高电压设备智能化技术在变电站的应用研究
发表时间：2017-01-21T10:05:54.183Z 来源：《基层建设》2016年31期作者：陈庆钟有财
[导读] 本文作者结合实践，对高电压设备智能化技术在变电站的应用进行分析和研究，以提高供电的安全和质量，可供大家借鉴参考。
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摘要：随着社会经济的发展，我国电网规模不断扩大，影响电力安全运行的不安因素和潜在风险也随之增加，而人民众对电力供应的安全可靠和质量要求越来越高。因此，高电压设备智能化技术为电力在安全可靠，优质高效，绿环保等方面开辟了新的发展空间。本文作者结合实践，对高电压设备智能化技术在变电站的应用进行分析和研究，以提高供电的安全和质量，可供大家借鉴参考。
关键词：智能化技术；高电压设备；变电站；
建设统一坚强智能电网，以信息化、数字化、自动化、互动化为基本技术特征的智能变电站建设开始快速推进。变电设备智能化是智能变电站的核心内容，实现变电设备状态参数自动采集，智能分析，实现状态可视化，并根据设备的状态进行评估、诊断，实现变电设备的智能化。以此为智能变电站的安全稳定运行保驾护航。
1. 认真研究智能化的技术要求
1.1测量数字化
测量数字化是高压设备智能化的基本特征之一。所谓测量数字化就是对与运行、控制直接相关的参数进行就地数字化测量。测量由智能组件的测量功能模块完成。测量结果可发送至站控层网络和过程层网络，通过网络实现测量信息的共享。数字化测量的参数包括变压器的油温、有载分接开关分接位置信息、开关设备分与合闸位置信息等。
1.2状态可视化
状态可视化由智能组件中的监测功能模块完成，但其依据的信息不限于监测模块，还可以包括测量及系统测控装置等模块的信息。状态可视化通过智能组件的自诊断、自评估和自描述等功能来实现的，且所有信息必须以智能电网其他相关系统可自动辨识的方式进行表述，并广播至站控层网络。
1.3功能一体化
以前高压设备制造商很少关注二次设备，智能高压设备将打破这一传统。在智能高压设备的设计理念中，应根据具体的智能化目标，在高压设备中集成必要的传感器和执行器，因此传感器和执行器的植入应在高压设备的设计阶段就予以考虑。功能一体化的另一个方面是一次电气参量测量装置与变压器
等高压设备的集成制造技术。一体化设计可以保证高压设备的可靠性和传感器的敏感性。
1.4信息互动化
作为智能化高压设备的一部分，智能组件是一次设备与电网调控系统之间信息互动的桥梁，作为电网的元件，智能高压设备主要是提供智能化信息，真正的智能化应用，如优化电网运行控制等，需要在电网中由调控系统来实现，而信息互动化是实现这一理念的基础。
2. 高电压设备智能化存在的常见问题专利权的保护范围 2.1标准规范有待完善
变电站内的设备建模、数据通信均基于IEC61850 规范，对站间、变电站与主站之间的通信规范有待完善。电子式互感器的输出接口没有统一标准，产品的标准尚未规范化，频率响应、动态范围、信噪比、波形畸变、稳定性的检验需有特殊规范。
2.2监测项目有待实践的检验
一次设备状态的监测是智能化的重要一环，而监测用的传感器的电磁兼容性、系统热稳定性、可靠性、使用寿命以及对于主设备本体运行的影响，都需要进一步地研究和积累运行经验，某些监测项目还停留在实验室研究阶段，其方法的可行性和有效性还有待实践的检验。
2.3国产化水平亟待提高
尽管我国电力设备制造技术取得了较大进步，但部分产品如开关设备、变压器、网络交换机等与国外产品相比，在制造工艺水平、设备质量、使用寿命等方面仍存在差距，严重影响了智能变电站的设备国产化程度。
3. 高电压设备智能化技术在变电站的应用
同位素分馏3.1变压器的实时监测
（1）局部放电在线监测。局部放电的测量是以局部放电所产生的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局部放电的状态。可以实现对局部放电的检测。由于在超高频频段内，现场的干扰源相对较少，所以利用这种方法可以避开现场大部分电气干扰。（2）油中溶解气体在线分析。正常运行或发生绝缘故障时，变压器油会分解产生如H2，CO，CO2等气体，这些气体部分溶解于油中。变压器油中溶解气体分析技术作为一种非破坏性、廉价、有效的变压器绝缘状况的诊断技术得到了广泛的应用。
3.2GIS设备的智能化
陈幼坚在GIS的智能化主要体现在一次设备与二次设备的融合和GIS的二次回路不断改进。首先是采用先进传
感器技术监测GIS的内部状况，包括检测电流、电压、温度、气压、密度、开关关合位置、操动机构能量等全方位的状态信息，以及GIS设备绝缘性能、导电性能、机械性能等方面的诊断信息，准确掌握GIS设备的状态，防止内部事故发生。其次在间隔之间以及间隔与变电站控制计算机之间的通信联络使用了串行光纤技术，所有一次回路与二次回路之间的连接均通过串行光纤总线接到控制箱中，完全淘汰了传统的硬导线连接方式。使用光纤通信总线和PISA技术简化了设备之间的连接，并解决了电磁干扰问题，控制柜内电子器件的自动控制和自监视功能提高了GIS的自动化程度。格雷码
3.3电容型设备监测
变电站内，比较重要的电容型设备包括电容型套管、耦合电容器、电容式相关电压互感器以及电容型相关电流互感器等。其实际的数量能够占到变电站设备总体数量的40％~50％。对于变电站来说，电容型设备有着重要的地位，其实际的绝缘状态是否符合要求，能够直接影响到相关变电站实际的安全运行，所以对其绝缘状况方面实施的检测非常重要。电容型设备相关在线监测技术是利用对三项不平衡有关电流、电容量以及介质损耗因数等进行检测而完成的，其中有关电容量方面的检测技术是比较容易完成的，同时也非常稳定；而对于介质损耗因数方面的检测来说，其由于会受到检测灵敏度方面的影响而导致不够稳定，具体在系统当中的运行效果还有待提高。
民粹化3.4断路器的智能化
智能断路器的概念为含有高能动性的控制设备和断路器，配备了高科技电子设备、执行器和传感器，不但具备断路器运行的基础性能，还包含其他的附加功能，特别是在进行机器诊断和检测方面。对重合闸进行智能操作是体现智能断路器的主要功能之一，其主要含义即为，智能断路器可以根据测试出的系统信息内容，判断所产生的故障是短时间的还是永久性的，进一步确认断路器的状态是否是重合的，以此来提升重合闸工作中的成功率，降低对断路器的合闸影响和对电网运行的冲击。智能断路器还有另外一个主要功能，其能实现分、合闸的相交控制，以此来实现断路器的合闸选项与分段同步。
3.5互感器和避雷器的智能化
互感器属于最早实现智能化的设备，其智能化在国内外均有实际运行的工程实例，在国内则处于产品试用推广阶段。互感器智能化的主要方式主要是电子式互感器与测量单元MU 组成。MU 作为电子式互感器、智能化一次设备、传统互感器与智能化二次保护、测控和计量设备的中间连接环节，其主要功能是接收一次设备的信号，并对采样的数据进行汇总，根据二次接入设备的要求，输出相同或不同的数值和开关信号，同时可接收二次设备的命令输出信号至智能化一次设备。与传统的电磁式互感器相比，数字式互感器有许多优点，特别是可以提供模拟输出或数字输出，适应了电力计量、保护数字化、微机化、自动化和变电站智能化发展的方向。避雷器的智能化研究相对较为缓慢，国内涉及到避雷器智能化的工作主要放在有用的雷电流信号提取上，将避雷器与在线监测系统结合起来是一种较为前沿的避雷器智能化的新方法，目前并已经投入使用。
4. 结束语
综上所述：高电压设备智能化的一个很重要的实现手段就是将在线监测技术与常规高电压设备结合起来。监测技术的进一步应用，使得智能高电压设备能够更好地完成自我检测和自我评估，实时对变电设备的各项功能状态进行分析和预警，从而达到真正的高电压设备智能化。高电压设备智能化势必成为电力系统的主流，尽而更好的服务电力企业。
参考文献： [1]刘有为，李光范，高克利，杜彦明，张勤，牛晓民，孙维本.制订《电气设备状态维修导则》的原则框架[J].电网技术，2003，21（06）.
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