变电站电气一次设备智能化问题的研究肖小龙

(华能陕西渭南热电有限公司陕西省714000)

摘要：在智能电网建设过程中，变电站一次设备智能化技术发挥至关重要作用，其主要包括的设备有互感器、电力变压器以及开关设备等。所涉及的智能化技术有传感器技术、抗电磁干扰技术以及集成控制技术。本文主要综述了变电站电气一次设备智能化问题以及发展方向，旨在为相关工作者提供借鉴。

关键词：变电站；一次设备；智能化

智能电网是指将先进的信息技术、管理技术以及控制融入到电力系统中，使得电力系统各部分之间，能够实现智能互动、高效运转，以此促进电力系统的发展。智能电网的实现，要求电气设备智能化，因此对于一次设备、二次设备，为了实现无缝连接，必须均为数字化设备，这样才能满足要求。相比于二次设备，一次设备实现数字化的难度较大，需要重点进行解决。电气一次设备智能化是指一次设备将常规二次设备的部分或全部功能就地实现，使得一次设备自带测控和保护功能。

1一次设备智能化的研究现状

变电站中的电气一次设备包括很多种，主要有互感器、变压器以及开关设备等。想要实现电气一次设备智能化，主要有两种途径，一是将智能终端配备在电气设备中，二是直接生产智能化电气设备。

在现有的电网中，还存在许多传统一次设备，短期内，全部进行更换改造也是不现实的。所有，目前主要通过将智能控制模块增加在传统一次设备中的方式来实现，这种方式可以使得一次设备增加了许多功能，包括在线监测、数据采集以及故障判断等。

1.1传统变压器的智能化

电力变压器智能化形式是指将智能型保险丝串接到变压器输入和输出线圈电路上，其中输入端与电源指示电路进行串接，该电源指示电路主要由于两部分串接而成，一部分为电阻，另一部分为发光二极管。在遇到过流、过温以及雷电干扰时，为了避免出现安全事故，智能型保险丝就会起到自动保护作用，以此保证变压器稳定运行。同时智能型保险丝还能够做到在故障消除后，线路能够自动接通复原。

远程智能变压器设置了智能控制箱，对于箱体内部，有许多的设备，包括交流接触器、电流互感器、控制集成模块、电流互感器、电子电能表以及显示器，其中交流接触器与变压器连接；电流互感器连接电子式电能表；控制集成模块与显示器连接。远程智能变压器，对各设备能够实现远程控制

多用途保护变压器增设断路器设备、避雷器以及熔断器，与传统变压器相比，多用途组合保护变压器具有较强的保护功能，与传统变压器相比，能够更好的克服恶劣条件。

10kv载波测控一体化智能变压器增设了测控装置，它主要由两部分组成，一部分为10kv载波通信耦合模块，另一部分为测控模块，10kv载波通信耦合模块主要包括三部分，即可调电抗器、10kv耦合电容器以及滤波器。对于增设的测控装置，主要由三部分组成，即测控模块、载波通信模块以及电源模块。一般情况下，10kv载波通讯配网自动化系统中，使用该类型的智能变压器，该类型变压器可以实现远程监控。

变压器冷却器的智能控制装置主要有两部分组成，一部分为上位机，它设置在控制室内，另一部分为可编程逻辑控制器，它设施在控制柜中。可编程逻辑控制器主要由三部分组成，即CPU、模拟量输入输出以及开关量输入输出。

智能变压器在传统油浸式变压器基础之上，应增设两部分，一部分为断路器，另一部分为智能化终端控制器，除此以外，还建设了主站，该主站主要负责对平台进行监测和调度功能，变压器智能化终端控制器主要由很多部分组成，包括传感器、互感器组以及无功补偿系统。

1.2电力电子变压器

电力电气变压器是一种新型的电力变压器，可以将电力电子变压器称作为电子变压器，还可以将其称作为智能变压器。电力电子变压器融入两种技术，一种为电力电子变换技术，另一种为高频电能变化技术，而且该电力电子变压器还能够实现相位、频率以及波形等电力特征转变。

对于电力电子变压器，不仅可以实现AC/AC转换，同时还可以实现AC/DC/AC变换，同时电力电子变压器还可以转换能量以及控制，可以实现直流输出。电力电子变压器本身就具备自我保护、改善电能等功能。电力电子变压器的电子器件重量轻，一般情况下，在航空以及航天等领域，使用电力电子变压器。

2一次设备智能化存在的问题

目前一次设备智能化虽然得到了不断提升，但是仍然存在许多的问题，具体表现在以下几个方面：

2.1电磁兼容问题

电力系统中常态噪声是工频50Hz及其高次谐波，一次设备的各种短路及过电压都会耦合到二次系统，此外，高电场引起的电晕及污闪也要产生电磁辐射，而智能化一次设备的信号传输与控制系统的工作电压和信号传递电平低，耐压水平低，很容易受到上述电磁场干扰，所以电磁兼容仍是电气设备一次智能化关键技术。

2.2不等寿命问题

电气设备寿命对智能化电气一次设备具有重要影响，与高压电气设备相比，智能化电气一次设备寿命相对较低，但是价格比较高，所以这对于智能化电气一次设备具有不利影响。所以在性价比方向，如材料上以及技术方面也进行不断完善。

2.3系统自身完善问题

断路器跳闸方式转变是电气一次设备智能化系统存在的主要问题之一，无法保证其可靠性以及实时性。对于有源电子式互感器，高压侧电源供电技术的是其主要问题之一，为了解决这一问题，可以采用自励模式的互感器，这样可以保证互感器的稳定性，同时还可以延长其使用寿命。对于光学电子式互感器，在运行过程中，还受许多因素的影响，包括温度变化、电磁辐射等。这些因素对传感器稳定性产生不利影响，因此应加大对全光纤型电子式电流互感器开发应用。

3一次设备智能化发展的方向

电气一次设备智能化开发具有较大的潜力，所以为了促进电气一次设备智能化发展，还应解决电气一次设备智能化发展过程中存在的问题，使得电气一次设备智能化更加的完善，笔者认为应从各个方面入手，包括设计、运行条件以及制造等，以此实现设备寿命的延长，保证设备运行的稳定性以及可靠性。对于电力电子变压器结构，还应解决复杂问题，而且设备电路损耗也较大，所以针对于各种电路拓扑结构，还应进行深入研究，以此简化一次设备，使得一次设备更加稳定的运行，进一步促使我国电力事业稳定发展。

总结：

电气一次设备智能化对于实现智能电网建设具有重要影响，所以应加强对电气一次设备智能化方向进行深入研究，加强对新功能的开发利用，解决目前存在的问题，以此促进电力行业的不断发展。。笔者认为未来促进变电站一次设备智能化的发展，还应加强对电气一次设备智能化的推广和应用，进一步促进我国电力行业的不断发展。

参考文献:

变电站电气一次设备智能化问题的研究肖小龙

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