探析智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

探析智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

摘要 在电子系统运行过程中，电气工程自动化控制是其中的关键环节，其建设的好坏，质量的高低对电力系统都有着重要的影响，为了确保电气工程取得更好的发展，在电气工程中，要不断提升其自动化的控制水平，逐渐引入智能化技术。本文主要围绕电器工程自动化控制，就智能化技术在其中的应用进行简要的分析。

关键词 智能化技术；电器工程；自动化控制；应用

前言

我国的社会经济取得了迅速的发展，我国的电力行业也呈现快速发展的趋势，电力工程更是如此。由于电气工程在我国引入的时间还相对较短，自动化控制发展还较为不足，智能化的引进就很好地弥补了其中的不足，使电气工程的模式得以创新，将一些新型的技术引入计算机技术之中，也促使电气工程取得了更好的发展[1]。下文就围绕电器工程自动化控制，就智能化技术的应用进行简要的探讨，以期为业内人士提供参考。

1 智能化技术的具体应用——以智能变电站为例

1.1 主变压器智能化

主要包括油中溶解气体在线监测、油中微水在线监测、套管绝缘在线监测（含环境温湿度监测）、局部放电在线监测、温度负荷在线监测等单元，实现对变压器油溶解气体，油中微水，局部放电，变压器铁芯和夹件电流，套管绝缘介损、电容值、泄漏电流值、温度负荷趋势、油温、油位、风扇状态、油泵状态等的在线监测功能。

油色谱可以区分放电类型与过热类型、油过热与油-绝缘纸过热等。微水检测可以反映油的受潮程度。局部放电监测可以反映电晕、油中气体放电等多种缺陷。

总体而言，在变压器状态监测功能方面已经有一定突破，实现了将各自独立的监控系统集成为一个系统，可以实现对变压器所有主要部件进行监控；但变压器智能化的核心 ——专家诊断系统，还需要积累大量运行数据，挖掘设备运行特性，研究诊断方法开发分析系统，从而实现设备状态诊断智能化。另外，考虑到传感器的使用寿命，尤其内置传感器，对于主设备本体运行的影响，监测量的选择以及传感器布点方面仍有待研究[2]。

1.2 开关设备智能化

GIS密度微水在线监测系统实现了SF6气体的密度、微水监测功能；GIS局

放在线监测系统实现了GIS局放的在线监测功能；GIS设备光纤测温在线监测，利用温度传感器采集GIS内部温度数据，可以直观地反映GIS内部温度变化。

目前GIS绝缘在线监测最有效的方法是局部放电监测，可以发现GIS设备制造和安装及维修时引入的导电微粒及其他杂物，电极表面产生的毛刺、刮伤等损伤，导电或接地接触不良，支持绝缘内部的气隙等缺陷，多点监测可以实现故障定位。

断路器在线监测系统实现了断路器的SF6气体密度、微水；分合闸线圈电流的波形状态、断路器的特征分合闸速度、储能电机电流波形、储能状态、储能时间、频率等参量的在线监测功能；

1.3 避雷器设备智能化

避雷器在线监测系统实现了避雷器的全电流、泄漏电流值以及计数器动作次数的在线监测功能。

1.4 电容性设备智能化

主要实现介质损耗因数、电容量以及三相不平衡电流的监测，掌握其绝缘特性。

2 结论及建议

2.1 智能变电站与数字化变电站及传统变电站在一次设备上的区别如下：

（1）一次主设备采用在线监测设备实时监測设备状态，即设备状态可视化；

（2）在线监测装置及保护装置采取智能组件方式，就地安装，以减少信号及控制电缆的长度；

（3）状态监测参量的通信符合IEC61850标准；

（4）状态监测参量集成在集控室信息一体化平台中；

（5）互感器均采用电子式或光电式。

2.2 智能变电站一次设备智能化是基于在线监测的基础上建设，需要准确选择在线监测参量。

根据国网公司 Q/GDW 393-2009 《110（66）kV～220kV智能变电站设计规范》及 Q/GDW 394-2009《330kV～750kV智能变电站设计规范》，一次设备监测参量有：主变——油中溶解气体；220kV GIS——SF6 气体密度、微水；110kV GIS——SF6气体密度、微水；避雷器——泄漏电流、动作次数。220kV GIS 局

放应综合考虑安全可靠、经济合理、运行维护方便等要求，通过技术经济比较后确定。

根据以上标准，需认真考虑例如主变的超高频局放、套管介损、绕组温度等在线监测参量是否选取，是否需要增加其他有效的在线监测参量。

2.3 在线监测智能终端采用就近安装，即室外运行，智能单元从本质上仍是电子元件，工作年限一般不超过12年，与一次设备（20年及以上）不匹配，因此，其长时运行的测量精确性及使用寿命有待检验。

2.4 根据已投入的在线监测设备运行经验，在线监测装置易发生误报警。应在主变、开关设计之初就考虑融入智能传感器、控制设备等，使主设备结构更加紧凑、设计更加合理、绝缘更加可靠、监测参量更加精确。

3 结束语

通过智能变电站一次设备智能化的研发及设备智能化改造，建设设备状态监测服务器，具备数据管理及分析功能，实现全站设备状态监测数据的传输、汇总和诊断分析；建设设备状态自诊断系统，实现自动监测包括变压器油温测量数据等检测仪表读数，并通过在传统检测仪器仪表基础上增设实时监测和数据采集装置，提取设备自身故障模式的典型特征参量并进行智能化处理、分析，给出设备的运行状态、可靠性水平、典型故障风险水平、寿命曲线等信息，为电网运行提供实时的设备可靠性数据，服务于电网的智能调度，实现电网灵活优化控制，降低电网的事故风险，提高电网的运行可靠性[3]。通过基于智能设备的检修优化策略以及全寿命周期成本管理，实现针对变电设备状态的智能化监测检测、设备的控制与调整、设备状态的自诊断功能。

参考文献

[1] 莫家宁.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用探讨[J].机电信息，2013，（06）：102-103.

[2] 刘次福.初探智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].通信世界，2013，（11）：118-119.

[3] 张雪，马青强，高健.智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用探析[J].科技展望，2015，（05）：94.