探析电气一次设备智能化发展及存在的问题罗娜

探析电气一次设备智能化发展及存在的问题罗娜

罗娜

（珠海电力工程监理有限责任公司519000）

摘要：智能化变电站是指在变电站中使用技术先进、集成化、功能可靠及环保的现代化电力设备，使得获得的电力信息具有数字化、共享化和网络化特征，最终能够有效实现对变电站的电力信息进行测量、控制及保护等。智能化变电站在运行过程中具有一定的“主动”意识，随着负荷的变化能够根据需求进行适当的调整，使得变电站在运行过程中并无人工干预，就能自动进行运行控制，有效节约了电能。主要针对变电站电气一次设备智能化问题的研究进行了全面深入的研究。本文主要针对变电站电气一次设备智能化问题的研究进行了全面深入的研究。

关键词：电气一次设备；智能化；问题

一、一次设备智能化的功能

一次设备智能化是智能变电站的重要标志之一。采用标准的信息借口，实现融状态监测、测控保护、信息通信等技术于一体的智能化一次设备，可满足整个智能电网电力流、信息流、业务流一体化的需求。智能化一次设备通过先进的状态监测手段和可靠的自评价体系，可以科学地判断一次设备的运行状态，识别故障的早期征兆，并根据分析诊断结果为设备运维管理部门合理安排检修和调度部门调整运行方式提供辅助决策依据，在发生故障时能对设备进行故障分析，对故障的部位、严重程度进行评估。大规模间隙发电和分布式发电接入，要求电网具有很高的灵活性，而一次设备智能化是满足这种要求的重要基础。

二、一次设备智能化的现状探析

目前，变电站中的最主要的一次设备包括变压器、互感器以及可控电抗器等，这些设备的智能化的实现，可以通过对其终端的智能化改造和升级来实现，也可以通过对其智能化模块的增设来实现，即通过对现有的数据的在线搜集和分析来实现。

2.1电力变压器的智能化。变压器作为一种重要的变电站的运行设备，其最重要的功能就是可以实现对人们的用电安全的保证，所以要想实现对变电站内的一次设备的智能化改造，首先要对变压器进行智能化的升级。

2.1.1传统变压器的智能化。以往的变压器设备在使用的过程中，为了实现对线路内的电压的准确输出，采用的是智能保险丝的方式，并且是通过对电阻和发光二级管的为串联来实现的，这种方式在应用中的最大的问题和隐患就是保险丝比较容易在各种温度高的情况下或者电流过大的情况下烧断，严重的影响了系统的运行质量。所以，有关部门应该重视对保险丝的智能化的管理，实现对故障排除后的自动恢复。

在智能化控制变压器的前提下，还可以通过对其他设备的自动化管理来实现智能控制，不仅可以实现对恶劣环境的有效应对，还能够根据自身结构和能力的增强，来实现对终端控制系统的构建，这样就可以实现变压器在运行的过程中具有更强的稳定性和安全性，更符合现代变电站的运行需要。

2.1.2电力电子变压器。随着电子技术的不断发展，各种电子设备的应用功能也在不断的提升，基于此进行研发的各类变压器也逐渐的实现了功能上的完善，可以对大功率的元件进行合理的控制，这样也就有效的实现了对电压、频率、幅值、相位的有效转换。

在应用电力电子变压器后，可将AC/AC、AC/AD/AC之间进行转换，能够使用直流电压，实现能量的转换和控制；根据它的功能，可以进行自我监控、自我保护、无功补偿等，不必添加额外的设备。由于电力电子器件的体积小、质量轻等特点，在航天、航空等领域应用相当广泛；而且在智能电网中，分布式电源系统不断的增加，使电力电子器件能够灵活地分布在这个系统中。因此，作为新型的变压器，电力电子将得到更大的发展。

2.2互感器的智能化。作为变电站中一个重要的部分，互感器的功能体现在以下三个方面：安全、准确测量和自我诊断。电力系统光学电流互感器使用的是零和式光学电流传感技术，它的功能具有精度高、保护输出优质、绝缘性强和电磁兼容性高的特点，由于能够入网使用，所以可以进一步大量地应用在电网系统中。激光供电型110kV光电电流互感器采用了信号转化技术，运用光纤传输，所以，它具有绝缘性高、受电磁干扰小、测量频带宽、范围广等优点，在电力系统智能化建设中很有大的发展潜力和实用价值。

2.3可控电抗器。可控电抗器电网系统中关键的电气一次设备，它能够承受超高压以及以上电压的传输，在一些功能上有不可代替的作用，比如电网输电能力、电压质量、无功缺额补偿、系统稳定等。因为它融合了现代电力电子技术和控制技术，可对电抗器参数进行调节和控制。

2.4开关设备智能化

2.4.1智能断路器。高压断路器是电气设备智能化的基础设备，其功能是控制电力系统安全运行和保护设备。断路器智能化需要结合最近的传感技术、微电子技术和信息技术，才能让系统的可控操动达到最好的效果。和传统的断路器相比，智能断路器集合了计算机系统和传感装置，在功能上能够进行智能化控制、状态监测和诊断功能等。

随着真空技术、新工艺、新材料和新操动技术的发展，使得真空断路器的容量越来越大，电压也相对较低，体积也较小，智能化程度也越来越大。

2.4.2智能开关组合设备。智能组合开关是智能控制中的关键设备，它综合了断路器、隔离开关、避雷器、母线和出线终端等，将新型传感技术、微电子技术和电力电子技术等技术相结合，从而达到智能化控制。为了更好地在电网中应用智能化，需要对智能组合开关提供数字化的平台，从而能够自我参数检测、就地综合评估和实时状态报告等。

三、一次设备智能化问题

3.1相关技术的制约。在电气设备智能化发展过程中，往往关键的技术没有得到解决，导致了智能化的程度达不到理想状态。例如传感技术、微机技术、设备诊断技术等，大量的技术问题一直阻碍了电气智能化的发展。

3.2不等寿命问题。由于电气一次设备智能化中高压电气设备的寿命高于电子设备的寿命，使得一次设备的价格较高，使用的年限不长，需要从材料和技术上得到改变，才能提高和大力推广智能化电气一次设备。

3.3智能化系统自身问题。在电力工程中，电气一次设备智能化系统也是有一定问题的，例如断路器的跳闸方式、高压侧电源供电等，都是需要时间来验证的，所以，在一些外界环境的影响下，需要采用一些可抗干扰的设备。

四、一次设备智能化发展的方向

针对上述存在的问题及设备本身性能上需要解决的问题，电气一次设备智能化的开发存在有极大的潜力。电气一次设备的智能化需要不断地完善不同领域之间的协同技术问题。为解决不等寿命局限的问题，必须从电子设备本身的设计、制造及改善其运行条件等方面着手，提高设备的使用寿命与可靠性。例如，对于可控电抗器，具备健康状况自我诊断能力是其智能化发展的潜在要求。对于开关设备而言，电弧对触头材料的侵蚀、运行能耗是制约其寿命和工作性能的两个关键因素。

由于电气一次设备智能化的开放性，许多新的功能将被不断地开发和利用，这些发展不但能够为传统电力系统注入新的活力，还能够对许多特殊用途的供配电系统的发展起到积极的促进作用。电气一次设备智能化的全面推广和应用，将为智能电网的发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]宋友文.智能变电站一次设备智能化技术探讨[J].中国电力教育，2012（2）.

[2]王韬.变电站一次设备智能化概述[J].科技风，2012（22）.

[3]袁有祥.变电站电气一次设计的问题及对策探究[J].科技创业家，2012（24）.

作者简介

罗娜，女，大专，电气助理工程师，现从事现场监理。