變電站電氣一次設(shè)備智能化問題的研究綜述

石燕

摘要：變電站作為供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，在先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備的支持下，可對電力傳輸模式進(jìn)行控制，以確保電力傳輸模式在不同工作狀態(tài)下的高效率轉(zhuǎn)換。文章從對變電站電氣一次設(shè)備智能化發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并通過技術(shù)層面、推廣層面、系統(tǒng)層面、使用時間層面對變電站電氣一次設(shè)備智能化問題進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：電氣一次設(shè)備;智能化;變電站

引言：一次設(shè)備是指發(fā)、輸、配電的主系統(tǒng)上所使用的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電力電纜和輸電線路等，我國電網(wǎng)的改造要求和電力市場的供應(yīng)需求要求變電站一次設(shè)備的安裝、質(zhì)量控制和智能化管理要得到有效的保障。

1變電站電氣一次設(shè)備智能化的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1電力變壓器的智能化

傳統(tǒng)變壓器實(shí)現(xiàn)智能化看似簡單，實(shí)際上十分困難。實(shí)際工程中變壓器在變壓器本體智能終端集成了變壓器本體保護(hù)功能，在220kV及以上電壓的變壓器中配置變壓器油氣和微水監(jiān)測傳感器、局部放電監(jiān)測傳感器、繞組光纖溫度監(jiān)測傳感器等相關(guān)傳感器和智能組件，從而實(shí)現(xiàn)了智能化的管理及動態(tài)管理。能夠有效的對電力變壓器的本體進(jìn)行有效的保護(hù)，從而提高電力變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定性，并降低了電力變壓器的維護(hù)壓力[1]。

1.2互感器

智能電網(wǎng)中的智能變電站主要是要實(shí)現(xiàn)測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化、信息互動化。而這些目標(biāo)的基礎(chǔ)全部基于對電壓電流的精確測量。電子式互感器是實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行實(shí)時信息數(shù)字化的主要設(shè)備之一，在電網(wǎng)動態(tài)觀測、提高繼電保護(hù)可靠性等方面具有重要作用，是提高電力系統(tǒng)運(yùn)行控制得整體水平的基礎(chǔ)。

互感器在變電站中的主要功能是數(shù)據(jù)測量、檢測診斷等，為保證電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)測量的精準(zhǔn)性，其需具備精準(zhǔn)性、光纖性、數(shù)字性等功能，以此實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行過程中大量數(shù)據(jù)信息資源的精準(zhǔn)性檢索?，F(xiàn)階段，互感器一般采用零和式技術(shù)，令互感器由技術(shù)型向?qū)嵱眯头较蛩D(zhuǎn)變，使傳感器具備絕緣性、電磁兼容、系統(tǒng)防護(hù)、精度輸出等特性，同時在信號轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用下，可減少電磁輻射影響，提升測量精度、檢測范圍等，進(jìn)一步提升智能化發(fā)展效率。

1.3開關(guān)設(shè)備智能化

1.3.1智能斷路器

在所有的電氣設(shè)備中，高壓斷路器屬于基礎(chǔ)性設(shè)備，它能對整個電力系統(tǒng)展開有效的控制，確保運(yùn)行更加的安全。提升斷路器智能化水平就是要將傳感、微電子以及信息等方面的技術(shù)進(jìn)行整合，這樣才能使得系統(tǒng)更易于操控。智能斷路器將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與傳感裝置整合為一體，其可對功能展開行之有效的監(jiān)控、診斷。在新材料、新技術(shù)逐漸得到應(yīng)用之時，斷路器容量也會持續(xù)加大，電壓逐漸變低，體積更小，智能化程度會有大幅的提升[2]。

1.3.2智能開關(guān)組合設(shè)備

在對電氣一次設(shè)備展開智能控制之時，智能組合開關(guān)是不可缺少的。這種開關(guān)將傳感、微電子以及電力電子等方面的技術(shù)整合在一起，這就使得控制的智能化程度有大幅的提高。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，一定要為其提供數(shù)字化平臺，這樣就可促使其實(shí)現(xiàn)自我參數(shù)檢測，并做出整體性的評估，將實(shí)時狀態(tài)予以報(bào)告。應(yīng)該說，在現(xiàn)階段，國內(nèi)組合開關(guān)在集成化方面還是有待提高的，智能化開關(guān)的應(yīng)用也需要進(jìn)一步實(shí)踐，但其發(fā)展的良好前景是可以預(yù)見的。

2變電站電氣一次設(shè)備智能化重要性

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，變電站對于整個供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用，同時也是高低壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及功率轉(zhuǎn)換過程中關(guān)鍵所在，在我國當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，大量智能化技術(shù)被應(yīng)用到了變電站之中，使得變電站朝著智能化的方向發(fā)展。所謂的一次設(shè)備智能化，主要是在高壓電器設(shè)備自動化變電站生產(chǎn)使用的基礎(chǔ)上，做好自動化的監(jiān)測和基礎(chǔ)調(diào)節(jié)控制，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動警報(bào)的過程。這種一次設(shè)備智能化設(shè)備往往有著的基礎(chǔ)功能，在變電站電力系統(tǒng)監(jiān)測的過程中，不僅僅有著調(diào)節(jié)和監(jiān)控作用，同時也有著管理的功能特點(diǎn)。如何保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，是一個系統(tǒng)工程。加強(qiáng)對變電站電氣一次設(shè)備智能化問題的研究，有利于提高變電站電氣一次設(shè)備智能化水平。變電站是電力系統(tǒng)中“發(fā)輸變配用”五大組成部分中極其重要的一個技術(shù)組成成分，變電站更是在各級電網(wǎng)中起到了必不可少的核心作用，而變電站的一次設(shè)備作為變電站中的主要設(shè)備，對于保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要意義o要想提高變電站電網(wǎng)智能水平，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，有必要對電氣一次設(shè)備智能化運(yùn)行進(jìn)行深入研究。

3變電站電氣一次設(shè)備智能化問題解析

3.1智能化系統(tǒng)問題

在科學(xué)技術(shù)的不斷更新優(yōu)化下，電力網(wǎng)絡(luò)的在建系統(tǒng)一般采用智能化模式，以此提升系統(tǒng)的運(yùn)營效率、電力傳輸質(zhì)量，為電力企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但現(xiàn)階段智能化系統(tǒng)在運(yùn)營過程中還存在相應(yīng)的問題，例如，智能化供電、跳閘方式、電能分路傳輸模式等。此類問題需要在運(yùn)行過程中來逐步發(fā)現(xiàn)，各類系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性、效率性等還應(yīng)靠時間進(jìn)行查驗(yàn)?；ジ衅髟趯?shí)際使用過程中，產(chǎn)生問題的主要原因是高壓側(cè)供電現(xiàn)象，為此，互感器的發(fā)展方向應(yīng)以自勵技術(shù)發(fā)展模式為主，以提升設(shè)備自身的使用性能。

3.2技術(shù)方面的問題

在當(dāng)前時期，國內(nèi)變電站電氣一次設(shè)備的智能化程度并不是很高的，而造成這種情況的根源就是技術(shù)方面有所欠缺，尤其是核心技術(shù)的攻關(guān)還在進(jìn)行中。當(dāng)然，我們也可從域外先進(jìn)國家引入更為先進(jìn)的技術(shù)，但所要投入的經(jīng)費(fèi)是非常多的。而且光有技術(shù)也沒用，還要將技術(shù)和國內(nèi)相關(guān)的電氣一次設(shè)備予以整合，確保兩者能夠形成整體，而要達(dá)成這個目標(biāo)也是需要時間、精力以及資金的。另外來說，有些技術(shù)方面的問題，是世界性的難題，即使是發(fā)達(dá)國家有需要攻關(guān)。電氣一次設(shè)備智能化實(shí)施中采用的通信網(wǎng)絡(luò)、通信協(xié)議規(guī)范相關(guān)的內(nèi)容、智能化組件按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)建模內(nèi)容的描述、以及所有廠家都采用相同的標(biāo)準(zhǔn)來建模，大大提高了設(shè)備通用性[3]。

3.3使用壽命問題

使用壽命作為電氣一次設(shè)備的一項(xiàng)重要使用基準(zhǔn)，其關(guān)系到電力傳輸效率、電能傳輸質(zhì)量等，現(xiàn)階段，電子元件的使用周期一般小于設(shè)備的使用周期，當(dāng)電子元件損壞時，將使電力網(wǎng)絡(luò)在間歇性條件下運(yùn)行，造成設(shè)備內(nèi)其他關(guān)聯(lián)設(shè)施的損壞，進(jìn)而加大電力設(shè)備的運(yùn)營負(fù)擔(dān)。為此，應(yīng)加大研發(fā)力度，從材料、工藝、技術(shù)上進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以提升設(shè)備的使用壽命。

3.4推廣方面的問題

一次電氣設(shè)備包括了很多種，每種電氣設(shè)備的使用年限都不相同，比如高壓電氣設(shè)備與電子設(shè)備相比，使用年限比較長，再加之，一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化之后，價(jià)格通常比較昂貴，所以難以推廣。為此，研究者需要電氣一次設(shè)備材料進(jìn)行改善，并且利用新型的技術(shù)提高設(shè)備的使用年限，這樣才有利于電氣一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化之后，進(jìn)一步推廣使用。

結(jié)語：變電站從功能上講，主要是改變電壓、控制和分配電能的場所。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，變電站的作用是至關(guān)重要的，對于供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著不容忽視的作用。在科技發(fā)展的帶動下，大量的智能化技術(shù)逐漸在變電站中得到了廣泛的應(yīng)用，也使得變電站逐漸向著智能化的方向發(fā)展。在建設(shè)智能電網(wǎng)時，互感器、可控電抗器、開關(guān)設(shè)備和電力變壓器等變電站電氣一次設(shè)備在其中發(fā)揮著重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]解蕾.一次設(shè)備智能化的發(fā)展前景[C]//第二十屆華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會輸配電技術(shù)討論會論文集，2019.

[2]楊麗徙，曾新梅，劉蓉.變電站電氣一次設(shè)備智能化問題的研究綜述[J].高壓電器，2012（9）：21.

[3]董雪，吳斌，栗王凱.淺談電力一次設(shè)備智能化的設(shè)計(jì)與發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2019（1）：156.