智能变电站一次设备智能化探讨和展望

郭晓杭

（国网福建省电力有限公司福州供电公司，福建福州 350000）

智能变电站一次设备智能化探讨和展望

郭晓杭

（国网福建省电力有限公司福州供电公司，福建福州 350000）

智能变电站可以最大程度地满足新时代的要求，对智能变电站一次设备智能化进行分析，并对智能变电站一次设备智能化未来发展情况进行展望。

智能变电站；一次设备智能化；研究与展望

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.08

0 前言

变电站运行情况对电力系统运行安全性及稳定性会产生一定的影响，为了保证电力系统安全运行需要做好变电站的各种管控工作。随着科学技术的不断发展，在智能变电站目标得以实现的同时，对提升电力系统运行安全性也有较大的促进作用。为此各电力企业纷纷开始建设智能变电站，由于一次设备是智能变电站中的重要组成部分，所以提升一次设备智能化水平，可以使智能变电站的作用得到充分发挥。通过对智能变电站一次设备智能化进行分析，以期为同行业提供参考及建议。

1 一次设备智能化概述

一次设备智能化对设备原有功能进行了调整，可以自动完成相关检测工作，通过检测能对设备有无故障问题及安全隐患进行判断及分析，并会形成故障分析报告，可为后期一次设备检修及维护等工作提供更多的便利条件。智能变电站中常见的一次设备包括：变压器、开关设备、避雷器、电子式互感器，以及电容型设备等，下面就对一次设备的智能化问题进行逐一分析。

1.1 对变压器智能化分析

（1）对变压器油色谱、接地电流、套管绝缘性及电力负荷等进行实时监测，油色谱在线监测设备，见图1所示。油色谱在线监测可以对变压器油中的溶解气体进行相应检测，对其有无问题进行判断；微水在线监测可以对油中水分的含量进行检测，通过以上监测可以真实地反映出变压器的油路情况，同时可以对本体是否出现渗油等情况进行准确判断。

（2）对变压器是否存在局部放电、介质损耗及绕组短路等问题进行判断。

（3）可根据实际运行情况及需求对冷却器状态、负荷、温度及铁芯电流等进行合理调整，进而保证变压器的安全运行。

图1 油色谱在线监测设备

1.2 对开关设备智能化分析

开关设备包括断路器和GIS。断路器智能化可使密度、压力、微水及泄漏的监测，通过在线的目标得以实现，通过以上监测可以对断路器SF6绝缘气体状态进行掌握，并且可以对断路器的分合闸线圈电流值、分合闸速度、储能电机的储能状态及相关参数等进行实时监测，可在第一时间发现和排除断路器的相关问题，进而保证其安全运行。GIS智能化，使温度测量及局部放电的在线监测目标得以实现，通过局部放电监测工作人员可以对GIS内部绝缘性能等进行了解和掌握，并能对导体表面或壳体内部等位置是否出现裂纹、毛刺、机械振动和悬浮电位等情况进行准确判断。

1.3 对避雷器智能化分析

避雷器的安装可以为变电站安全运行提供更多的保障，避雷器智能化实现了在线监测电流及电压等目标，可以根据实际情况对避雷器的全电流及阻性电流进行合理控制，能最大程度减少电流过大或过小情况。

1.4 对电容型设备智能化分析

电容型设备属于输变电设备中的一种，常见的有电容型套管，电容式电压互感器，电容式电流互感器及耦合电容器等，以上设备的智能化使电容量、介质损耗和三相不平衡电流在线监测的目标得以实现，通过以上检测工作人员可以对各类设备的绝缘性能进行判断，发现绝缘性降低时会在第一时间采取相应措施进行调整，可为设备安全运行提供更多的保证。

1.5 对电子式互感器智能化分析

电子式互感器对电磁互感器带来的弊端进行了弥补，工作原理见图2。主要具有如下优势：

图2 电子式互感器工作原理

（1）电子式互感器应用光电子技术及光纤传感技术对电力系统电压及电流进行测量。

（2）绝缘结构简单，内部不含铁芯，在使用过程中不会出现磁饱和及铁磁谐振等情况。

（3）通过光纤实现高压侧和低压侧连接的目标，光纤绝缘性好，可使高压回路和二次回路处于完全隔离的状态，能对开路及短路等现象进行有效规避。

（4）暂态响应范围及频率响应范围大，测量精度高，工作人员可通过测量结果掌握一次设备或电力系统的实际运行情况。

（5）重量轻，体积小，安装过程比较简便。

（6）能以数字量的形式输出相关数据，能最大程度地保证数据的完整性和真实性。

2 智能变电站一次设备智能化展望

2.1 对一次设备检修智能化分析

（1）检修智能化的实现可以有效提升变电站运行的安全性及稳定性，为此电力企业需要对此方面内容进行更深入的分析。智能变电站中的一次设备在运行过程中会产生相应的数据和信息，合理收集及分析运行中的数据和信息，即可对一次设备是否存在故障问题进行判断，为了实现上述目标，电力企业需要在变电站平台上对智能化检修系统、信息处理系统和信息专家数据库等进行合理构建。

（2）智能化检修模式，见图3所示。通过以上系统的构建可自动对一次设备运行及有无故障等情况进行监测，在出现故障问题后会在第一时间发出警报，检修人员可以尽快赶至现场进行相应的处理，进而将故障带来的影响降至最低，为智能变电站中一次设备运行安全性及可靠性的提升提供更多的保障。

图3 智能化检修模式

2.2 对一次设备全寿命周期管理的分析

设备的全寿命周期管理对变电站及一次设备智能化水平的提升有较大影响，为此电力企业需投入更多的人力、物力和财力，来全面提升管理效果。

（1）采购中需对一次设备的规格、类型、外观质量及性能等进行严格检查，保证购进的一次设备同变电站运行要求相一致，减少因设备本身的质量问题而降低智能变电站运行安全性等情况的出现。

（2）相关人员需严格按照安装流程及要求对一次设备进行安装，安装时需对一次设备安装位置、牢固程度等进行检查，而后则根据运行要求做好相关参数的调试等，为后期安全运行打下坚实的基础。

（3）企业需要派专业检修人员定期对一次设备运行情况进行检查，以判断是否有故障问题等，如有问题需尽快制定措施和安排消除。

（4）在一次设备达到使用年限时，企业要尽快使用全新的设备进行更换，避免设备老化对智能变电站运行带来的不利影响，减少安全意外事件出现的概率。

3 结语

智能变电站可以为电力系统运行安全提供更多的保障，通过对智能变电站中变压器智能化、开关设备智能化、避雷器智能化、电容型设备智能化及电子式互感器等进行分析，并且对智能变电站一次设备检修智能化及全寿命周期管理进行阐述，希望电力企业可根据当前电力系统运行情况及所在地区电能需求量等，对现有一次设备进行不断的调整和创新，以提升其智能化水平，保证电力系统安全运行，能够为人们生产及生活提供更加稳定的电能。

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［2］张程.智能变电站一次设备智能化技术分析［J］.商品与质量，2016（23）：173-174.

［3］张楠，刘峰，王宁，等.智能变电站一次设备智能化的研究［J］.商品与质量，2017（18）：293-294.

TM621.7

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〔编辑 王永洲〕