郭曉杭

（國網(wǎng)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(shè)備智能化探討和展望

郭曉杭

（國網(wǎng)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(shí)代的要求，對智能變電站一次設(shè)備智能化進(jìn)行分析，并對智能變電站一次設(shè)備智能化未來發(fā)展情況進(jìn)行展望。

智能變電站；一次設(shè)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(yùn)行情況對電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性及穩(wěn)定性會產(chǎn)生一定的影響，為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行需要做好變電站的各種管控工作。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在智能變電站目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，對提升電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性也有較大的促進(jìn)作用。為此各電力企業(yè)紛紛開始建設(shè)智能變電站，由于一次設(shè)備是智能變電站中的重要組成部分，所以提升一次設(shè)備智能化水平，可以使智能變電站的作用得到充分發(fā)揮。通過對智能變電站一次設(shè)備智能化進(jìn)行分析，以期為同行業(yè)提供參考及建議。

1 一次設(shè)備智能化概述

一次設(shè)備智能化對設(shè)備原有功能進(jìn)行了調(diào)整，可以自動(dòng)完成相關(guān)檢測工作，通過檢測能對設(shè)備有無故障問題及安全隱患進(jìn)行判斷及分析，并會形成故障分析報(bào)告，可為后期一次設(shè)備檢修及維護(hù)等工作提供更多的便利條件。智能變電站中常見的一次設(shè)備包括：變壓器、開關(guān)設(shè)備、避雷器、電子式互感器，以及電容型設(shè)備等，下面就對一次設(shè)備的智能化問題進(jìn)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(fù)荷等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，油色譜在線監(jiān)測設(shè)備，見圖1所示。油色譜在線監(jiān)測可以對變壓器油中的溶解氣體進(jìn)行相應(yīng)檢測，對其有無問題進(jìn)行判斷；微水在線監(jiān)測可以對油中水分的含量進(jìn)行檢測，通過以上監(jiān)測可以真實(shí)地反映出變壓器的油路情況，同時(shí)可以對本體是否出現(xiàn)滲油等情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

（2）對變壓器是否存在局部放電、介質(zhì)損耗及繞組短路等問題進(jìn)行判斷。

（3）可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況及需求對冷卻器狀態(tài)、負(fù)荷、溫度及鐵芯電流等進(jìn)行合理調(diào)整，進(jìn)而保證變壓器的安全運(yùn)行。

圖1 油色譜在線監(jiān)測設(shè)備

1.2 對開關(guān)設(shè)備智能化分析

開關(guān)設(shè)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(jiān)測，通過在線的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，通過以上監(jiān)測可以對斷路器SF6絕緣氣體狀態(tài)進(jìn)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(jī)的儲能狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和排除斷路器的相關(guān)問題，進(jìn)而保證其安全運(yùn)行。GIS智能化，使溫度測量及局部放電的在線監(jiān)測目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，通過局部放電監(jiān)測工作人員可以對GIS內(nèi)部絕緣性能等進(jìn)行了解和掌握，并能對導(dǎo)體表面或殼體內(nèi)部等位置是否出現(xiàn)裂紋、毛刺、機(jī)械振動(dòng)和懸浮電位等情況進(jìn)行準(zhǔn)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(yùn)行提供更多的保障，避雷器智能化實(shí)現(xiàn)了在線監(jiān)測電流及電壓等目標(biāo)，可以根據(jù)實(shí)際情況對避雷器的全電流及阻性電流進(jìn)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(shè)備智能化分析

電容型設(shè)備屬于輸變電設(shè)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(shè)備的智能化使電容量、介質(zhì)損耗和三相不平衡電流在線監(jiān)測的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，通過以上檢測工作人員可以對各類設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)絕緣性降低時(shí)會在第一時(shí)間采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整，可為設(shè)備安全運(yùn)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(jìn)行了彌補(bǔ)，工作原理見圖2。主要具有如下優(yōu)勢：

圖2 電子式互感器工作原理

（1）電子式互感器應(yīng)用光電子技術(shù)及光纖傳感技術(shù)對電力系統(tǒng)電壓及電流進(jìn)行測量。

（2）絕緣結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部不含鐵芯，在使用過程中不會出現(xiàn)磁飽和及鐵磁諧振等情況。

（3）通過光纖實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)和低壓側(cè)連接的目標(biāo)，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(tài)，能對開路及短路等現(xiàn)象進(jìn)行有效規(guī)避。

（4）暫態(tài)響應(yīng)范圍及頻率響應(yīng)范圍大，測量精度高，工作人員可通過測量結(jié)果掌握一次設(shè)備或電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。

（5）重量輕，體積小，安裝過程比較簡便。

（6）能以數(shù)字量的形式輸出相關(guān)數(shù)據(jù)，能最大程度地保證數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性。

2 智能變電站一次設(shè)備智能化展望

2.1 對一次設(shè)備檢修智能化分析

（1）檢修智能化的實(shí)現(xiàn)可以有效提升變電站運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性，為此電力企業(yè)需要對此方面內(nèi)容進(jìn)行更深入的分析。智能變電站中的一次設(shè)備在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息，合理收集及分析運(yùn)行中的數(shù)據(jù)和信息，即可對一次設(shè)備是否存在故障問題進(jìn)行判斷，為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，電力企業(yè)需要在變電站平臺上對智能化檢修系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)和信息專家數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行合理構(gòu)建。

（2）智能化檢修模式，見圖3所示。通過以上系統(tǒng)的構(gòu)建可自動(dòng)對一次設(shè)備運(yùn)行及有無故障等情況進(jìn)行監(jiān)測，在出現(xiàn)故障問題后會在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，檢修人員可以盡快趕至現(xiàn)場進(jìn)行相應(yīng)的處理，進(jìn)而將故障帶來的影響降至最低，為智能變電站中一次設(shè)備運(yùn)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(shè)備全壽命周期管理的分析

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

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

（2）相關(guān)人員需嚴(yán)格按照安裝流程及要求對一次設(shè)備進(jìn)行安裝，安裝時(shí)需對一次設(shè)備安裝位置、牢固程度等進(jìn)行檢查，而后則根據(jù)運(yùn)行要求做好相關(guān)參數(shù)的調(diào)試等，為后期安全運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（3）企業(yè)需要派專業(yè)檢修人員定期對一次設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)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(shè)備達(dá)到使用年限時(shí)，企業(yè)要盡快使用全新的設(shè)備進(jìn)行更換，避免設(shè)備老化對智能變電站運(yùn)行帶來的不利影響，減少安全意外事件出現(xiàn)的概率。

3 結(jié)語

智能變電站可以為電力系統(tǒng)運(yùn)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(guān)設(shè)備智能化、避雷器智能化、電容型設(shè)備智能化及電子式互感器等進(jìn)行分析，并且對智能變電站一次設(shè)備檢修智能化及全壽命周期管理進(jìn)行闡述，希望電力企業(yè)可根據(jù)當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行情況及所在地區(qū)電能需求量等，對現(xiàn)有一次設(shè)備進(jìn)行不斷的調(diào)整和創(chuàng)新，以提升其智能化水平，保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，能夠?yàn)槿藗兩a(chǎn)及生活提供更加穩(wěn)定的電能。

［1］梁業(yè)青.智能變電站一次設(shè)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(shè)備智能化技術(shù)分析［J］.商品與質(zhì)量，2016（23）：173-174.

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

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〔編輯 王永洲〕