变电站电气一次设备智能化问题研究

2019-01-19李明

中国设备工程 2019年20期

李明

（湖北联网电力设计有限公司，湖北武汉 430000）

现阶段，在科学技术的不断发展下，为各项科研领域提供技术型方向，对于变电站电气一次设备来讲，为保证电力企业的高效率发展，其也应向自动化、技术化、智能化方向发展，以满足行业型发展需求。通过对变电站设备内变压器、互感器、可控电抗器、开关设备等进行智能化方向研究，可有效提升电力网络运行的稳定性与质量性。

1 变电站电气一次设备智能化发展现状

智能电网需要智能化变电站支撑，一个终极智能化变电站其站内所有设备应全部是智能化的，在网络的支撑下实现信息高速交互、协同操作，从而保证更安全、经济、可靠运行，一次设备智能化是发展智能变电站的基础。

1.1 变压器

变压器作为电力系统运行过程中的基础所在，其可为电力传输网络提供运营保障，并可实现用户的分级式供电。现阶段，常规一次设备仍存在于电网系统内，其向智能化方向发展仍需要一段磨合期，以保证智能化与结构化的精准对接。智能化变压器是能够在智能系统环境下，通过网络与其他设备或系统进行交互的变压器。其内部嵌入的各类传感器和执行器在智能化组件的管理下，完成对变压器多种参数的自动在线状态监测，实现对变压器运行状态的综合评估和故障诊断，保证变压器在安全、可靠、经济条件下运行。并能与其他系统实时交互信息，同时接受其他系统的相关数据和指令，调整自身的运行状态。

智能变压器主要技术特征：（1）测量数字化。对变压器状态进行就地数字化处理，并将结果通过网络实现信息共享。（2）控制网络化。对变压器实现基于网络的控制。（3）状态可视化。对监测信息进行分析评估，并将诊断结果以可辨识的方式进行显示。（4）功能一体化。实现对测量、控制、监测、计量、保护功能的集成。（5）信息互动化。通过网络实现与站控层、过程层其他系统的信息共享。

1.2 互感器

智能电网中的智能变电站主要是要实现测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化。而这些目标的基础全部基于对电压电流的精确测量。

电子式互感器是实现变电站运行实时信息数字化的主要设备之一，在电网动态观测、提高继电保护可靠性等方面具有重要作用，是提高电力系统运行控制得整体水平的基础。

互感器在变电站中的主要功能是数据测量、检测诊断等，为保证电网系统内数据测量的精准性，其需具备精准性、光纤性、数字性等功能，以此实现电网运行过程中大量数据信息资源的精准性检索。现阶段，互感器一般采用零和式技术，令互感器由技术型向实用型方向所转变，使传感器具备绝缘性、电磁兼容、系统防护、精度输出等特性，同时在信号转换技术的应用下，可减少电磁辐射影响，提升测量精度、检测范围等，进一步提升智能化发展效率。

1.3 可控电抗器

可控电抗器一般是对电网系统中的超高压进行调节优化，以提升电网内电能的传输效率、完善功率补偿功能、提升系统稳定性。在控制技术与数字技术的应用下，可令电抗器设备进入实时监控状态，在信息的反馈型传输模式下，可有效缩短设备的响应时间，以此将系统参数维持在稳定状态内。

1.4 开关设备

开关设备一般由智能断路器、开关组合设备等为主。在智能断路器方面，其作为电力系统运行的主要防护机构，其智能化发展方向，也是电子技术、数字技术、传感技术等为主，以实现联动化操控模式。智能断路器与传统断路器相比，在先进的计算机技术支持下，可令数据信息在系统设备内进行反馈型传输、响应型传输等，在集成化模块的控制下，可实现精准型监控。在开关组合设备方面，其一般是由断路模块、互感模块、接地设置、隔离设置、避雷模块、终端等组成，在微控技术、信息通讯技术、传感技术的应用下，可依据实际工作情况，对系统自身的运行参数进行调节，并依据信息的传输模式、传输量等进行研究，以保证开关量系统内各项模块的基准化操控。

2 变电站电气一次设备智能化问题解析

2.1 技术型问题

现阶段，我国用电单元逐渐增多，增加电力企业运行的负担，同时电力网络覆盖区域内的格局基本已成为定值，其在向智能化方向发展时，将对现有的电力网络进行层级式技术革新，将加大整体工作量。另外，国内变电站电气一次设备智能化纵向发展不足，其技术的欠缺也作为重要原因之一，部分核心型技术仍在不断的摸索与研发过程中，这也为技术转型带来极大难度。此种技术型问题最有效的解决途径是直接引进外来技术，将其与我国电力网络系统相融合，以提升电力网络的运行效率，但此过程涉及技术专利，在技术无法起到实际效果时，还需聘请专业化的维修人员，其技术经费、维修经费等将作为项目资金的主要支出点。与此同时，在引进技术后，还将出现国内的运行系统、设备等与技术不匹配的现象，为此，还需要大量的时间将三者进行磨合，以保证电力系统可实现基准功能，为电力传输提供安全保障。技术领域的发展作为世界性难题之一，即使是先进的技术国家，也需要一定的时间进行研发，以确保该项技术的成熟型发展，增加国家自身的科研实力。针对变电站电气一次设备智能化发展来讲，要保证技术的全面普及性，应建立统一的技术基准、设备基准、系统参数基准等，在通讯协议的规范性设置下，各类生产产商采用建模的形式，来实现资源的统一型配置，以此加强技术的覆盖范围。国家也将加大力度对相关技术进行研发，以此提升电力网络的技术转型效率，进而规范电力企业的运营行为。

2.2 智能化系统问题

在科学技术的不断更新优化下，电力网络的在建系统一般采用智能化模式，以此提升系统的运营效率、电力传输质量，为电力企业创造更多的经济价值。但现阶段智能化系统在运营过程中还存在相应的问题，例如，智能化供电、跳闸方式、电能分路传输模式等。此类问题需要在运行过程中来逐步发现，各类系统的运行可靠性、效率性等还应靠时间进行查验。互感器在实际使用过程中，产生问题的主要原因是高压侧供电现象，为此，互感器的发展方向应以自励技术发展模式为主，以提升设备自身的使用性能。

2.3 推广问题

变电站电气一次设备的型号、参数等具有多样化特性，每一组电气设备之间的使用性能、质量等都存在一定的差异性，与此同时，在各类先进技术、加工工艺的融合下，使产品的成本逐渐增加，为电气一次设备的推广增加难度。为此，技术人员应加强对设备的调整优化效率，提升技术与设备的融合度，为智能化发展夯实基础，以此来提升电气一次设备的推广度。

2.4 使用寿命问题

使用寿命作为电气一次设备的一项重要使用基准，其关系到电力传输效率、电能传输质量等，现阶段，电子元件的使用周期一般小于设备的使用周期，当电子元件损坏时，将使电力网络在间歇性条件下运行，造成设备内其他关联设施的损坏，进而加大电力设备的运营负担。为此，应加大研发力度，从材料、工艺、技术上进行优化调整，以提升设备的使用寿命。