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智能变电站一次设备的选择及应用研究矫德欣

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：李楠矫德欣

[导读] 摘要：目前，我国是科技发展的新时期，智能化的快速发展带动社会在不断进步，智能变电站技术是一种新的电能输变技术，它将网络通信与数字化技术相结合，搭建了一种新的管理平台。

        国网内蒙古东部电力有限公司兴安供电公司内蒙古兴安盟 137400
        摘要：目前，我国是科技发展的新时期，智能化的快速发展带动社会在不断进步，智能变电站技术是一种新的电能输变技术，它将网络通信与数字化技术相结合，搭建了一种新的管理平台。要促进智能变电站的发展，就要科学地选择和应用智能变电站一次设备。当前，计算机和光电传输中都应用了智能变电站技术。一次设备是智能变电站技术发展的重要前提，科学地选择和应用一次设备能够促进变电站工作效率的提升，减少日常维护，使变电站能够稳定运行。
        关键词：智能变电站；智能电网；一次设备；变压器
        引言
        智能变电站作为我国智能电网的重要组成部分，正在我国电能输配送中发挥着越来越重要的作用。自动化变电站是智能化一次设备运行的设备基础条件，利用其实现站点信息、技术的自动化与数字化，同时实现信息共享、设备检测与维修状态或自动化报警作用等等。阐述了自动化变电站一次设备在智能化电网中的作用，并对变电站中的智能一次设备如变压器、断路器等的智能化实现方案、功能、设备配置及技术要求进行了概述。
        1工作原理
        一次设备智能组件的结构是由三个部分组成的，分别是输入部分、分析处理部分、输出部分。其中，输入设备的功能是对状态接口数据和互感器接口进行统一的输入和变换，从而促使数据具有相同的格式。分析处理部分通常有两种模式，一是双网络化，二是模块结构。这两种模式能够根据实际情况的不同采取相应的选择，从而确保分析处理的结果更准确、更科学。输出部分是智能组件的原有配置，能够实现智能单元开放性接入的即插即用功能。一次设备的工作过程分为三个步骤；第一步，信息的采集和处理过程。对智能组件的接口设置不同的传输，从而对经过组件的信息进行处理。第二步，分析过程。智能组件完成信息的处理之后，智能单元就会根据不同的数据信息进行计算分析，从而得出结果，以此实现智能化功能。第三步，决策过程。以智能单元的分析处理为依据，进行行动操作和信息发布。
        2智能变电站一次设备的选择及应用研究
        2.1高级变电功能的实现
        ①全面监测。智能变电站是将计算机终端作为基础，并对设备进行实时监控。该过程的实施具有以下作用：可以及时获得电力设备的实时运行数据，可以了解变电装备的运行情况；对变电站的输入以及输出状态进行监测，这样可以提高数据采集效率，保证数据的准确性和实时性，可有效避免无效数据的采集，从而提高了变电站整体监控效率与质量。但是在进行监测时，需要根据变电站的运行要求以及实际情况选择适宜的一次设备。②故障控制。故障控制主要体现在以下三个方面：先进的数据采集技术、数据处理技术、在线处理技术和数据库模型技术的应用。数据采集技术的实施可以保证数据采集的全面性，同时可直接按照工作要求对数据进行处理分析。在线处理技术以及数据路模型技术主要应用于智能变电站的状态监测和故障诊断。基于以上内容，相关工作人员秩序在数据库中输入设备正常运行状态下的参数以及特征，便可实现设备运行状态的监测以及评价。③智能报警。变电站的智能报警功能是在智能分析以及决策系统的基础上实现的。一方面该系统可以短时间内完成对数据的分析，并辅助决策，也可以快速对故障位置和类型进行排查，降低故障判断的错误率。另外一方面，该系统可以依据信息的强弱对故障的严重程度分析和判别。为了能够快速通知技术人员和监控人员，可以建立间隔报警机制，可对故障进行定时报警。

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        2.2智能化应用转变
        由以往对自动化变电站的关注，逐渐转向对一次设备智能化方向发展，综合提升自动化变电站整体运行系统的智能化水平，评估设备使用寿命，从而更好地进行设备管理与调控系统的互动，从传统关注设备可靠性转变为关注电网的可靠性，提高电网运行的智能化水平。完善一次设备数据监测系统是自动化变电站的基本要求，目前一次设备智能化信息系统主要以IE61850通讯系统为主，整体实现一次设备智能化自动数据监测、测量、计量、调节、控制、保护与状态检测等综合组件。然而，国内自动化变电站的一次设备智能化基础设备如变压器与断路器等的智能化发展仍处于低级阶段，发展不甚理想，通常只是将智能终端与GOOSE系统结合实现间隔层与开关的启动，没有完全实现数字化与可视化。变压器由铁芯与绕组构成，数据变化较大，不好掌控；断路器操作相对规范，实现变压器与断路器的智能化较为困难，也是目前自动化变电站一次设备智能化亟待解决的问题。
        2.3高级变电功能的实现
        智能变电站一次设备应用的主要目的是实现设备的高级变电功能，而高级变电功能的实现需要从三个方面做起，即全面监测、故障控制、智能报警。智能变电站以计算机为终端，通过计算机网络系统与各个一次设备联系在一起，及时的获得设备运行过程中的相关数据，这需要一次设备能够很好的适应监测系统的要求，因此，需要根据适宜的情况选用合适的一次设备。故障控制功能主要通过对收集的数据进行分析和处理，最终对一次设备的出现的故障做出诊断，确保一次设备运行的稳定性。智能报警功能的实现是建立在全面监测和故障控制功能的基础上实现的，可以很好的实现对于故障部位的及时处理。在智能变电站的发展过程中要以这三方面的高级变电功能为基础积极促进变电站的智能化建设。
        2.4变压器
        选择变压器时，需要选择能耗低、效率好的节能产品。当前广泛使用的主要有S11、S10等。S10是由铜导线绕制形成高压绕组，铜箔绕制形成低压绕组的一款产品，其质量、体积都比较小，能耗也不高。变压器在正常工作状态下，绕组、引线和油箱之间的作用会使得电场不均匀。电场中的金属构件、铁芯和寄生电容是在绕组、金属构件和铁芯之中的。寄生电阻会导致悬浮电位，具有耦合作用。当电位差超过绝缘范围时，就会出现放电现象，导致变压器油分解，固体绝缘损坏，进而出现电力事故。为了避免出现这种问题，需要保证变压器铁芯与变电站之间接地的可靠性。检测发现，如果电位为零，铁芯与大地相接就会短路，接地线中绕组对铁芯的电容电流经过。由于三相电压是对称的，所以电容电流并不大。如果铁芯接地在两点以上，就会形成闭合回路，主磁通过闭合回路时，就会产生循环电流。这一过程中，变压器油会分解，变压器局部过热，绝缘性能下降。
        2.5变电设备的智能化
        智能变电站技术，是以高压配电设备的智能化为基础，来建设智能电网。一次设备智能化的目标是实时监控电力的运行情况，对电力设备进行全面的控制，并对故障进行自动化的处理。想要实现这个目标，必须依靠智能变电技术，它能够将设备和电能传感器连接在一起，从而进行一体化的检测和控制。这个目标的实现，实质上就是对分层控制进行信息融合管理。
        结语
        作为智能电网建设的重要组成部分，智能化的变电站建设工作发挥着越来越大的作用。这其中，一次设备的选择和应用成为一项重要的工作。通过对这些设备进行科学合理的设计，能够实现设备独立和检测的功能，从而不断推动我国智能变电站乃至智能电网的发展建设。
        参考文献：
        ［1］李大鹏，夏荣秀，胡小男，等.智能变电站一次设备智能化应用研究［J］.山东电力技术，2014（01）：32-33，38.
        ［2］邓华春.智能变电站一次设备的选择及应用研究［J］.广东科技，2014（14）：70-71.
        ［3］于鸿伟.智能变电站一次设备的选择及应用［J］.硅谷，2012（20）：158，165.