變電站電氣一次設備智能化研究

馬俠飛

摘要：隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，變電站項目日益增多。本文通過查閱大量文獻及工作經(jīng)驗總結，探討了變電站電子一次設備智能化的研究現(xiàn)狀，分析了變電站電氣一次設備智能化需要解決的問題，總結了對變電站電氣一次設備智能化問題的發(fā)展方向，希望對變電站電氣一次設備智能化問題的研究有所幫助。

1變電站電氣一次設備智能化的研究現(xiàn)狀

變電站中的電氣一次設備主要包括變壓器、互感器、可控電抗器、開關設備等。電氣一次設備智能化可以通過兩種途徑來實現(xiàn)，一是通過對傳統(tǒng)的電氣設備配備智能終端，即對其進行智能化改造;二是直接由廠家設計制造具備智能化功能的電氣設備。由于傳統(tǒng)一次設備大量存在于現(xiàn)有電網(wǎng)結構中，傳統(tǒng)一次設備被全面智能化的一次設備徹底取代還是一個很漫長的過程，目前實現(xiàn)電氣一次設備的智能化發(fā)展主要通過途徑一來完成，也就是在傳統(tǒng)的一次設備上增加智能控制模塊，使其集成數(shù)據(jù)采集、在線監(jiān)測、故障判斷和通信等多功能。

1.1 電力變壓器

在整個電力系統(tǒng)中，變壓器廣泛應用于發(fā)、供、用各個環(huán)節(jié)，它在電網(wǎng)中處于極為重要的地位，是保證電網(wǎng)安全可靠經(jīng)濟運行和人們生產(chǎn)及生活用電的關鍵設備。變壓器的智能化是電氣一次設備智能化的重要組成部分。智能變壓器的提出早在智能電網(wǎng)之前，許多研究學者、企業(yè)也從不同的角度在傳統(tǒng)變壓器的基礎上進行改進，獲得了科研成果和專利產(chǎn)品。智能型變壓器包括傳統(tǒng)變壓器的智能化和基于換流技術的電力電子變壓器。

1.2電力電子變壓器

作為一種新型的變壓器，電力電子變壓器要優(yōu)于傳統(tǒng)的變壓器，其主要是融合了電力電子技術以及其他方面的先進技術，能夠實現(xiàn)電壓、相位、幅值的自動轉換。在應用電力電子變壓器后，可將AC/AC、AC/AD/AC之間進行轉換，能夠使用直流電壓，實現(xiàn)能量的轉換和控制;根據(jù)它的功能，可以進行自我監(jiān)控、自我保護、無功補償?shù)龋槐靥砑宇~外的設備。由于電力電子器件的體積小、質量輕等特點，在航天、航空等領域應用相當廣泛;而且在智能電網(wǎng)中，分布式電源系統(tǒng)不斷的增加，使電力電子器件能夠靈活地分布在這個系統(tǒng)中。因此，作為新型的變壓器，電力電子將得到更大的發(fā)展。

1.3互感器

作為變電站中一個重要的部分，互感器的功能體現(xiàn)在以下三個方面：安全、準確測量和自我診斷。根據(jù)國際電工委員會制定的標準，電子式互感器由所有的光電式互感器和其他使用電子設備的互感器組成。電力系統(tǒng)光學電流互感器使用的是零和式光學電流傳感技術，它的功能具有精度高、保護輸出優(yōu)質、絕緣性強和電磁兼容性高的特點，由于能夠入網(wǎng)使用，所以可以進一步大量地應用在電網(wǎng)系統(tǒng)中。激光供電型110kV光電電流互感器采用了信號轉化技術，運用光纖傳輸，所以，它具有絕緣性高、受電磁干擾小、測量頻帶寬、范圍廣等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)智能化建設中很有大的發(fā)展?jié)摿蛯嵱脙r值。

1.4 可控電抗器

可控電抗器是超高壓及以上電壓等級輸電系統(tǒng)中關鍵的電氣一次設備，對提高電網(wǎng)輸電能力、改善電壓質量、補償無功缺額、確保系統(tǒng)穩(wěn)定具有不可替代的作用。它結合了現(xiàn)代電力電子技術與控制技術，可實現(xiàn)對電抗器參數(shù)的連續(xù)調節(jié)與控制。目前，系統(tǒng)中已經(jīng)得到應用的有可控并聯(lián)電抗器（CSR）、晶閘管控制電抗器（TCR）、裂心式可控電抗器（SCTTCR）、直流助磁式可控飽和型電抗器（CSR）和可控串聯(lián)補償器（TCSC），具備廣闊應用前景的有超導型可控電抗器（SCTCR） 和自飽和磁閥式可控電抗器（SSMVTCR）。

1.5 智能斷路器

高壓斷路器作為電力系統(tǒng)安全運行中重要的控制和保護設備，其智能化同樣也是電氣一次設備智能化的基礎。斷路器的智能化必須配置最新的傳感技術、微電子技術和信息技術，以實現(xiàn)操動機構的可控操動。與傳統(tǒng)斷路器相比，兼有計算機系統(tǒng)和傳感裝置的智能化斷路器集智能化控制功能、狀態(tài)監(jiān)測與診斷功能、智能化操作功能為一體。

2 變電站電氣一次設備智能化需要解決的問題

2.1 技術方面的問題

在當前時期，國內(nèi)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(jīng)費是非常多的。而且光有技術也沒用，還要將技術和國內(nèi)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(fā)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(wǎng)絡、通信協(xié)議規(guī)范相關的內(nèi)容、智能化組件按照IEC61850標準建模內(nèi)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。

2.2 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(xiàn)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(xiàn)智能化之后，進一步推廣使用。

2.3 智能化系統(tǒng)方面的問題

雖然說一部分電氣一次設備呈現(xiàn)出較高的智能化水平，也建立起了相關的智能化系統(tǒng)，然而系統(tǒng)尚未真正完善起來，問題還是客觀存在的。比如斷路器跳閘方式是否合理、電源供電是否安全等，都還處于未知階段為此，智能化系統(tǒng)應用的過程中，必須采取抗干擾措施，保證智能化系統(tǒng)正常的運行。

3結束語

總而言之，社會在電能方面的需求是持續(xù)加大，電力技術也更具的成熟，變電站電氣一次設備的智能化程度也有所提升。當然，因為在技術方面還存在著一定的問題，若想使得智能化水平得到切實增強，還要付出更多的努力。變電站電氣一次設備真正達成智能化目標后，就要予以進一步推廣，相關人員一定要展開深入的探究，切實提升電氣一次設備的實際性能，并延長其使用壽命，如此方可使得電氣一次設備智能化目標真正實現(xiàn)，并能夠得到廣泛的應用。

參考文獻：

[1]梁業(yè)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（02）：123.

[2] 崔文靜.騰控科技：為設備智能化提供“核”動力[J].電氣時代，2011（5）.

[3] 王韜.變電站一次設備智能化概述[J].科技風，2012（22）.