２０１７年第１０期 （第４５卷）黑龙江水利科技 Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｈｙｄｒａｕｈｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１Ｏ．２０１７ （Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．４５） 文章编号：１００７—７５９６（２０１７）１０一Ｏｌｌ４—０３ 变电站电力一次设备智能化问题的研究综述 郑周涛 （文山壮族苗族自治州水利电力勘察设计院，云南文山６６３０００） 摘要：变电站是电力供应的重要环节，也是实现低压转换以及功率转换的重要设备。随着科 学技术水平的提高，在智能化改造中融入的技术类型不断增加，如集成控制技术、电力电子技 术、电磁干扰技术、信号处理技术等，促进了电力一次设备的智能化发展。文章就变电站电力 一次设备智能化问题进行探讨。 文献标识码：Ｂ 设备多存在于现有电力系统中，这就意味着传统一 次设备被全部更替为智能化一次设备需要较长周 关键词：变电站；电力一次设备；智能化；全寿命周期 中图分类号：ＴＭ７６２ Ｏ 引 言 现代我国变电站改建过程中其关键内容就是电 期。为此，要想快速实现电力一次设备的智能化发 网资源的二次整合以及电网的智能化组建，因此在 展可以在传统一次设备上增加智能控制模块，其具 电力一次设备智能化过程中，不仅需要采用多种技 有数据采集、在线监测、故障判断以及通信等多重 术措施保证电网的基本运行性能以及安全性，同时 功能。 还需要依据当前的电网运行要求以及实际运行能力 １．１ 电力变压器的智能化 对网络架构进行优化升级。在电力设备智能化控制 １．１．１传统变压器的智能化 中，需要积极采用电子信息技术，并加强技术选择比 在变压器输入、输出线圈电路中分别串接智能 较以及技术管理，协调好系统中子系统之前的关系， 型保险丝，并且在变压器电路的输入端并联一组由 提升系统运行的稳定性以及科学性，从而实现智能 电阻以及发光二极管串接而成的电源指示电路，是 化技术功能的最大化…。当前我国变电站电力设备 当前电力变压器智能化的主要形式。智能型保险丝 使用中，已经初步实现了软件的数字化升级，但是由 在电路供电系统出现过流、过温和雷电干扰时可起 于手段传统技术如管理模拟信号的影响，模拟信号 到良好的保护作用，可有效避免供电系统停止运行 的转化仍然存在困难。因此，要想实现电网的智能 以及变压器被烧毁等问题的循环；在电路供电系统 化改造和升级，需要从电网电气一次设备的智能化 处于正常运行状态时智能保险丝不处于工作张状 着手，对当前改造中存在的问题进行总结，对设备的 态，不会对变压器的运行造成影响；当电路故障消除 遥信和遥控等功能进行智能化处理。 后可恢复正常，接通线路便可运行 。 ｌ 一次设备智能化现状 变电站中电力一次设备主要指变压器、互感器、 Ｉ．１．２电力电子变压器 电力电子变压器是近些年随着大功率电力电子 可控电抗器以及开关设备等。电力一次设备智能化 元器件和控制技术的不断发展而产生的新型电力变 的实现主要从两个方面人手，一为对传统电力设备 压器，又被称之为电力电力变压器、电子变压器、柔 加设智能终端，二是在厂家设计制造过程中注重电 性变压器、固态变压器、智能变压器等，其综合了电 气设备选型以及智能化功能的升级。因为传统一次 力电子变换技术以及高频电能变换技术的优势，可 ［收稿日期］２０１７—０９—１４ ［作者简介］郑周涛（１９８４一），男，云南文山人，工程师。 一１１４— ２０１７年第ｌ０期 （第４５卷） 黑龙江水利科技 Ｎｏ．１０．２０ｌ７ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．４５） 将电力特征的电能转变为另外一种电力特征的电能 监测和故障诊断，便于变电站日常运维工作的开展。 灭弧室技术、新工艺、新材料等技术 静止电力设备。所谓电力特征，主要就是指电压或 同时，真空技术、者是电流的频率、幅值、相位、相序以及波形等。引 的发展使得真空断路器逐渐向大容量化、低过电压 用电力电子变换技术以及控制技术，电力电子变压 化、小型化以及智能化方向发展。另外，在实际工程 器实现了ＡＣ／ＡＣ变换、ＡＣ／ＤＣ／ＡＣ的转换，可输出 运行过程中，智能断路器的跳闸方式已经从传统的 直流，且可直接对能量进行转换以及控制。电力电 跳合闸电流操作方式变为基于ＩＥＣ６１８５０标准的 子变压器在传统变压器的基本功能上进行了升级， ＧＯＯＳＥ等快速报文传递跳合闸命令的操作方式。随 逐渐成为多功能设备，且无需增设其他辅助设备便 着智能化技术的快速发展以及当前智能电网建设规 可进行自我监测、诊断、保护、无功补偿，也能够改善 模的扩大，智能断路器的具有很大的市场发展潜力。电能质量和控制系统潮流等。因为电力电子变压器 的主要构成为电力电子器件，其体积较小，质量较 轻，可将其直接应用于航空航天领域。此外，智能电 网建设中可再生能源的应用使得系统中引入了大量 的分布式电源系统，而分布式电源交直流兼具，分布 范围较广，容量小，而电压波动性较大。电力电子变 压器用于交直流功能，可以对分布式电源接入电力 系统依据运行要求进行调节。所以，在智能电网浪 潮下，电力电子变压器的研究和升级改造是变压器 智能化开发的重要途径 。 １．２互感器智能化 变电站中最为重要信息来源是互感器，而互感 器的智能化主要表现在安全、准确测量以及自我诊 图１ 电子式互感器原理示意图 断。电子式互感器具备了数字化、光纤化以及准确 化三个要素，也是未来互感器智能化发展的主要方 向，电子式互感器如图１所示。电力系统光学电流 １．３．２智能开关组合设备 智能开关组合设备时断路器、隔离开关、接地开 挂、互感器、避雷器、母线以及出线终端等封装成的 组合设备，其综合了多种技术类型，如传感技术、微 电子技术、电力电子技术、数字控制技术和网络通讯 互感器的技术基础是零和式光学电流传感技术，其 突出优势体现在精度高、保护输出优良、绝缘水平 高、电磁兼容性和实用性较强等，且具备入网资格， 也已经投入生产线。激光供电型Ｉ １０ｋＶ光电电流互 技术等，促进了智能化控制。依据当前电力系统建 设要求，智能开关设备还需建立数字化平台和检测、 感器通过信号转化技术实现了光纤传输，且绝缘性 控制平台。 能较高，可有效抵抗电磁的干扰，且测量时频带较 宽，动态范围大，可满足当前电力系统智能化的运行 ２一次设备智能化发展策略 要求。 ２．１状态监测和智能深化 １．３开关设备智能化 １．３．１智能断路器 电力一次设备智能化可及时了解设备的运行状 态，所以需要及时了解运维人员以及设备的运行状 高压断路器是电力系统安全运行中十分关键的 况，便于设备检修工作的实施，当前在线监测项目主 控制以及保护设备，而断路器的智能化也是电力一 要如表１所示。 次设备智能化的关键所在 。断路器智能化需要配 传统变电站电气一次设备智能化改造是利用一 置新型传感术、微电子技术以及信息技术等，从而保 次设备运行产生的数据借助设备状态数据服务器对 证操动机构的可控性。与以往的断路器相较而言， 数据进行整理分析，从而实现电气一次设备数据的 智能断路器具备了计算机系统以及传感装置的智能 汇总、筛选以及解析。为此，需要增加实时检测以及 化断路器智能控制功能，也可对电力运行进行状态 数据的自动采集功能，建立设备对比信息专家库，使 一ｌ１ ５— ２０１７年第１０期 （第４５卷） 黑龙江水利科技 Ｎｏ．１０．２０１７ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （ＴｏｔａＩ Ｎｏ．４５） 得管理系统可以实时监测数据，和自身的故障特征 以及专家库数据进行比较，从而保证管理系统分析 的准确性。 表ｌ 电气一次设备在线监测项目 电气一次设备 监测项目 ３ 结语 综上所述，变电站的一次设备智能化升级改造 是科学技术发展以及电力行业发展的结果，也是未 来电力系统发展的必然趋势。因此，相关部门必须 予以重视，对当前变电站电力一次设备智能化改造 中存在的问题进行总结，并依据变电站的运行需求 制定科学且可行性较高的改造方案，积极引进新型 技术和电力设备，提高变电站的运行质量，提高经济 效益。 油色谱、微水、套管末屏绝缘、局部放电、接地电流、油温、 十 ｎ 一一 负荷、环境温度、环境湿度 断路器泄漏、微水、实时压力、密度、机械特性、温度特性、 开关 ＧＩＳ泄漏、微水、实时压力、相对湿度、密度、光纤测温、局 部放电 避雷器 容性设备 电缆 全电流、阻性电流、计数器动作次数 介质损耗因数、电容量、三相不平衡电流 局部放电、介质损耗因数、直流分量 参考文献： ［１］胡元潮，阮江军，杜志叶，等．基于ＴＯＰＳＩＳ法的变电站一 次设备智能化评估［Ｊ］．电力自动化设备，２０１２，３２（１２）： ２２—２７． ２．２全寿命周期管理 传统设备管理重点在于运行期间的运行维修管 理工作，其主要目的是提升设备运行的稳定性。主 ［２］胡元潮，阮羚，阮江军，等．基于改进逼近理想点法的变 电站智能化改造评估［Ｊ］．电网技术，２０１２，３６（１０）： 要管理对象为设备资产的物质运动形态，如设备的 ４２—４８． 安装、使用、维修、拆换等，体现出了设备的物质变化 ［３］陈安伟，乐全明，张宗益，等．智能变电站一次主设备在 线监测系统工程实现［Ｊ］．电力系统自动化，２０１２，３６ 状态。设备全寿命周期管理包括了资产和设备管 理，覆盖资产和设备的管理内容和全过程，对设备的 （１３）：１１０—１１５． 运行中面临 可靠性和经济性进行了综合考量，使得设备利用率 ［４］葛遗莉，葛慧，鲁大勇．数字化变电站设计、最大化，资产全寿命期内效益最大化。 （上接第１０６页） 的问题［Ｊ］．电力自动化设备，２０１０，３０（１２）：１１３～ｌ１７． 农田水利工程对我国农业的健康发展提供了巨大支 灌溉工程建设在水源丰富但水位较低的地方时 持。农田水利工程离不开灌溉设施，灌溉规划设计 无法满足自流灌溉的情况下，就需要在水源上游修 在农田水利工程中占据着重要地位，灌溉规划良好 建节制闸用以提升水位，在建闸的过程中，需要让进 的调节了水资源供需紧张情况，改善了农民只能“靠 水闸的中心线与流水线形成３５。的锐角的夹角设计， 天吃饭”的状况，提高了农民收入。农田水利工程灌 不仅有效保证了水流平稳而且还引水量得到增 溉规划设计与农业发展水平息息相关，我们需要提 加＿３］。这种有坝取水方式有效缩短了引水渠道的长 高对农田水利工程灌溉规划设计的重视程度，为我 度以及引水渠和灌溉区的距离，也避免了对周围建 国农业的可持续发展提高支持。 筑形成交叉破坏。如果不建闸的情况下，当降水量 多产生洪水的情况下就没有办法很好的对水流量进 行有效的控制，使堤坝容易被洪水冲毁决堤的情况 发生，对下游农作物产生严重损坏的情况。 参考文献： ［１］吴迪，王鸿岩．浅谈农田水利工程灌溉规划设计［Ｊ］．引 文版：工程技术，２０１５（２８）：１１７． ［２］刘晓梅，谭秀云．浅析农田水利灌溉工程的规划设 ［Ｊ］．工程技术，２０１５（２９）：２２５． ［３］邓志平．农田水利工程灌溉规划设计浅谈［Ｊ］．黑龙江科 技信息，２０１６，ｌＯ（Ｏ３）：２３８． ４ 结语 农业占据了我国经济比重的很大一部分，农业 的稳步发展可以有效促进我国经济水平的提高，而 一１１６一
