電源技術在變電檢修中的改進與優化研究

侯士濤

（國網保定供電公司，河北 保定 071000）

0 引 言

現階段，電力行業作為現代社會的重要基石，持續推動著全球經濟的發展與繁榮。在這個過程中，變電檢修工作對于確保電力系統的安全穩定運行具有不可替代的作用。特別是隨著電網規模的擴大和電力設備的復雜化，傳統的變電檢修方法逐漸暴露出效率低、成本高、準確性不足等問題，難以滿足現代電力系統的運行和維護需求。為此，針對電源技術在變電檢修方面的技術優化尤為重要。

1 電源技術概述

1.1 電源技術原理

電源技術中最基本的2 個參數是電壓和電流[1]。電壓是電場中兩點之間的電勢差，電流則是電荷的流動。在電源設計和應用中，需要精確控制這2 個參數以滿足設備的需求。電源技術原理如圖1 所示。

圖1 電源技術原理

歐姆定律是電路分析的基本定律，表明在一個線性電阻元件中電壓和電流之間的關系是線性的，并且比例常數為電阻。歐姆定律的公式為

式中：U為電壓，kV；I為電流，A；R為電阻，Ω。式（1）表明，在給定電阻的情況下，電壓和電流是成正比的，如果電壓增加，電流也會相應增加。在電源設計和應用中，通過控制電壓和電阻，可以精確控制電流的大小，從而滿足設備的需求。

1.2 電源技術設計要求

電源技術的設計要求是電子設備和系統設計中至關重要的一環，涉及設備的能源供應、穩定性及效率。電源設計應確保在各種工作條件下提供穩定、可靠的輸出電壓和電流。這意味著電源應具有良好的電壓調整和負載調整特性，以及在輸入電壓和負載變化時能快速響應。電源應能適應不同的輸入電壓和頻率，以滿足正常范圍內的使用需求，對于便攜式設備，電源設計還應考慮選用低功耗且具有電源管理的中央處理器。電源技術的設計要求如表1 所示。

表1 電源技術的設計要求

2 變電檢修現狀分析

2.1 變壓器絕緣老化

變壓器作為電力系統中不可或缺的設備，主要是利用電磁感應現象，在輸入端和輸出端形成磁場，通過改變磁通量的比例來實現電壓的轉換[2]。然而，隨著變壓器運行時間的增加，變壓器的絕緣材料長時間下受到高溫、濕度、紫外線、污染及電氣應力等因素的影響出現老化現象，導致絕緣性能下降，給電力系統的運行帶來隱患。

2.2 斷路器運行不正常

斷路器是保護電力系統安全運行的關鍵設備之一，在電力系統中承擔著打開和關閉電路的重要任務。但是，斷路器在長期運行過程中，由于電弧擊穿、觸頭彈簧失效等，可能出現運行不正常的問題，如無法打開或關閉、無法正常分斷電路等。

2.3 變電檢修人員操作不當

在電力系統運行過程中，檢修人員在未完全了解設備狀態或未遵循標準操作流程的情況下進行檢修。忽視了一些關鍵步驟，如未正確隔離電源或未使用適當的個人防護裝備。在操作過程中用力過猛，導致設備損壞或引發火花。這種情況在處理高壓設備時尤其危險，即使是很小的失誤也可能導致嚴重的后果。

3 改進與優化策略

3.1 定期檢測與評估并控制運行環境

為確保變壓器的穩定運行，采用了先進的電源技術進行定期的絕緣性能檢測。利用KST-221 介質損耗測試儀，根據《電力設備預防性試驗規程》（DL/T 596—1996）的規定，試驗過程，需要嚴格按照規程要求執行各項試驗程序，并確保試驗設備滿足試驗條件[3]。針對工作電壓超過10 kV 的繞組，其試驗電壓應設定為10 kV。對于工作電壓等于或低于10 kV的繞組，試驗電壓應采用額定電壓。在使用M 型試驗器的情況下，試驗電壓通常設定為2 500 V。變壓器平衡電橋測量如表2 所示。

表2 變壓器平衡電橋測量

在測量變壓器溫度時，為了確保數據的精準度，應當在室內溫度不低于50 ℃的條件下進行溫度測量。介質損耗測定的公式為

式中：tanδ為介質損耗因數；Ir為流經絕緣材料的電阻性電流分量（有損分量）；Ic為流經絕緣材料的電容性電流分量（無損分量）；C0為標準電容器的電容值，通常用于校準測量設備；Cx為被測絕緣材料的電容值。式（2）用于根據第一次測量的介質損耗角正切值和溫度變化來估算第二次測量的介質損耗角正切值。

變壓器絕緣性能檢測數據如表3 所示。在變壓器制造或維修時，選擇耐高溫、耐老化的優質絕緣材料，提高變壓器的絕緣等級。確保變壓器運行在一個適宜的環境中，避免過高的溫度和濕度對絕緣材料造成損害。

表3 變壓器絕緣性能檢測數據

3.2 加強技術維保與監控

為確保斷路器的穩定運行，必須制定一套嚴格的維護方案，包括定期檢查觸頭、彈簧等核心部件的磨損情況，一旦發現有損壞，必須立即更換[4]。在變電檢修環節中，電源線路和設備的檢查也是必不可少的，要確保它們沒有出現松動、老化或損壞的現象。同時，采用高標準的電源濾波器和穩壓器，能夠實時監測電源的各項參數，確保其符合斷路器的正常工作需求。一旦電源參數出現異常，監測設備應立即發出警報，以便維修人員能夠迅速作出反應，及時處理問題。斷路器維護與保養記錄如表4 所示。

表4 斷路器維護與保養記錄

通過這一維護保養過程的實施，系統可以及時發現異常情況，如過載、短路等，并在第一時間內發出警報，提醒相關人員采取處理措施。這大幅度降低了電力系統發生故障的風險，提高了系統的安全性和穩定性。

3.3 規范變電檢修人員操作

電源技術明確了各項檢修工作的操作流程和注意事項，確保檢修人員能夠按照規范進行操作。在使用Cadence 的軟件、硬件和半導體IP 時，能夠及時發現并糾正不恰當的操作行為[5]。為了保障檢修工作的順利進行，還須建立健全的檢修管理制度。

電力供應技術變電站檢修體系包括設備接入層、網絡傳輸層、分析服務層以及應用展現層等多個方面。在設備接入層，利用單兵作業裝備、視頻監控攝像頭、移動式布控球及變電站巡檢機器人等設備，實時收集變電站的視頻數據，為后續的智能分析提供技術支持。網絡傳輸層負責將設備接入層采集的視頻數據高效傳輸到分析服務層。為了確保智能分析的順利進行，使用無線接入點，結合移動運營商的4G/5G 網絡，配置了站內網線和光纖設備。

4 結 論

電源技術在變電檢修中具有廣泛的應用前景和巨大的發展潛力。通過改進與優化策略的實施，能夠充分發揮電源技術的優勢，提高變電檢修的水平，為電力系統的安全穩定運行提供有力保障。同時，電源技術在變電檢修中的應用是一個持續發展的過程，需要不斷跟進新技術、新方法的研究與應用，以適應電力系統不斷發展的需求。