虛擬技術(shù)下的變電站高電壓試驗技術(shù)分析

張曉晨

摘? 要：高電壓試驗技術(shù)是電力系統(tǒng)的運行基礎(chǔ)，其關(guān)鍵的作用就是可以從根本上對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)有著保障。結(jié)合當(dāng)下情況來看超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程之中，需要一定的技術(shù)來進(jìn)行相關(guān)的建設(shè)高電壓試驗技術(shù)模擬，那么虛擬技術(shù)正好補齊了相關(guān)的技術(shù)漏洞，使得超高壓建設(shè)更加順利。比如在進(jìn)行六盤山750kV變電站主變擴建工程之中，就有相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，使得工程的建設(shè)符合項目預(yù)期，優(yōu)化了寧夏電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，符合國家相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。

關(guān)鍵詞：虛擬技術(shù);高電壓;試驗技術(shù);分析

中圖分類號：TM835? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）33-0147-02

Abstract： High voltage test technology is the basis of power system operation， and its key role is to ensure the safe and stable operation of power system. Combined with the current situation， in the construction process of EHV transmission network， certain technology is needed to carry out the relevant construction high voltage test technology simulation， then the virtual technology just makes up for the relevant technical loopholes， making the ultra-high voltage construction more smooth. For example， in the expansion project of main transformer of 750kV Liupanshan Substation， the application of relevant technologies makes the construction of the project meet the project expectation， optimize the structure of Ningxia Power Grid， and comply with the relevant national industrial policies.

Keywords： virtual technology; high voltage; test technology; analysis

在我們?nèi)粘Ｉ鐣钪校褂米顬槎嗟哪茉促Y源應(yīng)該就是電力資源了，電力能源已經(jīng)輻射到了社會之中的方方面面，如果沒有電力資源的支持，社會生活將陷入癱瘓。在電力生產(chǎn)、傳輸?shù)鹊鹊囊幌盗羞^程之中，需要許多的技術(shù)予以支持，任何涉及電力資源的技術(shù)都是非常重要的一部分。

而在現(xiàn)階段，我們已經(jīng)邁入了信息化的時代，各種信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)蓬勃發(fā)展，虛擬技術(shù)也應(yīng)運而生，并且被廣泛運用到社會生活的方方面面。在電力系統(tǒng)之中，虛擬技術(shù)的應(yīng)用也非常廣泛，在生產(chǎn)和服務(wù)的領(lǐng)域都能夠發(fā)現(xiàn)其身影。那么對于高電壓試驗技術(shù)來說，其與虛擬技術(shù)的結(jié)合可以很好地解決前者進(jìn)行實際操作遇到的種種問題，使得相關(guān)的試驗可以順利進(jìn)行。

高電壓試驗技術(shù)的主要作用是對于電力系統(tǒng)之中的電氣設(shè)備進(jìn)行故障的檢測，這對于電力系統(tǒng)來說非常的重要，如果不能夠?qū)τ诠收线M(jìn)行及時準(zhǔn)確的檢測和處理，那么就需要花費大量的時間去進(jìn)行修理，這就會對于電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)造成影響，進(jìn)而對于社會生活的正常運行造成不可挽回的影響[1]。所以對于電氣設(shè)施的絕緣狀況嚴(yán)格的監(jiān)控，并且及時精確地檢測故障信息與位置是非常重要的實際操作的部分。

1 關(guān)于電力系統(tǒng)的故障模擬需要的實驗室硬件

通常來說，要想精確運用虛擬技術(shù)對于電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行模擬，就應(yīng)該對于電力系統(tǒng)常見故障全面了解。在電力系統(tǒng)的故障之中，可以分成兩個類型，一類是簡單故障，一類是復(fù)合故障。對于簡單故障來說，多數(shù)情況下指的是電力系統(tǒng)運行正常，但是設(shè)備的某個部分出現(xiàn)了斷相或是短路的狀況;而復(fù)合故障從其字面意思來理解，就是兩個以上的簡單故障發(fā)生的加和情況。從長時間的對于整個供電系統(tǒng)的運行經(jīng)驗來看，電力系統(tǒng)最為常見的故障類型就是短路，一旦出現(xiàn)短路的狀況，那么整個電力系統(tǒng)的總阻抗就會減小，在電力系統(tǒng)之中，短時間之內(nèi)會產(chǎn)生極大的電流，強電流的出現(xiàn)會伴隨著大量熱力的產(chǎn)生，而且會出現(xiàn)電動機效應(yīng)，這會對于電氣設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，使得電力系統(tǒng)最終受到損傷。在短路點的周邊電壓，也會有著較為明顯減少，這會使得電力供應(yīng)可能中斷;在短路發(fā)生時，電氣設(shè)備存在被短點電弧燒毀的可能;如果短路故障出現(xiàn)的位置是發(fā)電站的周圍，這會對于整個電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響，而不是對于某一部分的影響，情況嚴(yán)重的話，可能使得電網(wǎng)大面積出現(xiàn)崩潰的狀況;不對稱的接地短路還有可能產(chǎn)生零序電流，使其和周邊的網(wǎng)絡(luò)通訊線路形成感應(yīng)電勢，對于正常的通訊造成影響，對于人和設(shè)備的安全都可能產(chǎn)生影響[2]。

所以要想解決相關(guān)的問題，應(yīng)該對于短路電流的計算，使得短路造成的危害可以降到最低，這是為了解決四個方面的問題，第一是對于主要的運行方法的確定和適宜的主接線方案的設(shè)計;第二是可以準(zhǔn)確解決短路故障，整定并選擇相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置;第三是對于載流導(dǎo)體和電氣設(shè)施的合理使用;第四是對于機械強度與穩(wěn)定性的校驗使用短路電流進(jìn)行。對于實驗室的硬件設(shè)備來說，基本的有沖擊電壓、電流發(fā)生器，直流高壓發(fā)生器，數(shù)字波形記錄儀，100千伏無局部放電工頻試驗變壓器，250千伏工頻試驗變壓器，60千伏直流電壓發(fā)生器，變壓器油色譜分析儀和相關(guān)的配套的測試記錄儀器，數(shù)字化測量與計量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備等等[3]。

2 對于基于虛擬技術(shù)的高電壓試驗技術(shù)的分析

高電壓試驗技術(shù)和虛擬技術(shù)的結(jié)合，主要需要依靠相關(guān)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和試驗技術(shù)，這兩項技術(shù)的融合在很大程度上解決了現(xiàn)存的一些問題，不僅僅使得相關(guān)的電力設(shè)備的維護(hù)工作人員工作更加的便捷，而且還有遠(yuǎn)程進(jìn)行維護(hù)的技術(shù)可能，使得相關(guān)的工作具有了更加精確和細(xì)致的特點。通常來說，對于高壓設(shè)備的試驗是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，只有電氣設(shè)備通過了相關(guān)的試驗，在實際的投入使用之后，才能夠有符合標(biāo)準(zhǔn)值的運行。這些高壓設(shè)備的試驗需要進(jìn)行的有很多，比如對于設(shè)備的絕緣電阻的測試，在和虛擬技術(shù)結(jié)合的情況之下，就可以把設(shè)備的絕緣標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)整定在系統(tǒng)的平臺之中，利用對于相關(guān)的設(shè)備的數(shù)據(jù)收集和故障前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行的對比，就能夠判斷出設(shè)備的絕緣電阻是不是低于標(biāo)準(zhǔn)值，同時也能夠通過相關(guān)的數(shù)據(jù)的對比試驗，對于故障發(fā)生是否有對絕緣的影響進(jìn)行預(yù)測判斷。在對于虛擬技術(shù)和高電壓試驗技術(shù)的結(jié)合運用過程中，通過一系列的對于電氣設(shè)備的試驗，也可以發(fā)現(xiàn)該技術(shù)平臺存在的不足之處，那么就能夠利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的程序的完善，提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，使得高電壓的虛擬試驗更加符合實際的要求[4]。

3 實際進(jìn)行試驗軟件的關(guān)于故障的模擬和分析

在進(jìn)行相關(guān)的工程建設(shè)過程之中，首先應(yīng)該有對于電力系統(tǒng)常見的故障進(jìn)行模擬的措施，比如實際的進(jìn)行靈州±800千伏換流站主變擴建工程，該工程是國家電網(wǎng)公司第五回特高壓直流工程，第一條網(wǎng)側(cè)接入交流750kV的±800千伏特高壓直流輸電工程，該工程建設(shè)完成有利于推進(jìn)750kV網(wǎng)絡(luò)電力直流外送。那么在進(jìn)行該工程建設(shè)之前，就應(yīng)該有對于電力系統(tǒng)相關(guān)狀態(tài)的模擬，在虛擬技術(shù)的應(yīng)用之下，為高電壓試驗技術(shù)的運用提供了極大便利，能夠更好地模擬出超高壓狀態(tài)下的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)。

如果實際中電力系統(tǒng)發(fā)生了故障，那么電力系統(tǒng)之中的各個組成的設(shè)備，其相關(guān)的參數(shù)都會有一定的因為故障而產(chǎn)生的變化，那么在這個過程之中，假如使用虛擬技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的模擬，就應(yīng)該對于電力系統(tǒng)相關(guān)的各個設(shè)備的故障參數(shù)全面了解。運用電磁暫態(tài)仿真技術(shù)對于電力系統(tǒng)在發(fā)生故障的情況之下的狀態(tài)進(jìn)行模擬，以此掌握電力系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)的變化的趨勢，在進(jìn)行實際的暫態(tài)仿真技術(shù)的運用過程之中，應(yīng)該有對于該技術(shù)的運行原理的了解。該類型的故障暫態(tài)仿真模擬技術(shù)是在電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)之下，模擬一些具有短路故障的線路與短路點的電壓和電流，這表明了其主要的是選取單相電路作為一個分析的目標(biāo)，對于其可能發(fā)生的故障進(jìn)行操作暫態(tài)的仿真，這樣就可以獲得電氣設(shè)備在開關(guān)閉合的狀況之下的相對應(yīng)的參數(shù)值，相關(guān)的工作人員就能夠利用這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行其相應(yīng)的故障發(fā)生之時的變化趨勢的分析[5]。

在電氣設(shè)備之中，開關(guān)是非常重要的一個部分，電力系統(tǒng)里面的大部分的重要部分都會受到開關(guān)的制約，其是電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定運作的一個重要保證。一個電氣設(shè)備在投入電力系統(tǒng)使用之前，需要對于其相關(guān)的開關(guān)進(jìn)行各個種類的試驗，來確保其性能可以正常發(fā)揮出來。電氣設(shè)備的開關(guān)的通斷性能，主要的是通過接通與分?jǐn)鄡蓚€方面的質(zhì)量來進(jìn)行檢驗，在實際的電氣設(shè)備的工作之中，接通電源的一瞬間，接電源的靜觸頭和接設(shè)備的動觸頭會產(chǎn)生碰撞，假如開關(guān)的質(zhì)量有問題，那么在這個過程之中，會有斷續(xù)的電弧出現(xiàn)，在此狀態(tài)之下，開關(guān)的觸頭就有可能被腐蝕。在后續(xù)的電氣設(shè)備的運行過程之中，如果需要斷開，那么在分?jǐn)嗟乃查g，因為電流出現(xiàn)了突變的狀況，就有可能會產(chǎn)生電弧持續(xù)燃燒的現(xiàn)象，這會使得有較為大量的熱量產(chǎn)生。那么在電力系統(tǒng)之中，如果電氣設(shè)備的開關(guān)在離合的瞬間出現(xiàn)了上述的狀況，其危害性是非常高的，嚴(yán)重的會使得電力系統(tǒng)的運行受到阻礙。

在電磁暫態(tài)仿真技術(shù)對于電氣設(shè)備的開關(guān)進(jìn)行模擬的過程之中，接通和分離屬于兩種不同的操作，在進(jìn)行接通的操作模擬之時，暫態(tài)電流會流經(jīng)系統(tǒng)，斷開之時工頻電流被切斷，而且還會在設(shè)備的端子上出現(xiàn)暫態(tài)恢復(fù)電壓，這會產(chǎn)生一個相對復(fù)雜的模擬過程。而從端子這個方面來看的話，計算機的配置會對于電流和電壓的振幅有影響，而因為開關(guān)電弧不僅僅涉及到了物理的反應(yīng)過程，還涉及到了化學(xué)的反應(yīng)過程，這就會關(guān)聯(lián)著電磁場的分布和物質(zhì)的變化和組成等等，使得仿真的模擬變得更加的復(fù)雜，需要考慮的輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)就會增加，因此運用MATLAB軟件來進(jìn)行電弧現(xiàn)象的分析，更加符合相關(guān)的虛擬仿真的要求，值得進(jìn)一步推廣發(fā)展。

4 結(jié)束語

總的來說，對于虛擬技術(shù)下的高電壓試驗技術(shù)分析，符合電力系統(tǒng)的發(fā)展需要，具有極高的運用價值。在超高壓的電力系統(tǒng)狀態(tài)之下，進(jìn)行高電壓試驗，應(yīng)用虛擬技術(shù)使得電力系統(tǒng)對于故障的檢測有了更加清晰的認(rèn)知，比如在沙坡頭750kV變電站新建工程之中，運用虛擬高電壓試驗技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)部分的模擬試驗，預(yù)演了電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障，使得工程的建設(shè)更加符合了預(yù)期的要求。

參考文獻(xiàn)：

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