变电站电气一次设备智能化问题的研究综述 段宾

发表时间:2017/12/7   来源:《电力设备》2017年第23期   作者:段宾
[导读] 摘要:本文主要围绕着变电站电气一次设备的智能化问题进行思考,总结了变电站电气一次设备的智能化问题,以及在研究过程中要做好的相关实践和应用工作。
        (内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司  内蒙古  010200)
        摘要:本文主要围绕着变电站电气一次设备的智能化问题进行思考,总结了变电站电气一次设备的智能化问题,以及在研究过程中要做好的相关实践和应用工作。
        关键词:变电站;电气一次设备;智能化;问题
        前言
        随着我国变电站技术的快速发展,我们会发现变电站电气一次设备的智能化是一个非常明显的方向,也是一个极为关键的发展趋势,所以,我们有必要进行深入分析。
        1、一次设备智能化的现状
        在变电站中,电气一次设备一般是通过变压器、互感器、可控电抗器和开关设备等组成的。为了实现电气一次设备的智能化,往往可以从两方面来实现,一方面是让传统的电气设备安装智能化终端,改造它的一些零件实现智能化;另一方面是增加智能化模块,通过数据采集、在线监测和故障判断等来实现变电站智能化。
        1.1 电力变压器的智能化
        在电力系统中,电力的可靠性是保障人们生活和用电的关键,而变压器是其中一个重要的设备,它的功能应用在法、供和用等方面,所以,在电网中它的地位极其关键。
        变压器的智能化是组成电气一次设备智能化的关键,在智能电网之前,许多企业、学者为了适合当前社会的发展和便捷,改造了传统的变压器,从而使产品更加智能化。
        1.1.1 传统变压器的智能化。为了实现电力变压器智能化,需要在变压器输入、输出线圈电路中分别串联智能保险丝,并在变压器电路的输入端并联一组电路,并联的电路是由电阻和发光二极管串联成的。为了避免电路中因出现过流、过温及雷电干扰等因素而引发供电系统和变压器烧坏的问题,需要在电路中安装智能型保险丝,从而起到保护电路的作用。在电路中,智能型保险丝往往只是在电路出问题时才会起保护作用,当电路正常工作的时候,智能型保险丝能够通过智能的控制从故障电路自动复原,连接电路。
        在智能型变压器的基础上,可以通过远程来控制电路。通过设置智能控制箱、配置有锁控开关、设置电流互感器、交流接触器、显示器等设备,实现接口与电子式电能表对接,可通过遥控的方式是实现远程通讯和控制。
        为了应付更加恶劣的环境,往往在变压器中安装了避雷器、熔断器、断路器等一些保护电路的设备的基本结构,这些结构可以增强保护电路和设备的能力。智能型变压器是由油浸入变压器配置断路器、智能化终端控制器组成,这种智能变压器有检测和调度的功能;这种变压器的智能化终端能够对电路进行安全检测和安全控制,使电网的安全性和稳定性更高。
        1.1.2 电力电子变压器。随着社会的发展,电力行业中设备的不断革新,电力电子变压器作为一种新型电力变压器,随着大功率电子元件及控制技术而得到了大力的发展。它是将电力电子技术和高频电能转换技术相融的电子设备,从电压、频率、幅值、相位等转换为适合它电能特征的电子设备。
        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。
        1.2 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3个方面:安全、准确测量和自我诊断。根据国际电工委员会制定的标准,电子式互感器由所有的光电式互感器和其他使用电子设备的互感器组成。
        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。
        1.3 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、一次设备智能化问题
        2.1 技术的制约
        在对变电站中的电气一次设备进行改造和升级的过程当中会涉及到很多问题,这些因素中最主要的就是技术因素。无论是哪一行业的生产和发展,技术支持都非常重要,所以要想实现对设备的升级首先需要对电力设备改造技术进行升级。在我国目前的电力设备转换工作中最大的阻碍就是设备改造技术,由于一些智能化准型的关键技术还不是十分成熟,不能实现对电气的高质量智能转化,所以变电站电气一次设备的转化效果和质量一直不能实现理想效果。如我国目前的设备检验技术、设备传感技术以及电子信息技术都在一定程度上制约了电气智能化发展。
        2.2 不等寿命问题
        一个电气设备往往会由几个不同性质的组件部分构成,设备运行需要有这些结构部分共同组成。但是由于这些设备的性能和材料都有所不同,所以一次设备中各部件的使用寿命不同,如高压电气的可使用时长就远远大于电子设备。这就导致一次电气设备的可用寿命不高,但价格却很高的问题。为解决这一问题,延长一次电气设备的使用寿命,为电气智能化发展奠定基础,相关研究人员及工作人员应该通过实践对工作技术进行改进,并需要一些新型的替代材料。
        3、智能变电站一次设备智能化技术及运行分析
        3.1状态监测和故障诊断技术
        在电力系统中,状态的诊断和监测是很有必要的,尤其是智能变电站,一次设备的智能化进程中,对断路器、变压器的智能化都有很大的促进作用,有效的实现了对一次设备的状态监测,确保设备的正常运行,并且实现了自动的故障诊断,及时预警。
        监测和诊断技术的具体过程。通过对采集数据的分析,表现出实时的工作状态,如果出现异常,就会由诊断设备对异常情况进行分析,得出具体异常的结果,检测出设备的症状,然后根据设备症状的表现,进行参数分析和识别,找到发生故障的原因,然后通过执行程序,对故障进行处理或者发出预警信号,实现自动化的监测和诊断。
        3.2传感技术
        传感技术可以有效的、自动的获得信息。传感技术解决了一次设备智能化中数据的传递和采集。在变压器、断路器和母线等的智能化中,需要对自身的信息进行收集,然后经过处理分析,判断出设备的工作状态。传感技术具体是通过传感器的功能和性质来表现的,传感技术中最重要的就是信息处理,信息处理包括信息的预处理、后置处理和具体的特征提取和选择。
        3.3抗电磁干扰技术
        数据信息在传输时,会出现电磁干扰,这就会导致数据接收受损,不能有效的对信息进行处理。然而,数字化信号可以有效的减小干扰,保证数据的准确性和及时性,通过抗电磁技术的运用,在传输光信号时进行光电转换,可以进行电气隔离,保证数据传输过程不受电磁场的干扰。抗电磁干扰技术在断路器智能化运用中起到了最为重要的作用。
        4、结束语
        综上所述,对变电站电气一次设备的智能化的有效的分析,并对其智能化进行技术方面的探讨,提高其应用的效果,这些都是极为有必要的,也是必须要做好的工作。
        参考文献:
        [1]王勇,梅生伟,何光宇.变电站一次设备数字化特征和实现[J].电力系统自动化,2015(13). 18
        [2]裴源.变电站电气一次设备智能化问题的研究综述[J].高压电器,2016.60
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