虛擬技術下的變電站高電壓試驗技術分析

　　摘要：高電壓試驗技術是電力系統的運行基礎，其關鍵的作用就是可以從根本上對電力系統的安全、穩定運轉有著保障。結合當下情況來看超高壓輸電網絡的建設過程之中，需要一定的技術來進行相關的建設高電壓試驗技術模擬，那么虛擬技術正好補齊了相關的技術漏洞，使得超高壓建設更加順利。比如在進行六盤山750kV變電站主變擴建工程之中，就有相關技術的應用，使得工程的建設符合項目預期，優化了寧夏電網的結構，符合國家相關的產業政策。

　　本文源自科技創新與應用,2020(33):147-148.《科技創新與應用》雜志是經中國新聞出版總署備案的學術期刊。主管單位：黑龍江出版集團有限公司，主辦單位：黑龍江省報刊出版有限公司、黑龍江省科學技術協會。《科技創新與應用》具有一定學術和應用價值的學術文獻和反映各學科、各領域的新成果、新工藝、新產品等方面的論述文章，為科技工作者搭建學術交流平臺。

　　在我們日常社會生活之中，使用最為多的能源資源應該就是電力資源了，電力能源已經輻射到了社會之中的方方面面，如果沒有電力資源的支持，社會生活將陷入癱瘓。在電力生產、傳輸等等的一系列過程之中，需要許多的技術予以支持，任何涉及電力資源的技術都是非常重要的一部分。

　　而在現階段，我們已經邁入了信息化的時代，各種信息與網絡技術蓬勃發展，虛擬技術也應運而生，并且被廣泛運用到社會生活的方方面面。在電力系統之中，虛擬技術的應用也非常廣泛，在生產和服務的領域都能夠發現其身影。那么對于高電壓試驗技術來說，其與虛擬技術的結合可以很好地解決前者進行實際操作遇到的種種問題，使得相關的試驗可以順利進行。

　　高電壓試驗技術的主要作用是對于電力系統之中的電氣設備進行故障的檢測，這對于電力系統來說非常的重要，如果不能夠對于故障進行及時準確的檢測和處理，那么就需要花費大量的時間去進行修理，這就會對于電力系統的正常運轉造成影響，進而對于社會生活的正常運行造成不可挽回的影響[1]。所以對于電氣設施的絕緣狀況嚴格的監控，并且及時精確地檢測故障信息與位置是非常重要的實際操作的部分。

　　1、關于電力系統的故障模擬需要的實驗室硬件

　　通常來說，要想精確運用虛擬技術對于電力系統的故障進行模擬，就應該對于電力系統常見故障全面了解。在電力系統的故障之中，可以分成兩個類型，一類是簡單故障，一類是復合故障。對于簡單故障來說，多數情況下指的是電力系統運行正常，但是設備的某個部分出現了斷相或是短路的狀況;而復合故障從其字面意思來理解，就是兩個以上的簡單故障發生的加和情況。從長時間的對于整個供電系統的運行經驗來看，電力系統最為常見的故障類型就是短路，一旦出現短路的狀況，那么整個電力系統的總阻抗就會減小，在電力系統之中，短時間之內會產生極大的電流，強電流的出現會伴隨著大量熱力的產生，而且會出現電動機效應，這會對于電氣設備造成嚴重的損壞，使得電力系統最終受到損傷。在短路點的周邊電壓，也會有著較為明顯減少，這會使得電力供應可能中斷;在短路發生時，電氣設備存在被短點電弧燒毀的可能;如果短路故障出現的位置是發電站的周圍，這會對于整個電力系統產生影響，而不是對于某一部分的影響，情況嚴重的話，可能使得電網大面積出現崩潰的狀況;不對稱的接地短路還有可能產生零序電流，使其和周邊的網絡通訊線路形成感應電勢，對于正常的通訊造成影響，對于人和設備的安全都可能產生影響[2]。

　　所以要想解決相關的問題，應該對于短路電流的計算，使得短路造成的危害可以降到最低，這是為了解決四個方面的問題，第一是對于主要的運行方法的確定和適宜的主接線方案的設計;第二是可以準確解決短路故障，整定并選擇相應的繼電保護裝置;第三是對于載流導體和電氣設施的合理使用;第四是對于機械強度與穩定性的校驗使用短路電流進行。對于實驗室的硬件設備來說，基本的有沖擊電壓、電流發生器，直流高壓發生器，數字波形記錄儀，100千伏無局部放電工頻試驗變壓器，250千伏工頻試驗變壓器，60千伏直流電壓發生器，變壓器油色譜分析儀和相關的配套的測試記錄儀器，數字化測量與計量標準設備等等[3]。

　　2、對于基于虛擬技術的高電壓試驗技術的分析

　　高電壓試驗技術和虛擬技術的結合，主要需要依靠相關的計算機網絡技術和試驗技術，這兩項技術的融合在很大程度上解決了現存的一些問題，不僅僅使得相關的電力設備的維護工作人員工作更加的便捷，而且還有遠程進行維護的技術可能，使得相關的工作具有了更加精確和細致的特點。通常來說，對于高壓設備的試驗是電力系統穩定運行的關鍵，只有電氣設備通過了相關的試驗，在實際的投入使用之后，才能夠有符合標準值的運行。這些高壓設備的試驗需要進行的有很多，比如對于設備的絕緣電阻的測試，在和虛擬技術結合的情況之下，就可以把設備的絕緣標準參數整定在系統的平臺之中，利用對于相關的設備的數據收集和故障前后的數據進行的對比，就能夠判斷出設備的絕緣電阻是不是低于標準值，同時也能夠通過相關的數據的對比試驗，對于故障發生是否有對絕緣的影響進行預測判斷。在對于虛擬技術和高電壓試驗技術的結合運用過程中，通過一系列的對于電氣設備的試驗，也可以發現該技術平臺存在的不足之處，那么就能夠利用計算機網絡技術進行相關的程序的完善，提升整個系統的穩定性和準確性，使得高電壓的虛擬試驗更加符合實際的要求[4]。

　　3、實際進行試驗軟件的關于故障的模擬和分析

　　在進行相關的工程建設過程之中，首先應該有對于電力系統常見的故障進行模擬的措施，比如實際的進行靈州±800千伏換流站主變擴建工程，該工程是國家電網公司第五回特高壓直流工程，第一條網側接入交流750kV的±800千伏特高壓直流輸電工程，該工程建設完成有利于推進750kV網絡電力直流外送。那么在進行該工程建設之前，就應該有對于電力系統相關狀態的模擬，在虛擬技術的應用之下，為高電壓試驗技術的運用提供了極大便利，能夠更好地模擬出超高壓狀態下的電力系統運行狀態。

　　如果實際中電力系統發生了故障，那么電力系統之中的各個組成的設備，其相關的參數都會有一定的因為故障而產生的變化，那么在這個過程之中，假如使用虛擬技術進行相應的模擬，就應該對于電力系統相關的各個設備的故障參數全面了解。運用電磁暫態仿真技術對于電力系統在發生故障的情況之下的狀態進行模擬，以此掌握電力系統的相應參數的變化的趨勢，在進行實際的暫態仿真技術的運用過程之中，應該有對于該技術的運行原理的了解。該類型的故障暫態仿真模擬技術是在電力系統的運行狀態之下，模擬一些具有短路故障的線路與短路點的電壓和電流，這表明了其主要的是選取單相電路作為一個分析的目標，對于其可能發生的故障進行操作暫態的仿真，這樣就可以獲得電氣設備在開關閉合的狀況之下的相對應的參數值，相關的工作人員就能夠利用這些數據，進行其相應的故障發生之時的變化趨勢的分析[5]。

　　在電氣設備之中，開關是非常重要的一個部分，電力系統里面的大部分的重要部分都會受到開關的制約，其是電力系統可以穩定運作的一個重要保證。一個電氣設備在投入電力系統使用之前，需要對于其相關的開關進行各個種類的試驗，來確保其性能可以正常發揮出來。電氣設備的開關的通斷性能，主要的是通過接通與分斷兩個方面的質量來進行檢驗，在實際的電氣設備的工作之中，接通電源的一瞬間，接電源的靜觸頭和接設備的動觸頭會產生碰撞，假如開關的質量有問題，那么在這個過程之中，會有斷續的電弧出現，在此狀態之下，開關的觸頭就有可能被腐蝕。在后續的電氣設備的運行過程之中，如果需要斷開，那么在分斷的瞬間，因為電流出現了突變的狀況，就有可能會產生電弧持續燃燒的現象，這會使得有較為大量的熱量產生。那么在電力系統之中，如果電氣設備的開關在離合的瞬間出現了上述的狀況，其危害性是非常高的，嚴重的會使得電力系統的運行受到阻礙。

　　在電磁暫態仿真技術對于電氣設備的開關進行模擬的過程之中，接通和分離屬于兩種不同的操作，在進行接通的操作模擬之時，暫態電流會流經系統，斷開之時工頻電流被切斷，而且還會在設備的端子上出現暫態恢復電壓，這會產生一個相對復雜的模擬過程。而從端子這個方面來看的話，計算機的配置會對于電流和電壓的振幅有影響，而因為開關電弧不僅僅涉及到了物理的反應過程，還涉及到了化學的反應過程，這就會關聯著電磁場的分布和物質的變化和組成等等，使得仿真的模擬變得更加的復雜，需要考慮的輸入參數數據就會增加，因此運用MATLAB軟件來進行電弧現象的分析，更加符合相關的虛擬仿真的要求，值得進一步推廣發展。

　　4、結束語

　　總的來說，對于虛擬技術下的高電壓試驗技術分析，符合電力系統的發展需要，具有極高的運用價值。在超高壓的電力系統狀態之下，進行高電壓試驗，應用虛擬技術使得電力系統對于故障的檢測有了更加清晰的認知，比如在沙坡頭750kV變電站新建工程之中，運用虛擬高電壓試驗技術進行了相關部分的模擬試驗，預演了電力系統可能出現的故障，使得工程的建設更加符合了預期的要求。

　　參考文獻：

　　[1]史蘇怡.基于虛擬技術的高電壓試驗技術的研究[J].百科論壇電子雜志,2018(16):329.

　　[2]李煜.基于虛擬技術的高電壓試驗技術[J].硅谷,2014(10):162-162,161.

　　[3]劉瑾,劉世平.利用高電壓試驗技術分析變壓器故障[J].絲路視野,2017(23):160.

　　[4]張道維,周唯.基于虛擬技術的高電壓試驗技術的研究[J].城市建設理論研究(電子版),2014(3).

　　[5]宋玉玲.基于虛擬技術的高電壓試驗技術的研究[J].網絡導報·在線教育,2012(43):216.