摘要：依据智能变电站模块化建设的理念，针对智能变电站的设备现状，将 110 kV 瓷柱式断路器本体和主变本体与智能组件高度集成。减少屏柜安装及接线工作量，降低设备成本，节省智能控制柜的空间。

　　中文引用格式：宋晓帆，樊庆玲，陈晨，董平先，申燕飞，陈婧华，郭放，白萍萍.模块化智能变电站智能组件与一次设备集成方案研究[J].集成电路应用, 2019, 36(09): 76-77.

　　一次设备本体和信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等功能被分割开来，这种模式成为智能变电站发展的制约因素。解决原有智能站的根本上的设计制约，对智能化的发展，推行“标准化设计、模块化建设”具有十分重要的意义。

　　智能组件是一次设备智能化的关键技术部件，承担了一次设备全部或大部分的二次功能。其定义：智能组件由若干智能电子装置集合组成，如合并单元、智能终端、状态监测 IED 等，承担与宿主设备相关的测量、控制和监测等基本功能。在满足相关标准要求时，还包括电能表、保护装置等，从而承担计量、保护等基本功能。

　　国网公司 Q/GDW 11152-2014 智能变电站模块化建设技术导则[1,2]提出新的要求，要求实现一、二次集成设备进行最大程度整合。

　　集成化智能设备普遍采用“一次设备本身+智能组件”模式，在线监测传感器内嵌于一次设备本体。对于户外站，就地智能组件包括：智能终端、合并单元、在线监测 IED 等。

　　最终智能组件采用内置方式，有机融合于一次设备本体，智能组件与一次设备间采用标准化的内部接线，一次设备对外采用光纤连接，间隔层二次设备功能彻底下放至配电装置本体。

　　本文主要研究 110 kV 瓷柱式断路器本体和主变本体与智能组件的整合方案。

　　国内外 110 kV 瓷柱式断路器大都按照图 1 结构形式进行布置：设备整体布置于π型架上，最上部是断路器的灭弧室等主要部件，π型架横梁内布置有传动机构，能实现断路器的三相机械联动。操作机构箱安装 π型架的横梁上。

　　机构箱内安装的主要零部件有：操作机构、各种继电器、气体密度控制器、断路器动作计数器、机构内驱潮加热器、亿博电竞 亿博官网各种电源空开、二次端子排等。通常该操作机构箱尺寸约为 770×770×500 mm（宽×高×深），为不锈钢外壳。

　　智能变电站 110 kV 瓷柱式断路器一般按间隔配置一面智能控制柜，柜内布置有智能终端，合并单元，监测 IED，各种端子排等。根据 2014 年中国电力科学研究院发布的《国家电网公司智能控制柜性能检测通知》， 110 kV 户外 AIS 变电站智能控制柜的柜体尺寸推荐为 1 000×900×2 000 mm（宽×深×高）。

　　目前断路器及其操作机构箱和智能组建柜分属一次、二次厂家生产。相关控制等信息需经智能组件柜进行中转，智能组建柜和机构箱之间用电缆连接，一次设备和二次设备基本完全隔离开来。这种方式对智能变电站进一步发展是很不利的。

　　在断路器机构及智能控制柜内均设计有压力闭锁回路，防跳等回路，在实际工程中，存在二次回路的重复设置，造成一定的浪费，对设备的运行可靠性也存在隐患。

　　现以典型的 110 kV 断路器控制回路为例，其控制回路图如图 2、图 3。从图中可以看出，在断路器机构及智能控制柜内均设计有压力闭锁回路，防跳等回路，在实际工程中，根据相关文件要求一般情况仅采用其中一组，另外一组做备用。由此存在二次回路的重复设置，造成一定的浪费，亿博电竞 亿博官网对设备的运行可靠性也存在隐患。为了避免二次回路重复设置，可以进行相应的整合。

　　（1）采用智能终端的防跳回路。常规断路器设备本体及其相应的保护装置操作箱都设有防跳回路，为了防止两套防跳回路同时使用造成的问题，通常会去掉一组防跳回路。在断路器智能化程度不断提高的情况下，智能终端将逐步成为断路器的一部分。当智能终端与断路器成为统一整体时，使用智能终端的防跳回路和使用原断路器设备本体的防跳回路已经没有什么区别，完全可以取消断路器设备本体的防跳回路。所以采用智能终端的防跳可提高断路器的集成化程度和智能化程度。

　　（2）取消机构就地操作回路，统一由智能终端实现综自变电站对设备有三级操作：站控层遥控操作、间隔测控操作和就地机构操作，智能变电站的三级操作为：站控层遥控操作、智能控制柜内操作、就地机构操作。

　　智能变电站由于测控装置不再有二次硬接线回路而将间隔操作下放到了智能控制柜中，即当站控层失效的情况下，必须到配电装置区进行操作，如果是正常运行的操作，必须是在智能控制柜内操作，以保证保护的正常运行。如果是检修调试时的操作，可以在机构箱内进行操作，不带保护运行。由此可见，智能控制柜内的手动操作回路必须得以保留。

　　当机构箱内的操作回路取消后，为了恢复原有的三级操作，可完善测控装置的操作功能。

　　现有的智能测控装置一般都具备液晶显示间隔接线及触摸操作功能，可利用测控装置的触屏实现间隔层的操作。若测控装置不具备触屏操作功能，可在测控屏上设置操作把手，将操作信号集成到测控装置中，由测控装置下发 GOOSE 操作命令。

　　（3）减少断路器(包括与相关隔离开关、接地开关)的位置辅助接点常规断路器辅助节点数目通常在 20 副左右，辅助节点数据多通常会导致设备控制回路异常。智能化的断路器可大量减少辅助接点数量，以 1 套智能终端为例，通常需要常开常闭位置辅助接点各 1 副，间隔电气闭锁1副，位置指示需要l副辅助接点，即 1 套的智能终端总共只需4副开关辅助接点(包括常开和常闭接点)。

　　（4）取消断路器操作回路中的压力闭锁回路同防跳回路一样，常规断路器设备本体及其相应的保护装置操作箱都有压力闭锁回路。当智能终端与断路器成为统一整体时，可将密度表的压力闭锁接点直接接到智能终端中，通过智能终端的继电器重动来实现压力闭锁，从而取消断路器操作回路中的压力闭锁回路。

　　（5）取消 110 kV 断路器机构分合闸指示灯，通过智能终端自带的面板指示灯实现位置指示。

　　推行“标准化设计、模块化建设”的智能变电站，将电气一次、二次设备高度集成，可最大程度实现工厂内规模生产、模块化配送，有效减少现场安装、接线、调试工作，节省智能控制柜空间，降低工程成本。

　　[2] 国家电网公司基建部.智能变电站建设技术[M].北京:中国电力出版社,2011.返回搜狐，查看更多