變電站電氣一次設備智能化問題研究

李明

（湖北聯網電力設計有限公司，湖北 武漢 430000）

現階段，在科學技術的不斷發展下，為各項科研領域提供技術型方向，對于變電站電氣一次設備來講，為保證電力企業的高效率發展，其也應向自動化、技術化、智能化方向發展，以滿足行業型發展需求。通過對變電站設備內變壓器、互感器、可控電抗器、開關設備等進行智能化方向研究，可有效提升電力網絡運行的穩定性與質量性。

1 變電站電氣一次設備智能化發展現狀

智能電網需要智能化變電站支撐，一個終極智能化變電站其站內所有設備應全部是智能化的，在網絡的支撐下實現信息高速交互、協同操作，從而保證更安全、經濟、可靠運行，一次設備智能化是發展智能變電站的基礎。

1.1 變壓器

變壓器作為電力系統運行過程中的基礎所在，其可為電力傳輸網絡提供運營保障，并可實現用戶的分級式供電。現階段，常規一次設備仍存在于電網系統內，其向智能化方向發展仍需要一段磨合期，以保證智能化與結構化的精準對接。智能化變壓器是能夠在智能系統環境下，通過網絡與其他設備或系統進行交互的變壓器。其內部嵌入的各類傳感器和執行器在智能化組件的管理下，完成對變壓器多種參數的自動在線狀態監測，實現對變壓器運行狀態的綜合評估和故障診斷，保證變壓器在安全、可靠、經濟條件下運行。并能與其他系統實時交互信息，同時接受其他系統的相關數據和指令，調整自身的運行狀態。

智能變壓器主要技術特征：（1）測量數字化。對變壓器狀態進行就地數字化處理，并將結果通過網絡實現信息共享。（2）控制網絡化。對變壓器實現基于網絡的控制。（3）狀態可視化。對監測信息進行分析評估，并將診斷結果以可辨識的方式進行顯示。（4）功能一體化。實現對測量、控制、監測、計量、保護功能的集成。（5）信息互動化。通過網絡實現與站控層、過程層其他系統的信息共享。

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 可控電抗器

可控電抗器一般是對電網系統中的超高壓進行調節優化，以提升電網內電能的傳輸效率、完善功率補償功能、提升系統穩定性。在控制技術與數字技術的應用下，可令電抗器設備進入實時監控狀態，在信息的反饋型傳輸模式下，可有效縮短設備的響應時間，以此將系統參數維持在穩定狀態內。

1.4 開關設備

開關設備一般由智能斷路器、開關組合設備等為主。在智能斷路器方面，其作為電力系統運行的主要防護機構，其智能化發展方向，也是電子技術、數字技術、傳感技術等為主，以實現聯動化操控模式。智能斷路器與傳統斷路器相比，在先進的計算機技術支持下，可令數據信息在系統設備內進行反饋型傳輸、響應型傳輸等，在集成化模塊的控制下，可實現精準型監控。在開關組合設備方面，其一般是由斷路模塊、互感模塊、接地設置、隔離設置、避雷模塊、終端等組成，在微控技術、信息通訊技術、傳感技術的應用下，可依據實際工作情況，對系統自身的運行參數進行調節，并依據信息的傳輸模式、傳輸量等進行研究，以保證開關量系統內各項模塊的基準化操控。

2 變電站電氣一次設備智能化問題解析

2.1 技術型問題

現階段，我國用電單元逐漸增多，增加電力企業運行的負擔，同時電力網絡覆蓋區域內的格局基本已成為定值，其在向智能化方向發展時，將對現有的電力網絡進行層級式技術革新，將加大整體工作量。另外，國內變電站電氣一次設備智能化縱向發展不足，其技術的欠缺也作為重要原因之一，部分核心型技術仍在不斷的摸索與研發過程中，這也為技術轉型帶來極大難度。此種技術型問題最有效的解決途徑是直接引進外來技術，將其與我國電力網絡系統相融合，以提升電力網絡的運行效率，但此過程涉及技術專利，在技術無法起到實際效果時，還需聘請專業化的維修人員，其技術經費、維修經費等將作為項目資金的主要支出點。與此同時，在引進技術后，還將出現國內的運行系統、設備等與技術不匹配的現象，為此，還需要大量的時間將三者進行磨合，以保證電力系統可實現基準功能，為電力傳輸提供安全保障。技術領域的發展作為世界性難題之一，即使是先進的技術國家，也需要一定的時間進行研發，以確保該項技術的成熟型發展，增加國家自身的科研實力。針對變電站電氣一次設備智能化發展來講，要保證技術的全面普及性，應建立統一的技術基準、設備基準、系統參數基準等，在通訊協議的規范性設置下，各類生產產商采用建模的形式，來實現資源的統一型配置，以此加強技術的覆蓋范圍。國家也將加大力度對相關技術進行研發，以此提升電力網絡的技術轉型效率，進而規范電力企業的運營行為。

2.2 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。

2.3 推廣問題

變電站電氣一次設備的型號、參數等具有多樣化特性，每一組電氣設備之間的使用性能、質量等都存在一定的差異性，與此同時，在各類先進技術、加工工藝的融合下，使產品的成本逐漸增加，為電氣一次設備的推廣增加難度。為此，技術人員應加強對設備的調整優化效率，提升技術與設備的融合度，為智能化發展夯實基礎，以此來提升電氣一次設備的推廣度。

2.4 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 結語

綜上所述，文章對變電站電氣一次設備智能化發展現狀進行分析，并對目前電氣一次設備智能化面臨的問題及對策進行研究。近年來，電力用戶數量的不斷增加，增加電力企業的運營負擔，為保證電氣一次設備的智能化轉型，應從技術、材料、系統等方面進行研究，并施行相應的推廣策略，以此提升電力企業的實際運營效率。