虚拟技术下的变电站高电压试验技术分析

张晓晨

摘  要：高电压试验技术是电力系统的运行基础，其关键的作用就是可以从根本上对电力系统的安全、稳定运转有着保障。结合当下情况来看超高压输电网络的建设过程之中，需要一定的技术来进行相关的建设高电压试验技术模拟，那么虚拟技术正好补齐了相关的技术漏洞，使得超高压建设更加顺利。比如在进行六盘山750kV变电站主变扩建工程之中，就有相关技术的应用，使得工程的建设符合项目预期，优化了宁夏电网的结构，符合国家相关的产业政策。

关键词：虚拟技术;高电压;试验技术;分析

中图分类号：TM835         文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）33-0147-02

Abstract： High voltage test technology is the basis of power system operation， and its key role is to ensure the safe and stable operation of power system. Combined with the current situation， in the construction process of EHV transmission network， certain technology is needed to carry out the relevant construction high voltage test technology simulation， then the virtual technology just makes up for the relevant technical loopholes， making the ultra-high voltage construction more smooth. For example， in the expansion project of main transformer of 750kV Liupanshan Substation， the application of relevant technologies makes the construction of the project meet the project expectation， optimize the structure of Ningxia Power Grid， and comply with the relevant national industrial policies.

Keywords： virtual technology; high voltage; test technology; analysis

在我们日常社会生活之中，使用最为多的能源资源应该就是电力资源了，电力能源已经辐射到了社会之中的方方面面，如果没有电力资源的支持，社会生活将陷入瘫痪。在电力生产、传输等等的一系列过程之中，需要许多的技术予以支持，任何涉及电力资源的技术都是非常重要的一部分。

而在现阶段，我们已经迈入了信息化的时代，各种信息与网络技术蓬勃发展，虚拟技术也应运而生，并且被广泛运用到社会生活的方方面面。在电力系统之中，虚拟技术的应用也非常广泛，在生产和服务的领域都能够发现其身影。那么对于高电压试验技术来说，其与虚拟技术的结合可以很好地解决前者进行实际操作遇到的种种问题，使得相关的试验可以顺利进行。

高电压试验技术的主要作用是对于电力系统之中的电气设备进行故障的检测，这对于电力系统来说非常的重要，如果不能够对于故障进行及时准确的检测和处理，那么就需要花费大量的时间去进行修理，这就会对于电力系统的正常运转造成影响，进而对于社会生活的正常运行造成不可挽回的影響[1]。所以对于电气设施的绝缘状况严格的监控，并且及时精确地检测故障信息与位置是非常重要的实际操作的部分。

1 关于电力系统的故障模拟需要的实验室硬件

通常来说，要想精确运用虚拟技术对于电力系统的故障进行模拟，就应该对于电力系统常见故障全面了解。在电力系统的故障之中，可以分成两个类型，一类是简单故障，一类是复合故障。对于简单故障来说，多数情况下指的是电力系统运行正常，但是设备的某个部分出现了断相或是短路的状况;而复合故障从其字面意思来理解，就是两个以上的简单故障发生的加和情况。从长时间的对于整个供电系统的运行经验来看，电力系统最为常见的故障类型就是短路，一旦出现短路的状况，那么整个电力系统的总阻抗就会减小，在电力系统之中，短时间之内会产生极大的电流，强电流的出现会伴随着大量热力的产生，而且会出现电动机效应，这会对于电气设备造成严重的损坏，使得电力系统最终受到损伤。在短路点的周边电压，也会有着较为明显减少，这会使得电力供应可能中断;在短路发生时，电气设备存在被短点电弧烧毁的可能;如果短路故障出现的位置是发电站的周围，这会对于整个电力系统产生影响，而不是对于某一部分的影响，情况严重的话，可能使得电网大面积出现崩溃的状况;不对称的接地短路还有可能产生零序电流，使其和周边的网络通讯线路形成感应电势，对于正常的通讯造成影响，对于人和设备的安全都可能产生影响[2]。

所以要想解决相关的问题，应该对于短路电流的计算，使得短路造成的危害可以降到最低，这是为了解决四个方面的问题，第一是对于主要的运行方法的确定和适宜的主接线方案的设计;第二是可以准确解决短路故障，整定并选择相应的继电保护装置;第三是对于载流导体和电气设施的合理使用;第四是对于机械强度与稳定性的校验使用短路电流进行。对于实验室的硬件设备来说，基本的有冲击电压、电流发生器，直流高压发生器，数字波形记录仪，100千伏无局部放电工频试验变压器，250千伏工频试验变压器，60千伏直流电压发生器，变压器油色谱分析仪和相关的配套的测试记录仪器，数字化测量与计量标准设备等等[3]。

2 对于基于虚拟技术的高电压试验技术的分析

高电压试验技术和虚拟技术的结合，主要需要依靠相关的计算机网络技术和试验技术，这两项技术的融合在很大程度上解决了现存的一些问题，不仅仅使得相关的电力设备的维护工作人员工作更加的便捷，而且还有远程进行维护的技术可能，使得相关的工作具有了更加精确和细致的特点。通常来说，对于高压设备的试验是电力系统稳定运行的关键，只有电气设备通过了相关的试验，在实际的投入使用之后，才能够有符合标准值的运行。这些高压设备的试验需要进行的有很多，比如对于设备的绝缘电阻的测试，在和虚拟技术结合的情况之下，就可以把设备的绝缘标准参数整定在系统的平台之中，利用对于相关的设备的数据收集和故障前后的数据进行的对比，就能够判断出设备的绝缘电阻是不是低于标准值，同时也能够通过相关的数据的对比试验，对于故障发生是否有对绝缘的影响进行预测判断。在对于虚拟技术和高电压试验技术的结合运用过程中，通过一系列的对于电气设备的试验，也可以发现该技术平台存在的不足之处，那么就能够利用计算机网络技术进行相关的程序的完善，提升整个系统的稳定性和准确性，使得高电压的虚拟试验更加符合实际的要求[4]。

3 实际进行试验软件的关于故障的模拟和分析

在进行相关的工程建设过程之中，首先应该有对于电力系统常见的故障进行模拟的措施，比如实际的进行灵州±800千伏换流站主变扩建工程，该工程是国家电网公司第五回特高压直流工程，第一条网侧接入交流750kV的±800千伏特高压直流输电工程，该工程建设完成有利于推进750kV网络电力直流外送。那么在进行该工程建设之前，就应该有对于电力系统相关状态的模拟，在虚拟技术的应用之下，为高电压试验技术的运用提供了极大便利，能够更好地模拟出超高压状态下的电力系统运行状态。

如果实际中电力系统发生了故障，那么电力系统之中的各个组成的设备，其相关的参数都会有一定的因为故障而产生的变化，那么在这个过程之中，假如使用虚拟技术进行相应的模拟，就应该对于电力系统相关的各个设备的故障参数全面了解。运用电磁暂态仿真技术对于电力系统在发生故障的情况之下的状态进行模拟，以此掌握电力系统的相应参数的变化的趋势，在进行实际的暂态仿真技术的运用过程之中，应该有对于该技术的运行原理的了解。该类型的故障暂态仿真模拟技术是在电力系统的运行状态之下，模拟一些具有短路故障的线路与短路点的电压和电流，这表明了其主要的是选取单相电路作为一个分析的目标，对于其可能发生的故障进行操作暂态的仿真，这样就可以获得电气设备在开关闭合的状况之下的相对应的参数值，相关的工作人员就能够利用这些数据，进行其相应的故障发生之时的变化趋势的分析[5]。

在电气设备之中，开关是非常重要的一个部分，电力系统里面的大部分的重要部分都会受到开关的制约，其是电力系统可以稳定运作的一个重要保证。一个电气设备在投入电力系统使用之前，需要对于其相关的开关进行各个种类的试验，来确保其性能可以正常发挥出来。电气设备的开关的通断性能，主要的是通过接通与分断两个方面的质量来进行检验，在实际的电气设备的工作之中，接通电源的一瞬间，接电源的静触头和接设备的动触头会产生碰撞，假如开关的质量有问题，那么在这个过程之中，会有断续的电弧出现，在此状态之下，开关的触头就有可能被腐蚀。在后续的电气设备的运行过程之中，如果需要断开，那么在分断的瞬间，因为电流出现了突变的状况，就有可能会产生电弧持续燃烧的现象，这会使得有较为大量的热量产生。那么在电力系统之中，如果电气设备的开关在离合的瞬间出现了上述的状况，其危害性是非常高的，嚴重的会使得电力系统的运行受到阻碍。

在电磁暂态仿真技术对于电气设备的开关进行模拟的过程之中，接通和分离属于两种不同的操作，在进行接通的操作模拟之时，暂态电流会流经系统，断开之时工频电流被切断，而且还会在设备的端子上出现暂态恢复电压，这会产生一个相对复杂的模拟过程。而从端子这个方面来看的话，计算机的配置会对于电流和电压的振幅有影响，而因为开关电弧不仅仅涉及到了物理的反应过程，还涉及到了化学的反应过程，这就会关联着电磁场的分布和物质的变化和组成等等，使得仿真的模拟变得更加的复杂，需要考虑的输入参数数据就会增加，因此运用MATLAB软件来进行电弧现象的分析，更加符合相关的虚拟仿真的要求，值得进一步推广发展。

4 结束语

总的来说，对于虚拟技术下的高电压试验技术分析，符合电力系统的发展需要，具有极高的运用价值。在超高压的电力系统状态之下，进行高电压试验，应用虚拟技术使得电力系统对于故障的检测有了更加清晰的认知，比如在沙坡头750kV变电站新建工程之中，运用虚拟高电压试验技术进行了相关部分的模拟试验，预演了电力系统可能出现的故障，使得工程的建设更加符合了预期的要求。

参考文献：

[1]史苏怡.基于虚拟技术的高电压试验技术的研究[J].百科论坛电子杂志，2018（16）：329.

[2]李煜.基于虚拟技术的高电压试验技术[J].硅谷，2014（10）：162-162，161.

[3]刘瑾，刘世平.利用高电压试验技术分析变压器故障[J].丝路视野，2017（23）：160.

[4]张道维，周唯.基于虚拟技术的高电压试验技术的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2014（3）.

[5]宋玉玲.基于虚拟技术的高电压试验技术的研究[J].网络导报·在线教育，2012（43）：216.