于國君

摘 要：智能變電站技術(shù)是一種新的電能輸變技術(shù)，它將網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合，搭建了一種新的管理平臺(tái)。要促進(jìn)智能變電站的發(fā)展，就要科學(xué)地選擇和應(yīng)用智能變電站一次設(shè)備。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)和光電傳輸中都應(yīng)用了智能變電站技術(shù)。一次設(shè)備是智能變電站技術(shù)發(fā)展的重要前提，科學(xué)地選擇和應(yīng)用一次設(shè)備能夠促進(jìn)變電站工作效率的提升，減少日常維護(hù)，使變電站能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：智能變電站；智能電網(wǎng)；一次設(shè)備；變壓器

中圖分類號(hào)：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.115

智能變電站是我國智能電網(wǎng)中十分重要的組成部分，在我國的電能輸配送過程中發(fā)揮著十分重要的作用。智能變電站一次設(shè)備運(yùn)行需要以自動(dòng)化變電站為前提和基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化的站點(diǎn)信息與技術(shù)，強(qiáng)化信息資源的共享和設(shè)備的檢測(cè)與維修等。變電站一次設(shè)備的智能化、自動(dòng)化成為了電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，對(duì)促進(jìn)變電站的安全、可靠運(yùn)行具有積極意義。

1 智能變電站一次設(shè)備概述

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能變電站一次設(shè)備的設(shè)計(jì)以智能變電站的理念為基礎(chǔ)。智能變電站主要包括電氣和信息兩個(gè)部分，電氣部分主要由傳感器、一次設(shè)備、互感器和操作機(jī)構(gòu)等組成，信息部分主要由智能單元和組件組成。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，一次設(shè)備智能化是通過集成制造的方式形成的。電氣接口連接電氣主接線與一次設(shè)備，地接口是半壺接地保護(hù)設(shè)備。

1.2 工作原理

智能電網(wǎng)通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行，通過網(wǎng)絡(luò)收集、整理數(shù)據(jù)信息，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和研究，使電力系統(tǒng)管理得到進(jìn)一步優(yōu)化。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集時(shí)，智能電網(wǎng)能夠擴(kuò)大監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集范圍，提高數(shù)據(jù)采集數(shù)量，使電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可視化。智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要有電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和客戶計(jì)量數(shù)據(jù)。

要實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備智能化，工作人員首先要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析設(shè)備，即實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的完全可視。在此基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而明確設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，明確何時(shí)檢修，檢修哪個(gè)部位，實(shí)現(xiàn)真正意義上的高效率檢修，避免不必要的檢修，促進(jìn)電網(wǎng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。智能電網(wǎng)運(yùn)行的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)、控制和電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化。一次設(shè)備信息采集系統(tǒng)主要由信號(hào)變送、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)組成。一次設(shè)備的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要有絕緣性能、機(jī)械性能和電氣性能。

2 智能變電站一次設(shè)備的組成

2.1 變壓器

選擇變壓器時(shí)，需要選擇能耗低、效率好的節(jié)能產(chǎn)品。當(dāng)前廣泛使用的主要有S9、S10等。S10是由銅導(dǎo)線繞制形成高壓繞組，銅箔繞制形成低壓繞組的一款產(chǎn)品，其質(zhì)量、體積都比較小，能耗也不高。

變壓器在正常工作狀態(tài)下，繞組、引線和油箱之間的作用會(huì)使得電場(chǎng)不均勻。電場(chǎng)中的金屬構(gòu)件、鐵芯和寄生電容是在繞組、金屬構(gòu)件和鐵芯之中的。寄生電阻會(huì)導(dǎo)致懸浮電位，具有耦合作用。當(dāng)電位差超過絕緣范圍時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)放電現(xiàn)象，導(dǎo)致變壓器油分解，固體絕緣損壞，進(jìn)而出現(xiàn)電力事故。為了避免出現(xiàn)這種問題，需要保證變壓器鐵芯與變電站之間接地的可靠性。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，如果電位為零，鐵芯與大地相接就會(huì)短路，接地線中繞組對(duì)鐵芯的電容電流經(jīng)過。由于三相電壓是對(duì)稱的，所以電容電流并不大。如果鐵芯接地在兩點(diǎn)以上，就會(huì)形成閉合回路，主磁通過閉合回路時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生循環(huán)電流。這一過程中，變壓器油會(huì)分解，變壓器局部過熱，絕緣性能下降。

2.2 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)監(jiān)測(cè)是對(duì)位置、分合閘時(shí)間、儲(chǔ)能點(diǎn)擊、局部放電、線圈電流波形等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。地理信息系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備會(huì)在設(shè)備外產(chǎn)生電磁波，并進(jìn)行局部放電。接地線上有放電脈沖流經(jīng)過，進(jìn)而出現(xiàn)高頻電壓。局部放電也會(huì)增加通道氣體，使金屬外殼出現(xiàn)表面波。

2.3 避雷器

避雷器監(jiān)測(cè)是將避雷器運(yùn)行的接地電流作為電源，將泄漏電流的大小轉(zhuǎn)換成光脈沖頻率的變化，以實(shí)現(xiàn)對(duì)避雷器的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。另外，可通過光纖取樣解決避雷器的泄漏測(cè)量問題、傳輸中的無緣取樣問題和高壓隔離等問題。

3 智能變電站一次設(shè)備的應(yīng)用

3.1 一次變電站設(shè)備智能化

智能變電站技術(shù)以高壓配電設(shè)備的智能化為基礎(chǔ)來建設(shè)智能電網(wǎng)。一次設(shè)備智能化的目的主要是對(duì)電力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，全面控制電力設(shè)備，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)化處理。這就需要使用智能變電技術(shù)，將設(shè)備與電能傳感器連接一起，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)一體化。

3.2 高級(jí)變電功能

智能變電站以計(jì)算機(jī)終端為基礎(chǔ)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。對(duì)此，首先要獲得電力設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和變電裝置的運(yùn)行信號(hào)，然后監(jiān)測(cè)變電站的輸入輸出狀態(tài)，減少對(duì)無效數(shù)據(jù)的采集，提高變電站的監(jiān)控效率。但由于技術(shù)條件的限制，實(shí)現(xiàn)全面、整體的變電站監(jiān)測(cè)還是有一定難度的。因此，變電站應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況，選擇關(guān)鍵的一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后對(duì)故障進(jìn)行控制。通過數(shù)據(jù)采集技術(shù)，保證智能變電站能夠獲得有效信息。通過應(yīng)用在線處理技術(shù)和數(shù)據(jù)路模型技術(shù)，為智能變電站的監(jiān)測(cè)和故障診斷提供技術(shù)支撐。技術(shù)人員只需要在數(shù)據(jù)庫中輸入正常運(yùn)行時(shí)的設(shè)備參數(shù)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。此外，變電站的智能報(bào)警功能以智能分析和決策系統(tǒng)為基礎(chǔ)，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度明確故障的級(jí)別，然后準(zhǔn)確報(bào)警。

4 結(jié)束語

智能變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，其在電網(wǎng)運(yùn)行中具有十分重要的作用。一次設(shè)備的合理選擇與科學(xué)應(yīng)用能夠保證變電站設(shè)備的監(jiān)測(cè)功能，促進(jìn)智能變電站的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李大鵬，夏榮秀，胡小男，等.智能變電站一次設(shè)備智能化應(yīng)用研究[J].山東電力技術(shù)，2014（01）：32-33，38.

[2]鄧華春.智能變電站一次設(shè)備的選擇及應(yīng)用研究[J].廣東科技，2014（14）：70-71.

[3]于鴻偉.智能變電站一次設(shè)備的選擇及應(yīng)用[J].硅谷，2012（20）：158，165.

〔編輯：王霞〕