输变电设备智能化关键技术及发展趋势分析

摘要：随着电力系统智能化程度的不断提高，为确保输电线路的安全、稳定运行，电力系统的可靠性日益受到重视，为了满足广大客户的需求，我国的输变电设备也逐渐向智能化方向发展。将智能技术应用于输变电设备是顺应时代发展的必然趋势，同时也是电网运行管理工作中必须重视的一个方面。因此，本文就对输变电设备智能化关键技术及发展趋势进行分析和探讨，希望能够提供一些参考与借鉴。

关键词：输变电设备；智能化关键技术；发展趋势

引言：

随着电网结构的不断优化，电力产业得到了极大的拓展。目前，输变电设备的结构也在不断发生变化，对输变站中智能化技术的要求也越来越高。要想提升变电传输设备的发展水平，就必须从节能的角度出发，主动应用高科技。其优点是可以对输变电设施的故障进行准确定位，在事故的分析与处理中还可强化风险管理，使该装置的性能得到改善，并形成一个优良的操作环境，从而增强装置的自防护功能。

一、输变电设备智能化所涵盖的内容

（一）监测控制智能化运行

为加强对输电线路的监测与管理，必须在输电线路上安装传感器，将智能监控工作与通信技术相结合，同时为确保输电线路的安全、稳定运行，工作人员需要对各种资料进行完整的采集和自动处理。另外，在输电设备中，还需要安装智能评价与处理系统，利用科学技术手段对输电设备的运行状况进行评价，从而达到智能操作的目的。

（二）运行寿命预测系统

通过对输电设备的使用寿命进行预测，可以实现全寿命管理的目的。在此基础上，有关部门提出了一种基于寿命预测模拟的方法，对装备的寿命进行准确预测，并对其进行智能管理。利用寿命预报体系对装备的工作状况进行评价，可以指导装备的工艺维修，从而提高装备的使用寿命，降低装备的运营费用。

（三）设备信息交互

智能电网运行，需要将智能终端与电网中的智能设备相连，形成一个智能系统，最后构建一个以智能电网为核心，以智能电网为基础的交互式信息交互平台。为了使输变站设备能够更好地发挥信息互通作用，电力系统的运行必须更加智能化。

（四）智能化操作和控制

将智能技术应用于输电设备的各个环节，可以实现对各种作业的控制，不仅能使设备的运行性能得到改善，还能改善bug处理能力，同时针对不同的工况，提出相应的智能控制方案。提高输变电设备的智能化运行，是发挥其本身技术特点的一种有效途径。

二、输变电设备智能化关键技术分析

（一）在线监测技术

本质上看，在线监测技术是输变电系统信息化领域的核心技术。在线监测技术会与通信技术一同来实现对于输变电设备工作状态的获取。这个环节的技术重点在于两个方面，其一为成熟的电力通信网络，其二则是类似于物联网的前端，主要负责数据的获取。这种在线监测技术的价值在于能够远程获取到相关设备的运行情况数据，节约了人力。从技术层面看，这种在线监测技术与物联网仍然有着本质区别，在线监测更多是考察输变电设备工作状态，而工作状态数据可以通过二次设备或者输变电体系下一次设备中的数字部分来进行获取；而物联网更多是对于相关设备位置的识别。但是从本质上，两者都是对于前端工作设备相关数据的获取。对于这样的工作体系而言，从逻辑结构的层面看是极为相似的，因此将二者进行类比加强理解。这一类技术目前的主要发展方向是将负责数据采集的环节压合在一次设备中，形成对应的数字化一次设备。这同样也是未来在线技术发展的主要方向。

（二）生命周期与大数据技术

相对于在线监测技术，生命周期、大数据技术与变电设备智能化之间的关系更为密切。这两个方面的技术直接构成智能化的根基，没有生命周期观念和大数据技术的支持，输变电设备智能化就无从实现。从技术实现的角度看，生命周期与大数据技术二者都注重数据体系的构建，这一点与上面提到的在线监测技术有着本质的不同。在线监测技术只能实现对于数据的采集，也就是说，能够为输变电设备的数字化提供基本依据，但是不能保证这些采集到的数据具有实践价值。而输变电设备的生命周期和大数据技术，则是直接指向构建结构化的数据体系群落，是推进数据体系本身实现其价值的，是帮助发现数据群落内部、数据之间内在联系的技术。

生命周期的本质，在于直接面向输变电体系中的诸多设备来展开数据的采集。数据框架的建立与相关设备自身的生命周期保持同步。这样一来，采集到的数据就具有现实意义，能够实现对于相关设备工作状态的连续反映。进一步，大数据技术的核心在于发现数据之间存在的这些隐含关系，也就是说，大数据技术的目标在于让零散的数据变得有意义。虽然现阶段大数据技术仍然处于发展之中，不够成熟，针对性也偏弱，但是整体而言，其在未来工作中的价值不容否定。

（三）智能变电站技术

变电站是输变电体系中的一个特殊环节，是为存放输变电设备而确立的专用场所，作为输变电体系中的重要枢纽而存在。对变电站展开全面的智能化，可以说是关系到输变电系统方方面面实现智能化的重要保障。智能变电站典型结构自下而上分别为过程层设备、间隔层设备以及站控层设备，其中过程层设备包括合并单元和智能终端两类。国家电网在《智能变电站继电保护技术规范》中对合并单元和智能终端是这样定义的：“合并单元，是用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。合并单元可是互感器的一个组成件，也可是一个分立单元。智能终端，是一种智能组件，其与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备的测量、控制等功能。”从智能化的角度看，间隔层关注的其实是基本的智能化工作，类似于自动化的实现；而站控层则面向更为全面的变电站智能化服务，诸如大数据系统等，都安装在这一层。对合并单元进一步展开分析，从上文的描述中可以看到，合并单元是对一套设备相关数据进行采集和传输的装置，而智能终端则是整合了数字端口的一次设备中的数字部分。可以说，智能终端本身与合并单元保持了同样的职能，区别只在于智能终端的相应功能压缩进了一次设备体系内部。

三、输变电设备智能化技术的未来发展趋势

在整个电网中，输变电设备起着举足轻重的作用。一旦发生事故，后果会很严重，这不仅仅是生命的损失，更是一种巨大的经济损失，还会对社会产生不好的影响。为了更好地解决设备在工作中出现的故障，可以将智能技术应用到输变电设备中，以减少失误率，改善设备操作品质，提升生产效率。当传输线暴露在外部环境中时，其绝热部分的污染程度会增大，应用智能化技术，则可以使环境污染问题得到有效解决。在输电和运输设备的运行状况监测中，可采用智能技术对其进行故障诊断和工艺控制。

结语：综上所述，智能化是我国电力事业的必然选择，在输变电体系中，同样会呈现出相应的趋势。为了提高供电质量，电网结构不断地调整，对于输变电设备所应用的智能化技术提高要求。智能技术的优势在于，能够对输变电设备的运行故障准确定位，做好故障诊断工作并采取应急处理技术，还要强化风险控制工作，以使得设备的技术性能有所提高，且塑造良好的设备运行环境，提高设备运行的自我保护能力。

参考文献：

[1]孙墨剑.输变电设备智能化关键技术及发展趋势[J].数码设计（下），2020，9（3）：83.

[2]郝宇，刘骉，林松，等.超高压输变电设备的智能化网络运维管理分析[J].集成电路应用，2024，41（3）：230-231.

[3]金海勇，卢贵有，王庆利，等.电力系统中输变电设备智能化网络运维管理方法[J].微型电脑应用，2022，38（3）：197-200.

作者简介：赵阳阳，1993年，女，汉族，吉林白山，助理工程师，本科，研究方向：电气工程。

王程，1998年，男，汉族，辽宁盘锦，助理工程师，本科，研究方向：电气工程。

韩广强，1995年 ，男，汉族，吉林白山，工程师，本科，研究方向：电气工程。