變電站電氣一次設(shè)備智能化問題的研究

鄭東東　范旭（國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特　010000）

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變電站電氣一次設(shè)備智能化問題的研究

鄭東東范旭
（國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010000）

【摘 要】變電站電氣一次設(shè)備是電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，直接參與電力生產(chǎn)、傳輸以及分配等，常見的電氣一次設(shè)備包括各類開關(guān)、母線、電力線纜、斷路器、發(fā)電機(jī)等。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用，智能電力系統(tǒng)已經(jīng)成為電力行業(yè)的主流趨勢(shì)，智能電力系統(tǒng)可以有效控制電力系統(tǒng)維護(hù)成本，提高電力管理維護(hù)效率。變電站電氣一次設(shè)備的智能化是電力系統(tǒng)智能化的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系智能電力系統(tǒng)的推廣。本文將深入研究我國(guó)變電站電氣一次設(shè)備的途徑，并提出配套的管理制度。

【關(guān)鍵詞】變電站電氣一次設(shè)備智能化

智能電力系統(tǒng)是各種新型技術(shù)與電力技術(shù)的完美結(jié)合，需要將管理技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)等綜合應(yīng)用于電力設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各個(gè)模塊直接的通信互動(dòng)。一方面，智能電力系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化分配方案，提高電能使用效率，比如現(xiàn)在已經(jīng)在使用的低壓智能配電系統(tǒng)；另一方面，智能電力系統(tǒng)降低了電力管理維護(hù)成本，可以快速定位故障。智能電力系統(tǒng)符合我國(guó)可持續(xù)性經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，變電站電氣一次設(shè)備智能化是電力系統(tǒng)智能化的必要途徑，要求變電站電氣一次設(shè)備之間可以無縫連接，最終建立完善高效的電力系統(tǒng)。

1　智能化途徑

智能電力系統(tǒng)的概念就是通過技術(shù)革新傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化，但電力系統(tǒng)智能化并非目的，而是提高電力行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的手段。智能電力系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集、信息處理、自動(dòng)控制等功能進(jìn)行有效集成，智能電網(wǎng)實(shí)際上包括智能執(zhí)行單元以及智能控制單元，而變電站電氣一次設(shè)備就屬于智能執(zhí)行單元。變電站電氣一次設(shè)備主要包括開關(guān)、線路、互感器等，變電站電氣一次設(shè)備智能化的途徑有兩條：一是在傳統(tǒng)變電站電氣一次設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，集成智能控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)智能化；二是直接對(duì)變電站電氣一次設(shè)備進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，生產(chǎn)制造出的產(chǎn)品本身就具備相應(yīng)的智能化功能，包括數(shù)據(jù)采集、信息通信、故障診斷等。下面將重點(diǎn)分析變電站電氣一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行探究。

（1）變壓器，影響變壓器工作的因素有很多，包括水分、接地電流、負(fù)載、油溫、環(huán)境濕度、油色譜等，因此智能化變壓器必須具備在線監(jiān)測(cè)功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)上述影響因素。

（2）開關(guān)設(shè)備，變電站電氣一次設(shè)備中的開關(guān)設(shè)備是電力系統(tǒng)的主要控制設(shè)備，但微水、泄露等問題都可能影響開關(guān)設(shè)備的正常工作，因此，開關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)功能必須可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)微水、泄露、壓力、濕度等參數(shù)。

（3）避雷針，智能化避雷針可以在線監(jiān)測(cè)經(jīng)過避雷針的全電流、阻性電流等，除此之外，智能化避雷針可以與管理控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。

（4）電容型設(shè)備，電容型設(shè)備是采用電容絕緣結(jié)構(gòu)的一類設(shè)備，常見的電容型設(shè)備包括電容式電壓互感器、耦合電容器、電容型套管等，電容型設(shè)備在電力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛，數(shù)量超過變電站設(shè)備總量的一半，智能化電容型設(shè)備的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括電容量、三相不平衡電流以及介質(zhì)耗損等。

（5）電纜，智能化電纜是通過在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，監(jiān)測(cè)電力電纜中的介質(zhì)耗損、局部放電、直流分量等參數(shù)，實(shí)時(shí)掌握電纜的絕緣性能。

（6）互感器，智能化互感器與傳統(tǒng)互感器的最大區(qū)別在于輸出信號(hào)的差異，智能化互感器的輸出信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，電磁互感器則是模擬信號(hào)，智能化互感器可以利用光電技術(shù)監(jiān)測(cè)電壓與電力等，可以有效消除鐵磁諧振、磁飽和等造成的干擾。

2　智能化管理

與智能化變電站電氣一次設(shè)備配套的是智能化管理模式，傳統(tǒng)管理模式已經(jīng)不適合智能化變電站電氣一次設(shè)備的管理，難以發(fā)揮出智能電力系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，下面主要從設(shè)備檢修維護(hù)模式以及日常管理模式進(jìn)行探究。

2.1檢修維護(hù)智能化

變電站電氣一次設(shè)備智能化的目的就是為了減少人力成本，最大限度提高設(shè)備自動(dòng)控制能力，智能化變電站電氣一次設(shè)備可以為設(shè)備維護(hù)管理人員提供有效的維護(hù)途徑，方便管理人員實(shí)時(shí)掌控設(shè)備的運(yùn)行情況。智能化變電站電氣一次設(shè)備的檢修維護(hù)不同于傳統(tǒng)管理模式，智能化檢修維護(hù)采取了主動(dòng)模式，控制系統(tǒng)分析智能化變電站電氣一次設(shè)備提供的數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)中的有用數(shù)據(jù)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的安全隱患。除此之外，智能化變電站電氣一次設(shè)備可能通過專家?guī)爝M(jìn)行智能對(duì)比，具備一定自動(dòng)診斷檢修能力，智能化變電站電氣一次設(shè)備可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)沒，方便今后查詢參考。

2.2全過程智能化管理

全過程智能化管理是針對(duì)智能化電力系統(tǒng)的新型管理模式，對(duì)所用使用中的變電站電氣一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。全過程智能化管理模式的核心是提高設(shè)備可靠性，通過提高設(shè)備可靠性與穩(wěn)定性，最大限度減少設(shè)備故障率。變電站電氣一次設(shè)備的全過程智能化管理包括了資產(chǎn)與設(shè)備管理的雙重定義，涵蓋了設(shè)備采購(gòu)、安裝、運(yùn)行、維修、報(bào)廢等一系列過程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制管理，同時(shí)完善資產(chǎn)與過程管理方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)備使用壽命內(nèi)的利用率最大化與效益最大化，最大限度提高電力系統(tǒng)的工作效率，降低設(shè)備管理成本。

3　結(jié)語(yǔ)

變電站電氣一次設(shè)備是直接參與電力生產(chǎn)的設(shè)備，同時(shí)關(guān)系到智能電力系統(tǒng)的全局。變電站電氣一次設(shè)備智能化是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多個(gè)學(xué)科理論，包括傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息通信技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等，變電站電氣一次設(shè)備智能化不同于變電站電氣二次設(shè)備，變電站電氣二次設(shè)備本身就是控制設(shè)備，隨著控制技術(shù)的發(fā)展，變電站電氣二次設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字智能化。但變電站電氣一次設(shè)備涉及到電能信號(hào)的轉(zhuǎn)化，因此變電站電氣一次設(shè)備智能化的難度較高，必須將多種技術(shù)應(yīng)用于變電站電氣一次設(shè)備智能化，提高變電站電氣一次設(shè)備的穩(wěn)定性與可靠性。本文從典型變電站電氣一次設(shè)備智能化以及智能化管理等方面進(jìn)行分析，詳細(xì)闡述了變電站電氣一次設(shè)備智能化的有效途徑，希望本文的研究有利于我國(guó)智能電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。

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