變電站電氣一次設備智能化問題的研究

林強

摘要：變電站是保障電力供應的關鍵環節，是完成高低壓轉換和輸出功率轉換的關鍵設備。在智能變電站中，智能化電力網絡建設是必不可少的階段。將一、二次設備進行無縫連接，完成設備的智能化，是建設智能電力網絡的必要條件。目前，雖然一些一次設備已經完成了初步數字化，但由于一次設備的傳統性，還有很多專業問題需要專業技術人員來解決。本文分析了變電站電氣一次設備智能化發展的相關關鍵問題。

關鍵詞：變電站;電氣一次設備;數字化

前言：隨著社會經濟的快速發展，社會發展對電力的需求越來越大。電能是社會經濟發展水平的重要標志。社會的發展離不開電力生產、分配及輸送。變電站的科學運行對于當今社會經濟發展具有主要的現實意義。變電站除了負責轉變電流外，還需要解決在日常運行中出現的一些問題。在變電站中，電氣一次設備一般由變壓器、互感器、可控電抗器和開關組成。為保證電氣一次設備智能化改造和發展，應增加智能化科研投入，并實施相關推廣對策，以提高電力行業作業的效率。

一、變電站電氣一次設備智能化發展現狀

1.1 變壓器

變壓器作為供電系統運行的基礎部分，可為電力網絡提供運行保障，并可進行分級式供電。目前，初級一次設備仍包含在電網系統中，其智能化發展還需要一段時間的磨合，以保證電力網絡智能化與結構化有效銜接。智能化變壓器是在智能控制系統中，能夠與其他機器或基于互聯網的系統進行交互的變壓器。內置的各種傳感器和執行器在智能部件的控制下，對變壓器的各種主要參數進行全自動在線檢測，完成對變壓器運行的綜合分析和故障檢測，確保變壓器在安全、可靠、的情況下運行。它可以與其他系統實時交互信息內容，同時接收其他系統的相關數據信息和命令，并調整必要的運行條件。智能變壓器的主要技術特點： ①智能化精確測量，對變壓器情況進行就地科學分析，通過互聯網完成資源共享。 ②控制數字化。變壓器的運行是基于互聯網完成的。 ③ 數據可視化。對檢測信息的內容進行分析，以可識別的形式展示結果。 ④功能集成化。實現精密測量、操作、檢測、維護一體化。 ⑤ 信息互動交流。通過互聯網，完成與站控層和過程層系統的資源共享。

1.2 互感器

智慧能源中的智能電力網絡可以實現智能化測量、操控數字化、數據可視化、功能集成化、信息交互等。這一總體目標的實現以電流和電壓的準確測量為基礎。互感器是變電站運行中實現信息智能化的主要設備之一。它在電網動態觀測、提高繼電保護裝置的穩定性方面具有關鍵作用，可以保證電力系統穩定運行。變電站中互感器的關鍵作用是準確測量數據信息、檢查診斷問題等，為保證電網系統測量數據信息的準確性，互感器需具備精準性、光纖性、數字性等功能。這樣才能實現電網運行過程中對數據和信息資源的精確搜索。目前互感器普遍采用零和技術，使電壓互感器從技術性轉向實用性，并具有絕緣性、電磁兼容、系統安全保護、精準度高等特點。同時在信號變換技術的應用下，可以減少電磁輻射的危害，提高測量精度、檢測范圍等，進一步推動電力系統智能化發展。

1.3 可控電抗器

可控電抗器可以對電力網絡系統中的高壓進行調整，以提高電網中電能傳輸效率，提高輸出功率補償功能，增強系統穩定性。在控制技術和電子信息技術的應用下，可以對電抗器設備進行實時監控。信息內容快速傳輸，可以提高設備的響應速度，以便將電力系統參數保持在一個穩定的狀態。

1.4開關設備

開關設備主要有智能斷路器、組合開關設備等。從智能斷路器層面來說，它是電力系統工作的關鍵安全保護機構。它以電子信息技術、數字技術、傳感器技術等為主導，發展智能化，以達到聯動操作模式。與傳統斷路器相比，智能斷路器擁有先進電子信息技術的支持，可以讓數據信息在系統中進行反饋式傳輸和響應式傳輸，并進行精準監管。從組合開關設備層面來說，它一般包括短路模塊、變壓器控制模塊、接地設置、保護設置、終端設備等。利用信息技術、傳感技術，對系統主要運行參數進行調節，并根據傳輸方式進行研究，從而保證開關系統內各項模塊的基準化操作。

二、變電站電氣一次設備智能化發展中存在的難點

2.1 技術難點

目前，我國用電需求不斷增加，加大了電力行業的運行壓力。同時，電力網絡覆蓋的布局也基本形成。在向智能化發展的過程中，會對現有的電力網絡系統進行技術創新，從而增加整體工作量。此外，我國變電站電氣一次設備智能化縱向發展還不夠，其主要原因是技術

發展的阻礙。處理此類技術問題最有效的方法是引進外部技術，并與我國電力網絡系統相結合，提高電力系統的運行效率。但是，整個過程涉及技術專利，在技術無法達到理想效果時，需要聘請專業維護人員。

此外，引進技術后，中國的操作系統、電力設備也無法立即與技術相融合。因此，需要在大量時間進行磨合，以保證供電系統能夠穩定運行，為電力傳輸提供安全保障。技術進步是全球性的難點之一，即使是擁有先進科學技術的國家，也需要一定的時間來進行研發，才能保證這項新技術的完美發展，增強自身科學研究的綜合實力。針對變電站電氣一次設備智能化的發展，需要向員工普及先進技術，同時制定統一的技術標準、機器設備標準、系統主要參數標準等。其次，各廠商采用建模的形式，進行資源的統一配置，以擴大技術覆蓋面積。我國也將加大對相關技術研發的投入，以提高電力系統的技術改造和發展效率，規范電力行業的運行行為。

2.2 智能化問題

隨著科技進步的不斷完善和發展，電力網絡系統普遍選擇智能化模式，以便提高系統運行效率、電力傳輸質量等，為電力行業創造了經濟價值。但目前，智能化電力網絡系統在運行過程中還存在一些問題，如智能供電系統、跳閘方式、電能分路傳輸模式等等。此類問題只有在電力系統運行過程中才能逐步發現。在互感器應用過程中，出現問題的首要因素是高壓側供電狀況。因此，互感器的發展應以技術發展為主導，提高設備的性能。

2.3 營銷推廣問題

變電站電氣一次設備的型號規格、主要參數等具有多樣化特點。每組電氣設備的性能指標、質量等都存在一定的差異。此外，各種優秀技術和生產工藝的結合，將增加商品成本，增加電氣一次設備的營銷和推廣難度。因此，專業技術人員應進一步優化設備，提高技術與設備的契合度，為電力網絡系統的智能化發展奠定堅實的基礎，從而提高營銷效率。

2.4 壽命問題

作為電氣一次設備的應用標準，使用壽命關系到電力傳輸的效率、電能傳輸的質量。目前，電子元件的使用壽命普遍低于設備的使用壽命。當電子元件被破壞時，電力網絡系統將在不連續的標準下運行，導致設備中其它相關元件損壞，從而增加電氣設備的運行壓力。因此，應加強開發范圍，在原材料、加工工藝、加工技術等方面進行調整，提高設備的使用壽命。

三、一次設備智能化發展方向

針對上述技術缺陷和設備自身性能缺陷，電氣設備智能化開發設計具有巨大的發展潛力。電氣一次設備的智能化要不斷完善不同行業之間的協同技術問題。為了應對使用壽命短問題，需要從產品本身的設計、制造和改進入手，以提高設備的使用壽命和穩定性。作為變壓器智能化發展的另一種可能方式，電力電子變壓器現階段使用的電力電路結構比較復雜，穩定性較低，損耗較大。因此，可以加強對電子變壓器線路結構的研究;此外，還可以加強對電子變壓器控制方法的研究，獲得既能進行轉換能量又能提高電能質量分析的方法。對于可控電抗器而言，其智能化發展的潛在需求是具備自我診斷的能力。對于開關而言，限制其使用壽命和設備性能的主要原因有兩個：一是電弧對觸頭材料的侵蝕，二是運行過程中的能耗。

四、結語

總的來說，隨著技術的不斷進步和對電能需求的不斷增加，電氣一次設備智能化發展是必然趨勢、但是由于智能化系統自身的問題以及技術不足的問題，要想完成真正意義上的智能化發展，還需要很長時間，只有堅持不懈，才能真正實現智能化發展。

參考文獻

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