浅谈变电站一次设备智能化

浅谈变电站一次设备智能化

彭磊

国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司 内蒙古呼伦贝尔市 021000

   摘要：随着科技的不断进步，构建智能电网成为我国电力行业的重要发展目标，变电站是电网的重要组成部分，加强变电站智能化研究，有利于提升电网输配电质量，为广大电力用户提供安全、高效的电力服务。在社会经济与科学技术飞速发展的过程中，变电站电气一次设备的智能化水平不断提高，在智能变电站中的应用也日益广泛。对于变电运行管理人员而言，为了保证变电站的稳定安全运行，需要切实做好一次设备的智能化，从而确保整个变电站智能化水平的提高，推动我国电力行业的稳定发展。

        关键词：变电站；电气一次；智能化

  一、新一代智能变电站一次设备智能化的探讨

        1.1智能变电站

        智能变电站的基本要求是实现全站信息的数字化、通信平台的网络化、信息共享的标准化，通过采用可靠、集成、先进、环保的智能化设备来实现其功能，如对信息的收集、测量、控制、保护、计量和检测等的基本功能，和一些自动控制、智能调整、在线分析、互动协同等高级功能。智能变电站的组成部分为智能化的一次设备和信息管理系统。智能化的一次设备的智能化表现在变压器智能化、开关设备智能化、电子互感器等。

        1.2一次设备智能化

        变电站的一次设备主要有变压器、避雷器、母线、互感器、断路器等等。智能变电站一次设备智能化，主要是在以往一次设备功能的基础上，采用通讯协议与信息管理系统进行数据的交互，其基本功能是测控、通讯、保护。一次设备的智能化还具有强大的信息交互、强大的自己监测与诊断能力，既能够对设备的运行状态进行科学的检查与测试，又可以尽早的预测与识别故障，并且及时的将预测分析的结果反馈给相应的设备管理部门，从而为状态的检修提供了可靠的信息依据。另外，在设备出现故障之后，它可以进行自动化的分析、识别、与评估。下面对变电站的一次设备中的变压器智能化、避雷器智能化进行了简要介绍：

        1.2.1变压器智能化

        新一代智能变电站一次设备中，变压器的智能化是指变压器在运行和监测时候的自动化。其自动化的主要内容是：实时监测变压器油色谱、绝缘、电流、电力负荷、油温，并且控制管理变压器油品对气与水的溶解等问题，及时断开和处理变压器的局部放电、介质损耗、绕组短路等，有效的调整负荷温度、铁芯电流、冷却器状态，从而确保变压器的功能能够正常发挥。

        1.2.2避雷器智能化

        变电站安全运行设备与结构基础是避雷器，且避雷器智能化是变电站前提。在变电站中使用智能化的避雷器，能够全面的检测电流、电压、动作和能够有效的控制全电流、阻性电流，从而有效的保障避雷器功能。与此同时，可以通过将智能化避雷器与智能变电站的网络或者是管理系统有效的结合，来实现通信与调控功能，并且把智能化避雷器向整个智能变电站体系转化，有利于加强变电站的智能化和变电站运行的安全化。

        1.3一次设备智能化的评判准则

        新一代智能变电站一次设备智能化，不仅仅是对设备进行信息化的处理与网络化的运用，它还是智能化的体系和结构，具有设计科学、布局合理、建设严格等特点，要对智能变电站一次设备的智能化评判可以依据其智能性、及时性、功能性准则来进行，以保障设备在运行时的安全、稳定、准确。

        1.4一次设备智能化正常运行的要求

        1.4.1在使用智能元件后，智能化一次设备能够正常运行。

        1.4.2智能元件要及时的监测分析主要的设备，并且要自动的将数据记录储存下来。

        1.4.3智能元件要有自我检测和报警的功能，并且其检测的灵敏性要符合设备功能的要求。

        1.4.4智能元件要有对电磁抗干扰的能力。

 1.4.5智能元件最终得出的监测数据要确实可靠。

二、智能变电站一次设备智能化技术

 1、主变压器智能化

   主要包括油中溶解气体在线监测、油中微水在线监测、套管绝缘在线监测（含环境温湿度监测）、局部放电在线监测、温度负荷在线监测等单元，实现对变压器油溶解气体，油中微水，局部放电，变压器铁芯和夹件电流，套管绝缘介损、电容值、泄漏电流值、温度负荷趋势、油温、油位、风扇状态、油泵状态等的在线监测功能。

  油色谱可以区分放电类型与过热类型、油过热与油-绝缘纸过热等。微水检测可以反映油的受潮程度。局部放电监测可以反映电晕、油中气体放电等多种缺陷。

 2、开关设备智能化

  例如封闭式组合电器：GIS充气设备在线监测系统已基本实现了SF6气体的密度、微水监测功能；GIS局放在线监测系统实现了GIS局放的在线监测功能；GIS设备光纤测温在线监测，利用温度传感器采集GIS内部温度数据，可以直观地反映GIS内部温度变化。目前GIS绝缘在线监测最有效的方法是局部放电监测，可以发现GIS设备制造和安装及维修时引入的导电微粒及其他杂物，电极表面产生的毛刺、刮伤等损伤，导电或接地接触不良，支持绝缘内部的气隙等缺陷，同时多点监测可以实现故障定位。常规断路器在线监测系统实现了断路器的SF6气体密度、微水；分合闸线圈电流的波形状态、断路器的特征分合闸速度、储能电机电流波形、储能状态、储能时间、频率等参量的在线监测功能。

  3、电子式互感器

  要想实现变电站的良好运行，电子式互感器是主要设备之一。电子式互感器在继电保护上、电网观测上都有着举足轻重的作用，同时，它也为更好地提高整体水平而奠定了不错的基础。其电子式互感器主要的原理是电磁感应，通过线圈、运用电阻及电感分压的方式较好地制作电子式互感器。电子式互感器在技术上采用了电源供电，一定意义上节约了能源，还通过电子的模块来实现其可靠性。其优点也使人眼前一亮，减少了工作中危险，同时也可避免不必要的火灾和危险的爆炸，起到了保护的作用。绝缘性能强，可完完全全分离高压与低压。还具备节能、环保等功效，经济效益好。

  4、断路器及智能终端

  断路器、隔离开关等一次设备的智能化实现方式有两种，一种是将智能控制模块形成一个独立装置--智能终端，安装在一次设备附近，实现一次设备的智能化；另一种方式是直接将智能控制模块内嵌在断路器中，形成一个不可分割的整体，可直接提供网络通信接口，称之为智能断路器。

  通过智能终端实现一个间隔内相关一次设备的就地数字化。智能终端作为过程层的一部分，为非智能的一次设备提供了外挂的智能接口。智能终端通过电缆与一次设备连接，通过光纤与间隔层的保护、控制装置通信，将开人信息上传，并接收间隔层设备的控制命令。通过智能终端，完全取消了间隔层与过程层之间的电缆。目前，这种方式比较容易实现，国内智能化变电站建设基本采用常规断路器+智能终端的方案。

5、智能化开关设备

随着我国的飞速发展，传统的开关设备已经满足不了人类的追求了。通过对开关设备的研究使得开关设备越来越智能化。安装智能组件装置后，就可以实现“无人”的运行操作，一次设备自主监控、报警信号、闭锁功能和多种指示等相关功能的运用，还能更好地显示开关的断开、闭合的状态，具有更人性化的特点。并且，它也可以温度湿度高低的指示自主调节，还有语音提示功能用来防止出错和因过热而报警的智能化装置。

 6、避雷器设备智能化

避雷器在线监测系统实现了避雷器的全电流、泄漏电流值以及计数器动作次数的在线监测功能。

  7、电容性设备智能化

  主要实现介质损耗因数、电容量以及三相不平衡电流的监测，掌握其绝缘特性。

结束语

综上所述，一次设备智能化技术作为智能变电站的代表特征，不仅是智能变电站发展的需要，更是社会发展的需要。为了促使智能变电站更好的发展，研究者们一定要充分利用能源互联网时代的优势，相信一定能够使我国的电网事业取得更大的进步。

参考文献：

[1]霍琪，白跃昌.浅析智能变电站一次设备智能化技术[J].现代工业经济和信息化.2015

[2]杜茂进.变电站电气一次设备智能化问题的研究综述[J].黑龙江科技信息.2014