智能變電站一次設備智能化探討和展望

郭曉杭

（國網福建省電力有限公司福州供電公司，福建福州 350000）

智能變電站一次設備智能化探討和展望

郭曉杭

（國網福建省電力有限公司福州供電公司，福建福州 350000）

智能變電站可以最大程度地滿足新時代的要求，對智能變電站一次設備智能化進行分析，并對智能變電站一次設備智能化未來發展情況進行展望。

智能變電站；一次設備智能化；研究與展望

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.08

0 前言

變電站運行情況對電力系統運行安全性及穩定性會產生一定的影響，為了保證電力系統安全運行需要做好變電站的各種管控工作。隨著科學技術的不斷發展，在智能變電站目標得以實現的同時，對提升電力系統運行安全性也有較大的促進作用。為此各電力企業紛紛開始建設智能變電站，由于一次設備是智能變電站中的重要組成部分，所以提升一次設備智能化水平，可以使智能變電站的作用得到充分發揮。通過對智能變電站一次設備智能化進行分析，以期為同行業提供參考及建議。

1 一次設備智能化概述

一次設備智能化對設備原有功能進行了調整，可以自動完成相關檢測工作，通過檢測能對設備有無故障問題及安全隱患進行判斷及分析，并會形成故障分析報告，可為后期一次設備檢修及維護等工作提供更多的便利條件。智能變電站中常見的一次設備包括：變壓器、開關設備、避雷器、電子式互感器，以及電容型設備等，下面就對一次設備的智能化問題進行逐一分析。

1.1 對變壓器智能化分析

（1）對變壓器油色譜、接地電流、套管絕緣性及電力負荷等進行實時監測，油色譜在線監測設備，見圖1所示。油色譜在線監測可以對變壓器油中的溶解氣體進行相應檢測，對其有無問題進行判斷；微水在線監測可以對油中水分的含量進行檢測，通過以上監測可以真實地反映出變壓器的油路情況，同時可以對本體是否出現滲油等情況進行準確判斷。

（2）對變壓器是否存在局部放電、介質損耗及繞組短路等問題進行判斷。

（3）可根據實際運行情況及需求對冷卻器狀態、負荷、溫度及鐵芯電流等進行合理調整，進而保證變壓器的安全運行。

圖1 油色譜在線監測設備

1.2 對開關設備智能化分析

開關設備包括斷路器和GIS。斷路器智能化可使密度、壓力、微水及泄漏的監測，通過在線的目標得以實現，通過以上監測可以對斷路器SF6絕緣氣體狀態進行掌握，并且可以對斷路器的分合閘線圈電流值、分合閘速度、儲能電機的儲能狀態及相關參數等進行實時監測，可在第一時間發現和排除斷路器的相關問題，進而保證其安全運行。GIS智能化，使溫度測量及局部放電的在線監測目標得以實現，通過局部放電監測工作人員可以對GIS內部絕緣性能等進行了解和掌握，并能對導體表面或殼體內部等位置是否出現裂紋、毛刺、機械振動和懸浮電位等情況進行準確判斷。

1.3 對避雷器智能化分析

避雷器的安裝可以為變電站安全運行提供更多的保障，避雷器智能化實現了在線監測電流及電壓等目標，可以根據實際情況對避雷器的全電流及阻性電流進行合理控制，能最大程度減少電流過大或過小情況。

1.4 對電容型設備智能化分析

電容型設備屬于輸變電設備中的一種，常見的有電容型套管，電容式電壓互感器，電容式電流互感器及耦合電容器等，以上設備的智能化使電容量、介質損耗和三相不平衡電流在線監測的目標得以實現，通過以上檢測工作人員可以對各類設備的絕緣性能進行判斷，發現絕緣性降低時會在第一時間采取相應措施進行調整，可為設備安全運行提供更多的保證。

1.5 對電子式互感器智能化分析

電子式互感器對電磁互感器帶來的弊端進行了彌補，工作原理見圖2。主要具有如下優勢：

圖2 電子式互感器工作原理

（1）電子式互感器應用光電子技術及光纖傳感技術對電力系統電壓及電流進行測量。

（2）絕緣結構簡單，內部不含鐵芯，在使用過程中不會出現磁飽和及鐵磁諧振等情況。

（3）通過光纖實現高壓側和低壓側連接的目標，光纖絕緣性好，可使高壓回路和二次回路處于完全隔離的狀態，能對開路及短路等現象進行有效規避。

（4）暫態響應范圍及頻率響應范圍大，測量精度高，工作人員可通過測量結果掌握一次設備或電力系統的實際運行情況。

（5）重量輕，體積小，安裝過程比較簡便。

（6）能以數字量的形式輸出相關數據，能最大程度地保證數據的完整性和真實性。

2 智能變電站一次設備智能化展望

2.1 對一次設備檢修智能化分析

（1）檢修智能化的實現可以有效提升變電站運行的安全性及穩定性，為此電力企業需要對此方面內容進行更深入的分析。智能變電站中的一次設備在運行過程中會產生相應的數據和信息，合理收集及分析運行中的數據和信息，即可對一次設備是否存在故障問題進行判斷，為了實現上述目標，電力企業需要在變電站平臺上對智能化檢修系統、信息處理系統和信息專家數據庫等進行合理構建。

（2）智能化檢修模式，見圖3所示。通過以上系統的構建可自動對一次設備運行及有無故障等情況進行監測，在出現故障問題后會在第一時間發出警報，檢修人員可以盡快趕至現場進行相應的處理，進而將故障帶來的影響降至最低，為智能變電站中一次設備運行安全性及可靠性的提升提供更多的保障。

圖3 智能化檢修模式

2.2 對一次設備全壽命周期管理的分析

設備的全壽命周期管理對變電站及一次設備智能化水平的提升有較大影響，為此電力企業需投入更多的人力、物力和財力，來全面提升管理效果。

（1）采購中需對一次設備的規格、類型、外觀質量及性能等進行嚴格檢查，保證購進的一次設備同變電站運行要求相一致，減少因設備本身的質量問題而降低智能變電站運行安全性等情況的出現。

（2）相關人員需嚴格按照安裝流程及要求對一次設備進行安裝，安裝時需對一次設備安裝位置、牢固程度等進行檢查，而后則根據運行要求做好相關參數的調試等，為后期安全運行打下堅實的基礎。

（3）企業需要派專業檢修人員定期對一次設備運行情況進行檢查，以判斷是否有故障問題等，如有問題需盡快制定措施和安排消除。

（4）在一次設備達到使用年限時，企業要盡快使用全新的設備進行更換，避免設備老化對智能變電站運行帶來的不利影響，減少安全意外事件出現的概率。

3 結語

智能變電站可以為電力系統運行安全提供更多的保障，通過對智能變電站中變壓器智能化、開關設備智能化、避雷器智能化、電容型設備智能化及電子式互感器等進行分析，并且對智能變電站一次設備檢修智能化及全壽命周期管理進行闡述，希望電力企業可根據當前電力系統運行情況及所在地區電能需求量等，對現有一次設備進行不斷的調整和創新，以提升其智能化水平，保證電力系統安全運行，能夠為人們生產及生活提供更加穩定的電能。

［1］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（2）：79-83.

［2］張程.智能變電站一次設備智能化技術分析［J］.商品與質量，2016（23）：173-174.

［3］張楠，劉峰，王寧，等.智能變電站一次設備智能化的研究［J］.商品與質量，2017（18）：293-294.

TM621.7

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〔編輯 王永洲〕