智能變電站一次設備的選擇與應用研究姜婕

于國君

摘 要：智能變電站技術是一種新的電能輸變技術，它將網(wǎng)絡通信與數(shù)字化技術相結合，搭建了一種新的管理平臺。要促進智能變電站的發(fā)展，就要科學地選擇和應用智能變電站一次設備。當前，計算機和光電傳輸中都應用了智能變電站技術。一次設備是智能變電站技術發(fā)展的重要前提，科學地選擇和應用一次設備能夠促進變電站工作效率的提升，減少日常維護，使變電站能夠穩(wěn)定運行。

關鍵詞：智能變電站；智能電網(wǎng)；一次設備；變壓器

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.115

智能變電站是我國智能電網(wǎng)中十分重要的組成部分，在我國的電能輸配送過程中發(fā)揮著十分重要的作用。智能變電站一次設備運行需要以自動化變電站為前提和基礎，實現(xiàn)自動化、數(shù)字化的站點信息與技術，強化信息資源的共享和設備的檢測與維修等。變電站一次設備的智能化、自動化成為了電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，對促進變電站的安全、可靠運行具有積極意義。

1 智能變電站一次設備概述

1.1 結構設計

智能變電站一次設備的設計以智能變電站的理念為基礎。智能變電站主要包括電氣和信息兩個部分，電氣部分主要由傳感器、一次設備、互感器和操作機構等組成，信息部分主要由智能單元和組件組成。當前科學技術快速發(fā)展，一次設備智能化是通過集成制造的方式形成的。電氣接口連接電氣主接線與一次設備，地接口是半壺接地保護設備。

1.2 工作原理

智能電網(wǎng)通過傳感器實時監(jiān)控關鍵設備的運行，通過網(wǎng)絡收集、整理數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)信息進行分析和研究，使電力系統(tǒng)管理得到進一步優(yōu)化。在對數(shù)據(jù)進行實時采集時，智能電網(wǎng)能夠擴大監(jiān)控數(shù)據(jù)的采集范圍，提高數(shù)據(jù)采集數(shù)量，使電網(wǎng)實現(xiàn)可視化。智能電網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)主要有電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)數(shù)據(jù)和客戶計量數(shù)據(jù)。

要實現(xiàn)一次設備智能化，工作人員首先要實時監(jiān)測、分析設備，即實現(xiàn)一次設備的完全可視。在此基礎上，對相關數(shù)據(jù)進行分析，從而明確設備的實際運行情況，明確何時檢修，檢修哪個部位，實現(xiàn)真正意義上的高效率檢修，避免不必要的檢修，促進電網(wǎng)的正常、穩(wěn)定運行。智能電網(wǎng)運行的目標是實現(xiàn)對關鍵設備的實時監(jiān)控，實現(xiàn)對電網(wǎng)的監(jiān)測、控制和電網(wǎng)運行自動化。一次設備信息采集系統(tǒng)主要由信號變送、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)組成。一次設備的監(jiān)測內容主要有絕緣性能、機械性能和電氣性能。

2 智能變電站一次設備的組成

2.1 變壓器

選擇變壓器時，需要選擇能耗低、效率好的節(jié)能產品。當前廣泛使用的主要有S9、S10等。S10是由銅導線繞制形成高壓繞組，銅箔繞制形成低壓繞組的一款產品，其質量、體積都比較小，能耗也不高。

變壓器在正常工作狀態(tài)下，繞組、引線和油箱之間的作用會使得電場不均勻。電場中的金屬構件、鐵芯和寄生電容是在繞組、金屬構件和鐵芯之中的。寄生電阻會導致懸浮電位，具有耦合作用。當電位差超過絕緣范圍時，就會出現(xiàn)放電現(xiàn)象，導致變壓器油分解，固體絕緣損壞，進而出現(xiàn)電力事故。為了避免出現(xiàn)這種問題，需要保證變壓器鐵芯與變電站之間接地的可靠性。檢測發(fā)現(xiàn)，如果電位為零，鐵芯與大地相接就會短路，接地線中繞組對鐵芯的電容電流經過。由于三相電壓是對稱的，所以電容電流并不大。如果鐵芯接地在兩點以上，就會形成閉合回路，主磁通過閉合回路時，就會產生循環(huán)電流。這一過程中，變壓器油會分解，變壓器局部過熱，絕緣性能下降。

2.2 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)監(jiān)測是對位置、分合閘時間、儲能點擊、局部放電、線圈電流波形等進行監(jiān)測。地理信息系統(tǒng)監(jiān)測設備會在設備外產生電磁波，并進行局部放電。接地線上有放電脈沖流經過，進而出現(xiàn)高頻電壓。局部放電也會增加通道氣體，使金屬外殼出現(xiàn)表面波。

2.3 避雷器

避雷器監(jiān)測是將避雷器運行的接地電流作為電源，將泄漏電流的大小轉換成光脈沖頻率的變化，以實現(xiàn)對避雷器的自動化監(jiān)測。另外，可通過光纖取樣解決避雷器的泄漏測量問題、傳輸中的無緣取樣問題和高壓隔離等問題。

3 智能變電站一次設備的應用

3.1 一次變電站設備智能化

智能變電站技術以高壓配電設備的智能化為基礎來建設智能電網(wǎng)。一次設備智能化的目的主要是對電力進行實時監(jiān)控，全面控制電力設備，實現(xiàn)故障的自動化處理。這就需要使用智能變電技術，將設備與電能傳感器連接一起，實現(xiàn)監(jiān)測一體化。

3.2 高級變電功能

智能變電站以計算機終端為基礎，對設備進行全面監(jiān)測。對此，首先要獲得電力設備的運行數(shù)據(jù)和變電裝置的運行信號，然后監(jiān)測變電站的輸入輸出狀態(tài)，減少對無效數(shù)據(jù)的采集，提高變電站的監(jiān)控效率。但由于技術條件的限制，實現(xiàn)全面、整體的變電站監(jiān)測還是有一定難度的。因此，變電站應根據(jù)自身的實際情況，選擇關鍵的一次設備進行監(jiān)測，然后對故障進行控制。通過數(shù)據(jù)采集技術，保證智能變電站能夠獲得有效信息。通過應用在線處理技術和數(shù)據(jù)路模型技術，為智能變電站的監(jiān)測和故障診斷提供技術支撐。技術人員只需要在數(shù)據(jù)庫中輸入正常運行時的設備參數(shù)，就能實現(xiàn)對設備狀態(tài)的監(jiān)測。此外，變電站的智能報警功能以智能分析和決策系統(tǒng)為基礎，能夠在極短的時間內對數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)信號的強度明確故障的級別，然后準確報警。

4 結束語

智能變電站是智能電網(wǎng)建設的重要組成部分，其在電網(wǎng)運行中具有十分重要的作用。一次設備的合理選擇與科學應用能夠保證變電站設備的監(jiān)測功能，促進智能變電站的發(fā)展。

參考文獻

[1]李大鵬，夏榮秀，胡小男，等.智能變電站一次設備智能化應用研究[J].山東電力技術，2014（01）：32-33，38.

[2]鄧華春.智能變電站一次設備的選擇及應用研究[J].廣東科技，2014（14）：70-71.

[3]于鴻偉.智能變電站一次設備的選擇及應用[J].硅谷，2012（20）：158，165.

〔編輯：王霞〕