顶层油温数 字 化 测 量 及 本 体 非 电 量 保 护 功 化测控 、 能 。３ ３ ０ｋ Ｖ 及以上 变 压 器 还 应 具 备 油 中 溶 解 气 体 分析 （ 监 测、 铁 芯 电 流 监 测、 本体油中含水量 Ｄ ＧＡ） 监测和气体继电器压力测量等在线监测功能 。 智能 非电量保护宜通过 组件通过采用光纤 以 太 网 接 口 ， ／ 直跳 方 式 跳 闸 ， 并 采 用 基 于 ＭＭＳ 的 Ｄ Ｌ Ｔ ８ ６ ０服 务实现在线监测信号的传输和设置以及有载分接开 ” 关远方控制 。 变压器智能组件宜就地安装 。 综合智能组件的设计还要考虑智能变电站的整 体建设需求 。 变压 器 综 合 智 能 组 件 要 实 现 测 量 、 控 制、 状态监测 、 计量 及 保 护 ５ 大 功 能 ， 各大功能之间 ， 如何集成 各功能模 块 之 间 如 何 进 行 信 息 交 互 才 能 满足组件的状态诊断 、 智能控制等高级应用需求 ， 智 能组件需要与哪些 设 备 交 互 信 息 ， 信息交互的通信

　　］ ３ ４ － 。变压器设备的综合 功能的低压 智 能 开 关 组 件 ［ 智能组件产品目前国内外均未见报道 。 国外变压器

　　智能化的 研 究 侧 重 点 在 于 在 线 监 测 和 状 态 检 修 方 面， 其 中 油 色 谱、 局部放电等监测应用已较为成

　　摘要 ：综合智能组件的研究对于高压设备智能化和智能电网的建设具有重要意义 。 结合当前智能 介绍了综 合 智 能 组 件 的 概 念 和 研 究 意 义 。 以 １ 变电站建设的实际情况 ， １ ０ｋ Ｖ 变压器综合智能组 件为例 ， 分析了综合智能组件在智能变电站中承担测量 、 控 制、 监 测、 计 量、 保护功能的融合设计模 式及其网络结构和功能架构 。 探讨了变压器综合智能组件当前的功能架构和关键技术 。 关键词 ：智能变电站 ；综合智能组件 ；状态监测 ；变压器

　　综合智能组件一般安置在一次设备旁， 当采用 电子式互感器和智 能 操 作 箱 时 ， 综合智能组件相当 要与过程层的采样值 （ 网和通用 于间隔层设备 ， Ｓ Ｖ） ） ， 网通信 同时还要与 面向对象变电站事件 （ ＧＯＯ Ｓ Ｅ 站控 层 通 信 的 制 造 报 文 规 范 （ ＭＭＳ）网 通 信 。 图１为１ １ ０ｋ Ｖ 变压器综合智 能 组 件 在 智 能 变 电 站 体系结构中的连接关系 。 变压器综合智能组件连接 站控 层 的 ＭＭＳ 网 ， 过 程 层 的 高、 中、 低压侧的 实现 ＧＯＯ Ｓ Ｅ 网和 Ｓ Ｖ 网以及在线监测的通信网络 ， 主变压器高 、 中、 低压侧的测控 、 保护以及录波功能 ， 采集主变压器本体 的 油 温 、 挡位等主变压器本体信 息以及油色谱监测 、 局部放电监测等状态监测信息 ， 实现对变压器挡位和冷却系统的控制以及变压器的 状态诊 断 功 能 ， 并 以Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标准定义的信息模 型和信息交 互 方 式 与 数 据 采 集 与 监 控 （ 系 Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ａ） 检修系统以及其他设备进行信息交互 。 统、

　　接口和协议等都 需 要 考 虑 。 下 文 将 以 １ １ ０ｋ Ｖ 变压 ， 器综合智能组件为 例 探 讨 综 合 智 能 组 件 的 方 案 设 计。 考虑 到 智 能 组 件 的 发 展 趋 势 是 功 能 集 成 化 ， 结 合当前智能变电站设计规范 ， 将主变压器主保护 、亿博电竞 亿博官网 后 备保护 、 测控功能以及故障录波功能集成设计 ， 由主 将主变压器 保护与后备保护测 控 一 体 化 单 元 实 现 ， 本体测量 、 状态监测 和 智 能 控 制 功 能 由 本 体 测 控 与 监测单元实现 。 组件信息管理单元由主保护与后备 保护测控一体化单元和主变压器本体测控与监测单 元组成 。 主保护与后备保护测控一体化单元通过内 部以太网通信接口给本体测控与监测单元传送主变

　　１］ ， 信息采集装置 ［ 在满足相关标准时 ， 还可融入保护 和计量功能 ， 大大减 少 了 变 电 站 信 息 采 集 系 统 的 数

　　简化了变电站 设 备 的 安 装 、 调 试 和 维 护 工 作， 充 量， 。 分体现了集约式管理思路

　　；修回日期 ： 。 收稿日期 ： ２ ０ １ ０ ０ ５ ２ ５ ２ ０ １ ０ ０ ８ ０ ９ － － － － ； 国家科技支撑计划 重 大 项 目 （ 国家电网公 ２ ０ ０ ８ Ｂ ＡＡ １ ３ Ｂ ０ ６） ） 。 司纵向科技项目 （ Ｓ Ｇ １ ０ ０ ０ ７

　　综合智能组件的研制实现了一次设备信息的集 中采集和功能整合 ，亿博电竞 亿博官网 为电力系统的高级应用功能提 供了带绝对时标 、 标 准 化 的 高 品 质 数 据。综 合 智 能 组件宜采用能提供 稳 态 、 动态和暂态数据的“ 三 态”

　　综合智能组件的设计方案应考虑设备对象和电 压等级等因素 ， 一 般 情 况 下， 电 压 等 级 越 高， 设计方 案越复杂 ， 同电压等 级 的 变 压 器 组 件 设 计 方 案 比 断 路器组件设计方 案 复 杂 。《 变电站智能化改造技术

　　１ １］ “ 规范 》 中对变压器设备的改造要求 ［ 是： 变压器改 造后应具备冷却器 智 能 化 控 制 、 有载分接开关数字

　　压器各侧的电压 、 电 流、 有 功、 无功以及部分故障录 波数据 ， 便于信息 管 理 单 元 实 现 变 压 器 设 备 的 状 态

　　诊断和 智 能 控 制 等 高 级 功 能 ， 其内部功能架构如 图 ２ 所示 。

　　智能变电站是智能电网的重要组成部分和关键 环节 。 智能变电站 以 设 备 的 智 能 化 和 以 顺 序 控 制 、 状态估计 、 远端维 护 以 及 与 调 度 的 无 缝 连 接 等 高 级 智能应用为 主 要 特 征 ， 为 智 能 电 网 的 信 息 化、 自动 互动化提供 技 术 基 础 。 综 合 智 能 组 件 作 为 智 能 化、 变电站设备层的关 键 设 备 ， 促进了一次设备的智能 。《 》 智能变电站技 术 导 则 对 智 能 组 件 的 定 义 是 ： 化 “ 智能组件是服务 于 一 次 设 备 的 测 量 、 控 制、 状态监 测、 计量 、 保护等各 种 附 属 装 置 的 集 合 ， 包括各种一 次设备控制器 ， 如变压器冷却系统汇控柜 、 有载调压 、 开关控制器 断路器控制箱等及就地布置的测控 、 状 ” 计量 、 保护装置等 。 组成智能组件的各种装 态监测 、 置从物理形态上可 以 是 独 立 分 散 的 ， 在满足相关标 准要求时也可以是部分功能集成的 。 用于设备状态 监测的传感器可以外置 ， 也可以内嵌 。 但是 ， 智能组

　　总体 起设计需要考虑设 备 对 象 和 电 压 等 级 等 因 素 ， 原则就是不能与电 力 系 统 相 关 标 准 或 规 程 相 违 背 。 例如 ： 可以在 １ 保 １ ０ｋ Ｖ 及以下电压等级中将测 控 、 护功能 一 体 化 设 计 ， 但在２ 及 以 上 电 压 等 级 ２ ０ｋ Ｖ 中实现存在争议 ， 暂不考虑 。 综合智能组件要考虑与过程层设备的通信接 口， 特别是在线 监 测 采 集 设 备 。 目 前 国 内 厂 家 大 多 通信接口也不统一 ， 大多 采用自己内部的通信协议 ， ， 采用 Ｒ 还未采用Ｉ Ｓ ４ ８ ５ Ｃ ＡＮ 等 总 线 接 口 ， Ｅ Ｃ － ６ １ ８ ５ ０ 标准定义的信息模型和信息交互方式 。

　　图 ２１ １ ０ｋ Ｖ 变压器综合智能组件功能架构 Ｆ ｉ ． ２Ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ １ １ ０ｋ Ｖ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｇ ｇ ｇ ｐ

　　变压器综合智能组件包含本体智能终端、 设备 控制器 、 非电量保 护 和 组 件 信 息 管 理 单 元 以 及 计 量 单元 。亿博电竞 亿博官网 图 １ 中智能组件信息管理单元集保护 、 测控 、 状态监测和录波功能于一体 ， 是综合智能组件的 “ 大 ， 脑” 担负着信息采 集 、 各项功能的实现和对外交互 功能 。 组件信息管 理 单 元 未 包 含 计 量 功 能 ， 主要是 考虑计量涉及到计费系统 ， 由于在管理上的特殊性 ， 使得其不宜与测控 、 保护功能融合在一起 。 保护 、 测控和状态监测功能是否可以融合在一

　　结构上很难 由于变压器组 件 分 布 在 多 个 间 隔 ， 所以采用能集中就集中 、 不能集中 实现一体化设计 ， ， 就分布的策略 但组 件 信 息 管 理 单 元 可 以 监 控 组 件 的所有单元信 息 。 主 后 保 护 测 控 一 体 化 单 元 与 高 、 中、 低压侧合并单 元 和 智 能 操 作 箱 之 间 采 用 点 对 点 光纤连接 ， 主变压 器 各 侧 智 能 操 作 箱 及 合 并 单 元 宜

　　图 １１ １ ０ｋ Ｖ 变压器综合智能组件通信结构 Ｆ ｉ ． １Ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ １ １ ０ｋ Ｖ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ｅ ｒ ｇ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｇ ｇ ｐ

　　］ ５ ９ － ； 国内在变压器状态监测方面也取得了一定的 熟［ 成果 ， 油色谱 、 局部放电等在线监测产品已在变压器

　　目前 ， 一次设备的智能化程度较低 ， 尤其是状态 监测手段数字化程度不高 。 近年来在部分重要设备 上虽然加装了在线监测装置 ， 但缺乏统一的标准 ， 且 对监测数据的分析 和 诊 断 还 不 够 ， 不能在设备异常 或者故障时提出故 障 处 理 方 法 或 设 备 检 修 策 略 ， 很 难实现状态检修模式和设备全寿命周期综合优化管 理的目标 。 高压设 备 价 格 非 常 昂 贵 ， 其占据整个电 网资产的比例 也 很 高 。 随 着 电 网 规 模 的 不 断 扩 大 ， 电网公司对电网建 设 的 投 资 比 重 进 一 步 加 大 ， 其中 更加强调了资产全寿命管理体系的建设 。 高压设备 综合智能组件一方 面 扩 大 了 设 备 在 线 监 测 的 范 围 ， 同时加强了对在线监测数据以及运行数据的综合分 析， 大幅度提升高压设备状态诊断水平 ， 延长设备服

　　综合智能组件在变电站内的应用可以实现一次 设备测量数字化 、 控 制 网 络 化、 状 态 可 视 化、 信息互 动化和功能一体化 ， 使变电站设备数量大量减少 ， 变 电站场站设计简 化 ， 占 地 面 积 减 少。 数 字 化 接 口 设 备和光纤通信介质 的 应 用 ， 在节约电缆投入的同时 ２］ ， 提高 了 信 号 采 集 和 控 制 回 路 的 抗 干 扰 能 力 ［ 大幅 提高了变电站的可靠性 、 实用性和经济性 。 目前 ， Ａ Ｂ Ｂ 和 ＡＲ Ｅ ＶＡ 等国外公司已推出具有 数字化接口的断路器智能产品 ， 但由于价格昂贵 ， 并 。 没有大规模推广应用 国内对智能开关的研究虽起 步相对较晚 ， 但已研制出具有保护 、 测控和状态检测

　　Ｖ ｏ ｌ ． ３ ４Ｎ ｏ ． ２ １ Ｎ ｏ ｖ ． １ ０， ２ ０ １ ０

　　（ ） 国网电力科学研究院／南京南瑞集团公司 ，江苏省南京市 ２ １ ０ ０ ０ ３