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智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)一次設(shè)備的智能化提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對(duì)一次設(shè)備變壓器而言，其智能化程度決定智能變電站的智能水平。
“變壓器智能化應(yīng)具備測(cè)量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、信息互動(dòng)化等重要具體特征。”中電裝備山東電力設(shè)備有限公司副總工程師韓克俊在接受采訪時(shí)表示。
智能化需要多種技術(shù)融合
據(jù)介紹，變壓器智能化涉及多方面技術(shù)，但主要包括傳感器技術(shù)、集成技術(shù)、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)以及信息技術(shù)。
韓克俊稱，實(shí)現(xiàn)智能化，就需要對(duì)變壓器的各種參量進(jìn)行測(cè)量，因此需要開發(fā)各種技術(shù)更*傳感器，比如局部放電傳感器、光纖傳感器等。
而根據(jù)變壓器智能化要求，要實(shí)現(xiàn)功能一體化，需要對(duì)傳感器和變壓器進(jìn)行集成，各個(gè)功能的智能組件也需要在安全可靠前提下進(jìn)行集成，減少占地面積和工程造價(jià)。
通常，變壓器智能化前提是實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)，所以需要對(duì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，保證各種狀態(tài)參量穩(wěn)定地進(jìn)行在線測(cè)量。
另外，韓克俊表示，智能變壓器是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電能在不同電壓等級(jí)傳遞的重要設(shè)備，其狀態(tài)監(jiān)測(cè)、自診斷和控制都需要大量信息進(jìn)行處理。“因此需要進(jìn)行信息技術(shù)研究，保證這些海量數(shù)據(jù)能夠按照需求進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)變壓器智能化。”
智能組件可靠性待解
由于傳統(tǒng)一二次分工太明確，導(dǎo)致一二次設(shè)備廠商對(duì)彼此技術(shù)不了解，不能獨(dú)立完成智能組件的開發(fā)。且設(shè)計(jì)院和供電企業(yè)對(duì)變壓器智能化部分也不了解，沒有專門的人員來負(fù)責(zé)智能變壓器，導(dǎo)致在實(shí)際項(xiàng)目中實(shí)施比較困難。因此，韓克俊認(rèn)為：“在智能變壓器研發(fā)上要打破傳統(tǒng)的一二次廠家的分工，綜合一二次設(shè)備廠商的優(yōu)勢(shì)，并開展變壓器基礎(chǔ)理論的研究，才能提高變壓器的智能化水平和技術(shù)實(shí)力。”
“但更為重要的是，智能組件的可靠性問題還沒有得到解決。”韓克俊說，“按照現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)和要求二次設(shè)備只有5~8年的壽命，但是變壓器的壽命是30年（要求是40年），怎樣提高智能組件的壽命也是我們要克服的主要困難。”
幾年來，在解決變壓器智能組件的可靠性問題上，國(guó)內(nèi)企業(yè)如中電裝備以及科研院所做了相當(dāng)多的嘗試。韓克俊表示，“我們采用元器件應(yīng)力分析法研究智能組件損壞機(jī)理，結(jié)合統(tǒng)計(jì)法和圖表分析法對(duì)智能組件各部件的失效率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析;通過智能組件柜和端口防護(hù)技術(shù)提高智能組件使用壽命;基于二次設(shè)備的壽命因素模型和部件權(quán)重分析，綜合元器件選型、部件冗余和自檢、智能組件狀態(tài)檢修、易損部件的維修和備件更換機(jī)制進(jìn)行長(zhǎng)壽命智能組件的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。提高智能組件可靠性，爭(zhēng)取達(dá)到20年使用壽命。”
標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一是智能化研發(fā)前提
韓克俊主張，在變壓器智能化研發(fā)期間，首先要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。他認(rèn)為，如果沒有標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，設(shè)備生產(chǎn)商在研制智能變壓器時(shí)沒有方向，不知道該如何去研制智能變壓器，降低智能變壓器研發(fā)進(jìn)度。而且每個(gè)設(shè)備生產(chǎn)商都按照自己的設(shè)想去研制和生產(chǎn)智能變壓器，會(huì)導(dǎo)致變壓器無法聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，不能形成統(tǒng)一智能電網(wǎng)。
關(guān)鍵技術(shù)成研發(fā)方向
對(duì)于國(guó)內(nèi)變壓器生產(chǎn)商來說，目前，zui重要的是開展關(guān)鍵技術(shù)研究。以中國(guó)電力技術(shù)裝備有限公司為例，其所屬的山東電力設(shè)備有限公司作為傳統(tǒng)變壓器生產(chǎn)商，已經(jīng)在開展變壓器智能化關(guān)鍵技術(shù)研究上邁出很大一步，并建立了相應(yīng)的檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)。結(jié)合國(guó)家電網(wǎng)公司在變壓器基礎(chǔ)性研究方面成果和仿真分析能力，對(duì)變壓器故障分析進(jìn)行了深入研究。
另外，在研發(fā)方向上，韓克俊建議有實(shí)力的電力設(shè)備制造商將變壓器智能化和特高壓放在同等的位置，加大在人財(cái)物方面的投入，嚴(yán)格按照國(guó)家電網(wǎng)公司的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研發(fā)。
在這方面，中電裝備取得了階段性成果，已開始為智能電網(wǎng)建設(shè)提供運(yùn)行可靠、技術(shù)精良、性能優(yōu)良的智能變壓器。
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