变电站一次设备数字化特征和实现

唐龙波 沈军云

摘 要： 变电站是电力系统的重要组成部分，随着科学技术的进步，变电站一次设备也有了在数字化条件下工作的可能。基于此，本文试分析变电站一次设备数字化特征以及其实现，并结合实际情况给出上述具体内容，包括相关设备高度自动化、较强信息收集能力的特征，以及利用高新技术实现设备数字化等，旨在通过分析完善相关理论，更好的指导于实际工作。

关键词： 变电站；一次设备；数字化；高新技术

前言：一次设备是指直接用于电能生产和使用的电气设备，变电站中，变压器、电流互感器、电压互感器、高压开关、低压开关等均属于一次设备的范畴。现代科技的发展使得智能化成为了电力系统各类工作的主要趋势，变电站的一次设备同样可以进行智能化改造。分析变电站一次设备的智能化，可以将其数字化特征和实现作为出发点，了解相关内容，为后续具体工作的开展和优化提供支持。

1.变电站一次设备数字化特征

变电站一次设备数字化特征包括多个方面，如高度自动化、高可操作性、实时监测能力、较强信息收集能力等，这些特征也可以看做是对变电站一次设备进行数字化改造的原因所在。

1.1高度自动化

高度自动化是指在数字化条件下，变电站一次设备可以依据系统的实际工作状况对自身进行调节，使自身既能满足工作要求，也能处于较好的工作状态中，不会过负荷运行。如过流保护器、过压保护器以及广泛应用在电力系统中的智能开關等，智能开关可以根据实际工作情况自主开闭，当线路出现短路等异常时，智能开关可以根据传感器收集到信息甄别危险情况，闭合开关，避免危险事故发生，也能延长设备的使用寿命。

1.2高可操作性

高可操作性是指变电站一次设备具有良好的交互能力，在数字化条件下，人员可以通过人机交互等方式进行指令下达，设备能够快速做出反应，从而避免传统模式下手动复杂操作的麻烦，也降低了工作的危险性。该特征的核心是计算机网络技术，设备的控制以数字化方式呈现在计算机系统中，利用有线线路作为信息传输的媒介，操作高效快捷。此外，数字化的变电站一次设备还可以同其他的设备进行参数交换，这些交换甚至能在无线状态下进行，进一步提升了设备的可操作性。

1.3实时监测能力

实时监测能力是指数字化的变电站一次设备具有自我监测功能，能够实时监测自身以及系统的运行状态，并在危险临近或者发生时发出警报。该能力依托于智能系统，以传感器和单片机等作为核心。在实际工作中，一次设备利用传感器对自身和系统进行监测以及诊断，所获取的信息可以直接反馈至调度决策系统，工作人员能够及时了解系统情况，设备自身也能进行应急处理，避免危险发生。

1.4较强信息收集能力

数字化一次设备往往具有收集信息和存储信息的能力，对于某些需要重点关注的信息，如变压器温度、输电量等，设备可以在工作的同时不间断进行收集和存储。如果系统建有统一的数据模型以及通信平台，这些信息还可以进行实时传输和分析，人员可以根据信息情况了解设备和系统状况，长期工作生成的大数据也能够用于地区级别的电力工作调整，短期工作的数据则能够为设备的运行、管理、风险预警以及检修等工作提供依据[1]。

2.变电站一次设备数字化实现

变电站一次设备数字化实现的途径主要有三个，即对原有设备进行改造、进行新式设备的应用以及高新技术的融合，具体内容如下：

2.1原有设备的改造

目前变电站的大部分设备仍具有较好的工作性能，能够满足一般工作的需求，对其进行数字化改造可以避免整体更换造成的大量资金消耗。以变压器温度监测系统为例，传统变压器的温度无法得到有效监测，即便其内部存在锈蚀、电阻增加等情况也无法被察觉。现代技术条件下，可以对其进行数字化改造，将监控设备以并联方式连接在变压器的工作线路中，并通过变压处理避免设备被高电压、电流烧毁，以高温传感器监测变压器金属内芯温度，系统随着变压器工作启动，且可以独立工作，便于随时了解变压器的温度情况，并为人员提供数据，进行必要的故障维修。

2.2新式设备的应用

变电站中的部分设备无法进行数字化改造，这些设备需要更换，如高低压开关等。以过流保护开关为例，传统模式下，当系统的电流值过大时，开关的保险丝会被熔断，系统工作也因此中断，虽然具有保护能力，但并不完善，更换智能开关则有利于解决这一问题。智能开关操纵两条并联的线路，其中A线路为工作线路，B线路为备用线路。假定过流情况是由于工作线路发生短路导致的，智能开关可以在电流异常的情况下，快速切断A线路，并将B线路投入使用，由于两条线路是并联存在的，A线路的异常不会影响B线路工作，而快速的切换也能保证线路的正常工作不受影响[2]。

2.3高新技术的融合

变电站一次设备数字化实现，离不开高新技术的支持，在原有设备改造、新设备应用的情况下，还需要一些高新技术使各类设备连为一体、有序工作。如通信技术，传统模式下的变电站一次设备不存在通信的需求，而数字化模式下，由于设备在进行本职工作的同时还要进行监测、数据收集、信息传输，如果没有通信作为支持，上述工作是无法进行的。变电站存在较强的电磁场，因此一般采用有线通信的方式保证数据传输的有效性，人员利用光纤或者金属线路将设备和输出结构连为一体，并设定传输程序，设备在完成信息收集后，即会将信息沿线路进行传输，实现有效通信。

总结：通过分析变电站一次设备数字化特征和实现，了解了相关基本内容。总体来看，变电站一次设备数字化特征包括高度自动化、高可操作性、实时监测能力、较强信息收集能力四个方面，变电站一次设备数字化可通过原有设备的改造、新式设备的应用、高新技术的融合实现。后续工作中，应用相关理论有助于深入了解变电站一次设备数字化特征并推动其实现。■

参考文献

[1]陷兴，乔斌，张本宇. 变电站一次设备数字化特征和实现[J]. 现代工业经济和信息化，2014，4（20）：94-96.

[2]黄沐鹏. 数字化智能变电站中实现远动双测控的措施研究[J]. 科技创新与应用，2015，（33）：203.