摘要：与传统的一次设备相比，数字化的变电站一次设备不仅可以提高自身的可靠性以及安全性，还可以为系统带来更加丰富的数字化信息，有利于智能化电网的建设和发展。本文首先介绍了几种主要的变电站一次设备，然后分别对变电站一次设备的数字化特征以及变电站一次设备数字化的实现进行了叙述，有利于我们认识到数字化设备的优点，有利于未来数字化技术的发展。
关键词：变电站；一次设备；数字化特征和实现
从电力系统的国内外研究来看，人们对数字化变电站一次设备的定义和理解并不清晰，仅仅笼统的将其概述为:数字化变电站是具备了信息互动化、状态可视化、测量数字化、控制网络化等特性的高压型设施，在传统的变电站一次设备中，融入了电子技术、电力技术以及信息技术，实现电力系统数字化信息的智能型诊断。
1 变电站一次设备
1.1 变压器
对于变压器来说，其采用的是电磁感应原理来实现交流电压改变，变压器是变电站中基本设备，主要功能有：电流变换、电压变换、隔离以及稳压等。
1.2 高、低压开关
变电站中的高、低压开关主要有断路器以及隔离开关。其中，断路器还可以分为低压的断路器以及高压的断路器两种类型。而隔离开关可以在检修设备的过程中起到比较好的隔离功能，从而确保检修员的人身安全。
1.3 电流互感器和电压互感器
对于电流互感器来说，其主要作用是将大数值的一次性电流转换成为小数值的二次性电流，进而确保电路安全。与此同时，与电流互感器工作原理一样，电压互感器可以将一次性电压转换为 100V的或者更低的二次性电压，从而保护了测量电压的一些装置。
2 变电站一次设备的数字化特征
2.1数字化的获取、传输以及使用状态参量
对于某些需要进行重点关注的状态信息来说，需要对其进行数字化的采集、传输和使用，同时，建立起较为统一的数据模型以及通信平台，从而对设备状态实行监测与分析，进而为设备的运行、管理、风险预警以及检修等工作提供决策。变电站一次设备的数字化属于变电站智能化建设的基础与前提。
2.2信息间的交互以及网络化控制
数字化的变电站一次设备拥有数字型接口，不仅能够按照数字方式为设备提供一些状态信息，还可以利用计算机网络技术以数字的方式对其进行控制。与此同时，数字化的变电站一次设备还可以同其他的设备进行参数交换，并利用网络化通信技术实现设备之间的通信，进而取代传统形式中的硬接线。
2.3进行自我诊断和监测
数字化的变电站一次设备具有自我诊断和自我监测功能，能够对各种危害到其自身运行状态的变量进行监测，同时，它还可以对自己的健康状况以及潜在风险进行科学评估。通过监测以及诊断所获取的信息可以和调度决策系统进行直接关联，进而方便调度员依据设备的实际状态对其运行方式进行合理的优化，从而实现智能化管理电网的愿望。
2.4 自我适应能力
数字化的变电站一次设备可以依据系统的实际工作状况对设备自身进行自我适应与调节，从而使得设备的状态达到最优水平，例如一次设备中的智能开关能够实现智能化控制，利用自我适应能力进行开断控制，从而获得最佳的效果，延长开关的相应寿命。
3 变电站一次设备数字化的实现
3.1 设备数字化的研制
对于智能化的变电站来说，要想实现数字化的过程层数据，就需要依赖一次设备，也就是说，传统的变电站一次设备已经被拥有数字型接口的开关、互感器以及变压器所取代。这些设备可以进行高精度地测量工作，并且能够为变电站的二次设备带来信息保障。为了方便，在实际的生产过程中，上述设备就已经按照数字化要求进行了研制，例如使用高精度的电子式互感器来替代电磁式互感器、在设备内安装分布式监控传感器等等，这些数字化设备不仅具有附加功能，还拥有监测功能。
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3.2 对传统的变电站一次设备进行数字化改造
现如今，许多系统内仍然具有大量的非数字化设备，为了将非数字化的设备彻底改造成为数字化的设备，我们可以在设备附近安装智能型终端。我们知道，智能型终端不仅可以对变电站一次设备所输出的信号进行采集，还可以利用硬接线来操控相关设备。一般情况下，数字化的变电站一次设备依据自身需要的实际数据信息，设计自身的监测功能，并不时地提供设备运行以及健康等信息，这些信息通过智能型终端进行信息共享。
4一次设备数字化给电网运行带来的变革及其发展方向
一次设备数字化 ,一方面可提高设备自身性能 、可靠性和安全性 ,另一方面也可为系统提供更为丰富的数字信息, 从而促进设备管理的智能化, 为智能电网建设打下基础。数字化一次设备将给智能电网中的变电站设计、电网运行、设备管理带来重大变革。
4.1变电站设计将出现重大变革
主控室功能将逐步分散到站内各一次设备的智能终端上。由分布式智能设备构成的变电站自动化系统使得常规变电站的控制屏、中央信号屏等控制设备可以取消 ;数字化设备的采用使得一次、二次设备之间的界限变得模糊 ,测量、计量、保护、控制将趋于一体化;网络通信、交互技术的发展 ,变电站内部的局域网可与广域网相连,用户在任何地方均可以监控变电站运行情况;数字化设备实现集成后,独立互感器将逐渐被取代或完全消失, 从而使变电站设备数量大大减少, 变电站设计将更紧凑。
4.2数字化设备将使电网运行变得更加安全
由于具备智能诊断功能, 主要状态可视 ,因此 ,设备可靠性可得到进一步提高 ,减少事故发生,从而提高电网运行可靠性;由于可提前给出异常预警 ,因此为系统安全运行赢得了更为充分的预警时间;由于实现了状态信息的数字化 , 因此可以实现更加科学的事故保护 ,有力地促进电网 “自愈” ;由于状态可视 ,因此有助于实施更加科学的电网调度, 有助于制定更加科学的事故预案。
4.3数字化设备将使得设备的管理更加科学
由于主要状态信息均通过数字方式表达出来 ,因此为设备从定期检修到状态检修和基于风险评估的检修策略的转变提供了科学指导 ,促进了真正意义上的状态检修的实现;由于有效的数字信息支持,避免了设备盲目更换,促进了设备智能化管理。由于智能电网建设需要 ,电力运行企业、一次设备制造厂商 、监测设备生产商之间的沟通有了加强,使得长期困扰在线监测发展的许多问题有望得到实质性解决。
结束语
综上所述，我们可以从关于变电站一次设备数字化的论述中得知，传统一次设备与数字化变电站一次设备相比，后者可以使数字化信息更加丰富，有效地提升着系统的安全性和可靠性这对于智能化变电站一次设备的管理更加完善，是构建智能化电网建设的重要前提数字化的变电站一次设备为电力系统的智能化发展打下了坚实的基础，其必将引领电力系统在今后的发展过程中迎来新的变革和辉煌。
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论文作者:董柏松
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/28
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