變電站電氣一次設備智能化問題的研究綜述

石燕

摘要：變電站作為供電系統的核心設備，在先進技術、設備的支持下，可對電力傳輸模式進行控制，以確保電力傳輸模式在不同工作狀態下的高效率轉換。文章從對變電站電氣一次設備智能化發展現狀進行分析，并通過技術層面、推廣層面、系統層面、使用時間層面對變電站電氣一次設備智能化問題進行研究。

關鍵詞：電氣一次設備;智能化;變電站

引言：一次設備是指發、輸、配電的主系統上所使用的設備，如發電機、變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電力電纜和輸電線路等，我國電網的改造要求和電力市場的供應需求要求變電站一次設備的安裝、質量控制和智能化管理要得到有效的保障。

1變電站電氣一次設備智能化的發展現狀

1.1電力變壓器的智能化

傳統變壓器實現智能化看似簡單，實際上十分困難。實際工程中變壓器在變壓器本體智能終端集成了變壓器本體保護功能，在220kV及以上電壓的變壓器中配置變壓器油氣和微水監測傳感器、局部放電監測傳感器、繞組光纖溫度監測傳感器等相關傳感器和智能組件，從而實現了智能化的管理及動態管理。能夠有效的對電力變壓器的本體進行有效的保護，從而提高電力變壓器的運行穩定性，并降低了電力變壓器的維護壓力[1]。

1.2互感器

智能電網中的智能變電站主要是要實現測量數字化、控制網絡化、狀態可視化、功能一體化、信息互動化。而這些目標的基礎全部基于對電壓電流的精確測量。電子式互感器是實現變電站運行實時信息數字化的主要設備之一，在電網動態觀測、提高繼電保護可靠性等方面具有重要作用，是提高電力系統運行控制得整體水平的基礎。

互感器在變電站中的主要功能是數據測量、檢測診斷等，為保證電網系統內數據測量的精準性，其需具備精準性、光纖性、數字性等功能，以此實現電網運行過程中大量數據信息資源的精準性檢索。現階段，互感器一般采用零和式技術，令互感器由技術型向實用型方向所轉變，使傳感器具備絕緣性、電磁兼容、系統防護、精度輸出等特性，同時在信號轉換技術的應用下，可減少電磁輻射影響，提升測量精度、檢測范圍等，進一步提升智能化發展效率。

1.3開關設備智能化

1.3.1智能斷路器

在所有的電氣設備中，高壓斷路器屬于基礎性設備，它能對整個電力系統展開有效的控制，確保運行更加的安全。提升斷路器智能化水平就是要將傳感、微電子以及信息等方面的技術進行整合，這樣才能使得系統更易于操控。智能斷路器將計算機系統與傳感裝置整合為一體，其可對功能展開行之有效的監控、診斷。在新材料、新技術逐漸得到應用之時，斷路器容量也會持續加大，電壓逐漸變低，體積更小，智能化程度會有大幅的提升[2]。

1.3.2智能開關組合設備

在對電氣一次設備展開智能控制之時，智能組合開關是不可缺少的。這種開關將傳感、微電子以及電力電子等方面的技術整合在一起，這就使得控制的智能化程度有大幅的提高。在實際應用的過程中，一定要為其提供數字化平臺，這樣就可促使其實現自我參數檢測，并做出整體性的評估，將實時狀態予以報告。應該說，在現階段，國內組合開關在集成化方面還是有待提高的，智能化開關的應用也需要進一步實踐，但其發展的良好前景是可以預見的。

2變電站電氣一次設備智能化重要性

在電力系統運行的過程中，變電站對于整個供電系統的穩定運行起到了至關重要的作用，同時也是高低壓進行轉換以及功率轉換過程中關鍵所在，在我國當前科學技術不斷發展的過程中，大量智能化技術被應用到了變電站之中，使得變電站朝著智能化的方向發展。所謂的一次設備智能化，主要是在高壓電器設備自動化變電站生產使用的基礎上，做好自動化的監測和基礎調節控制，并實現系統自動警報的過程。這種一次設備智能化設備往往有著的基礎功能，在變電站電力系統監測的過程中，不僅僅有著調節和監控作用，同時也有著管理的功能特點。如何保證電網安全穩定運行，是一個系統工程。加強對變電站電氣一次設備智能化問題的研究，有利于提高變電站電氣一次設備智能化水平。變電站是電力系統中“發輸變配用”五大組成部分中極其重要的一個技術組成成分，變電站更是在各級電網中起到了必不可少的核心作用，而變電站的一次設備作為變電站中的主要設備，對于保障電力系統安全穩定運行有著重要意義o要想提高變電站電網智能水平，保障電網安全穩定運行，有必要對電氣一次設備智能化運行進行深入研究。

3變電站電氣一次設備智能化問題解析

3.1智能化系統問題

在科學技術的不斷更新優化下，電力網絡的在建系統一般采用智能化模式，以此提升系統的運營效率、電力傳輸質量，為電力企業創造更多的經濟價值。但現階段智能化系統在運營過程中還存在相應的問題，例如，智能化供電、跳閘方式、電能分路傳輸模式等。此類問題需要在運行過程中來逐步發現，各類系統的運行可靠性、效率性等還應靠時間進行查驗。互感器在實際使用過程中，產生問題的主要原因是高壓側供電現象，為此，互感器的發展方向應以自勵技術發展模式為主，以提升設備自身的使用性能。

3.2技術方面的問題

在當前時期，國內變電站電氣一次設備的智能化程度并不是很高的，而造成這種情況的根源就是技術方面有所欠缺，尤其是核心技術的攻關還在進行中。當然，我們也可從域外先進國家引入更為先進的技術，但所要投入的經費是非常多的。而且光有技術也沒用，還要將技術和國內相關的電氣一次設備予以整合，確保兩者能夠形成整體，而要達成這個目標也是需要時間、精力以及資金的。另外來說，有些技術方面的問題，是世界性的難題，即使是發達國家有需要攻關。電氣一次設備智能化實施中采用的通信網絡、通信協議規范相關的內容、智能化組件按照IEC61850標準建模內容的描述、以及所有廠家都采用相同的標準來建模，大大提高了設備通用性[3]。

3.3使用壽命問題

使用壽命作為電氣一次設備的一項重要使用基準，其關系到電力傳輸效率、電能傳輸質量等，現階段，電子元件的使用周期一般小于設備的使用周期，當電子元件損壞時，將使電力網絡在間歇性條件下運行，造成設備內其他關聯設施的損壞，進而加大電力設備的運營負擔。為此，應加大研發力度，從材料、工藝、技術上進行優化調整，以提升設備的使用壽命。

3.4推廣方面的問題

一次電氣設備包括了很多種，每種電氣設備的使用年限都不相同，比如高壓電氣設備與電子設備相比，使用年限比較長，再加之，一次設備實現智能化之后，價格通常比較昂貴，所以難以推廣。為此，研究者需要電氣一次設備材料進行改善，并且利用新型的技術提高設備的使用年限，這樣才有利于電氣一次設備實現智能化之后，進一步推廣使用。

結語：變電站從功能上講，主要是改變電壓、控制和分配電能的場所。在電力系統的運行過程中，變電站的作用是至關重要的，對于供電系統的穩定運行有著不容忽視的作用。在科技發展的帶動下，大量的智能化技術逐漸在變電站中得到了廣泛的應用，也使得變電站逐漸向著智能化的方向發展。在建設智能電網時，互感器、可控電抗器、開關設備和電力變壓器等變電站電氣一次設備在其中發揮著重要的作用。

參考文獻

[1]解蕾.一次設備智能化的發展前景[C]//第二十屆華東六省一市電機工程（電力）學會輸配電技術討論會論文集，2019.

[2]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（9）：21.

[3]董雪，吳斌，栗王凱.淺談電力一次設備智能化的設計與發展趨勢[J].黑龍江科技信息，2019（1）：156.