變電站電氣一次設備智能化問題的研究

鄭東東　范旭（國網內蒙古東部電力有限公司，內蒙古呼和浩特　010000）

?

變電站電氣一次設備智能化問題的研究

鄭東東范旭
（國網內蒙古東部電力有限公司，內蒙古呼和浩特010000）

【摘 要】變電站電氣一次設備是電力系統的基礎組成部分，直接參與電力生產、傳輸以及分配等，常見的電氣一次設備包括各類開關、母線、電力線纜、斷路器、發電機等。近年來，隨著計算機技術在電力行業中的應用，智能電力系統已經成為電力行業的主流趨勢，智能電力系統可以有效控制電力系統維護成本，提高電力管理維護效率。變電站電氣一次設備的智能化是電力系統智能化的重要環節，直接關系智能電力系統的推廣。本文將深入研究我國變電站電氣一次設備的途徑，并提出配套的管理制度。

【關鍵詞】變電站電氣一次設備智能化

智能電力系統是各種新型技術與電力技術的完美結合，需要將管理技術、信息技術、控制技術、傳感技術等綜合應用于電力設備中，從而實現電力系統各個模塊直接的通信互動。一方面，智能電力系統可以實現最優化分配方案，提高電能使用效率，比如現在已經在使用的低壓智能配電系統；另一方面，智能電力系統降低了電力管理維護成本，可以快速定位故障。智能電力系統符合我國可持續性經濟發展模式，變電站電氣一次設備智能化是電力系統智能化的必要途徑，要求變電站電氣一次設備之間可以無縫連接，最終建立完善高效的電力系統。

1　智能化途徑

智能電力系統的概念就是通過技術革新傳統電力系統，實現電力系統的智能化，但電力系統智能化并非目的，而是提高電力行業競爭力的手段。智能電力系統將數據采集、信息處理、自動控制等功能進行有效集成，智能電網實際上包括智能執行單元以及智能控制單元，而變電站電氣一次設備就屬于智能執行單元。變電站電氣一次設備主要包括開關、線路、互感器等，變電站電氣一次設備智能化的途徑有兩條：一是在傳統變電站電氣一次設備基礎上進行改造，集成智能控制系統，從而實現智能化；二是直接對變電站電氣一次設備進行智能化設計，生產制造出的產品本身就具備相應的智能化功能，包括數據采集、信息通信、故障診斷等。下面將重點分析變電站電氣一次設備的智能化設計，并結合實例進行探究。

（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、負載、油溫、環境濕度、油色譜等，因此智能化變壓器必須具備在線監測功能，實時監測上述影響因素。

（2）開關設備，變電站電氣一次設備中的開關設備是電力系統的主要控制設備，但微水、泄露等問題都可能影響開關設備的正常工作，因此，開關設備的在線監測功能必須可以實時監測微水、泄露、壓力、濕度等參數。

（3）避雷針，智能化避雷針可以在線監測經過避雷針的全電流、阻性電流等，除此之外，智能化避雷針可以與管理控制系統進行通信。

（4）電容型設備，電容型設備是采用電容絕緣結構的一類設備，常見的電容型設備包括電容式電壓互感器、耦合電容器、電容型套管等，電容型設備在電力系統中應用十分廣泛，數量超過變電站設備總量的一半，智能化電容型設備的主要監測項目包括電容量、三相不平衡電流以及介質耗損等。

（5）電纜，智能化電纜是通過在線監測設備，監測電力電纜中的介質耗損、局部放電、直流分量等參數，實時掌握電纜的絕緣性能。

（6）互感器，智能化互感器與傳統互感器的最大區別在于輸出信號的差異，智能化互感器的輸出信號是數字信號，電磁互感器則是模擬信號，智能化互感器可以利用光電技術監測電壓與電力等，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備配套的是智能化管理模式，傳統管理模式已經不適合智能化變電站電氣一次設備的管理，難以發揮出智能電力系統的優勢，下面主要從設備檢修維護模式以及日常管理模式進行探究。

2.1檢修維護智能化

變電站電氣一次設備智能化的目的就是為了減少人力成本，最大限度提高設備自動控制能力，智能化變電站電氣一次設備可以為設備維護管理人員提供有效的維護途徑，方便管理人員實時掌控設備的運行情況。智能化變電站電氣一次設備的檢修維護不同于傳統管理模式，智能化檢修維護采取了主動模式，控制系統分析智能化變電站電氣一次設備提供的數據，挖掘數據中的有用數據，再對數據進行分析，從現有數據中發現可能出現的安全隱患。除此之外，智能化變電站電氣一次設備可能通過專家庫進行智能對比，具備一定自動診斷檢修能力，智能化變電站電氣一次設備可以對數據進行存儲沒，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智能化電力系統的新型管理模式，對所用使用中的變電站電氣一次設備進行監控。全過程智能化管理模式的核心是提高設備可靠性，通過提高設備可靠性與穩定性，最大限度減少設備故障率。變電站電氣一次設備的全過程智能化管理包括了資產與設備管理的雙重定義，涵蓋了設備采購、安裝、運行、維修、報廢等一系列過程，實現系統閉環控制管理，同時完善資產與過程管理方案，實現設備使用壽命內的利用率最大化與效益最大化，最大限度提高電力系統的工作效率，降低設備管理成本。

3　結語

變電站電氣一次設備是直接參與電力生產的設備，同時關系到智能電力系統的全局。變電站電氣一次設備智能化是一個十分復雜的系統工程，涉及多個學科理論，包括傳感技術、網絡信息通信技術、信號處理技術等，變電站電氣一次設備智能化不同于變電站電氣二次設備，變電站電氣二次設備本身就是控制設備，隨著控制技術的發展，變電站電氣二次設備已經實現數字智能化。但變電站電氣一次設備涉及到電能信號的轉化，因此變電站電氣一次設備智能化的難度較高，必須將多種技術應用于變電站電氣一次設備智能化，提高變電站電氣一次設備的穩定性與可靠性。本文從典型變電站電氣一次設備智能化以及智能化管理等方面進行分析，詳細闡述了變電站電氣一次設備智能化的有效途徑，希望本文的研究有利于我國智能電力系統的快速發展。

參考文獻：

［1］楊麗徙，曾新梅，劉蓉.變電站電氣一次設備智能化問題的研究綜述［J］.高壓電器，2012，09:99-103.

［2］睢鵬，章程，吳限.富村數字化變電站二次系統的設計與實現［D］.天津大學，2008.

［3］梁業青.智能變電站一次設備智能化的探討和展望［J］.科技廣場，2014，02:79-83.