它设备进行智能处理。

（八）安装五防系统一套，五防系统与后台视频监控系统合用一台工控机。

　　二、智能化变电站工程的整体技术意义

通过110kV智能化变电站的成功投运，实现电力企业在电子互感器技术应用研究、IEC61850标准应用研究、网络化二次设备和光纤网络二次回路技术的应用研究方面取得重大突破，必将为今后智能化变电站的设计、施工、运行和检修积累宝贵的经验，为电力企业全面开展智能化变电站建设作出突出的贡献，同时也为构建以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的智能电网打下了坚实的基础，具有重大的技术和经济意义！