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探析在变电站建设过程中新材料及新技术发挥的作用

2020-02-26 282 上传者：管理员

摘要：本次研究首先是概述了传统变电站建设的现状，其次对电缆测温技术、铜覆钢接地材料以及蜂窝状基础筏垫系统在变电站建设中的应用进行了探析，并对其影响进行讨论，发现在变电站建设过程中应用新材料及新技术具有积极影响，既符合时代发展要求，又能够有效提升变电站的稳定及安全合理性。

关键词：
变电站
电缆测温技术
蜂窝状基础筏垫系统
铜覆钢接地材料
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变电站作为电力系统最为重要的组成部分，承担着电流和电压转换的重要角色，为全社会人们的基本用电提供保证。随着社会发展，人们对电量的需求不断增加，也对电量的质量提出了更高的要求，传统变电站已经无法满足目前社会的需求，而新材料和新技术的应用则能够焕新传统变电站，更快地走向智能化道路，不断提升电力的稳定性和安全性，意义重大。

1、常规变电站现状

常规变电站受到经济和技术的影响，在很多方面无法适应目前社会的电力发展要求，存在着诸多弊端，例如设备的体积和重量过大，安装及运输成本较大等问题。同时，常规变电站采用的是单元间隔的方式，继电保护系统和绝缘装置之间相互独立，这样各项信息无法共享传递；其次在二次系统中，继电保护装置基本都是电磁型或者小规模的继承电路，这样就会很容易被电磁所干扰，造成设备出现异常运行，也无法对二次回路接地点进行实时监测，出现继电保护动作失误，对电路的安全运行埋下隐患^[1]。

在电气设备上，常规变电站各种电气设备的进场调试是在土建工作结束之后，很容易受到外界因素的影响，所以在材料的选择上就更加重要，常规变电站多数使用的都是镀锌钢材，但是这种材料在遇到酸碱度较高的土地时，会被严重腐蚀，相关电气性能就会下降。为确保变电站的安全稳定运行，我国正在不断加快变电站综合自动化和智能化以及新设备和新材料的应用。

2、新材料及新技术在变电站建设中的应用分析

我公司在不断加强变电站智能化发展道路，所以对新材料和新技术的运用能够保证人们对电力的稳定需求和变电站自身的安全运行。

2.1 铜覆钢材料的应用

电气设备作为变电站中的一项重要设备系统，作用巨大。其能否安全运行与接地系统息息相关。接地系统的安全稳定能够在遇到电力故障时，及时进行调节，保证变电站的正常运行。变电站的接地网络对电阻率及导电率有很高要求，这样才能够保证短路电流的排除效率；同时还要具有良好的机械强度，能够适应大范围的拉伸；而且接地网络一般都是地下网络，那么能不能避免土地的酸碱腐蚀也就是一个很重要的要求；除此之外，就是良好的电气性能，保证短路电流冲击时不被影响。

对比常规变电站，电气系统的主接地网络多使用镀锌钢材或是传导性更好的纯铜材质。镀锌材料会受土壤酸碱度影响，纯铜材质成本较高。而新研发的铜覆钢材料，是结合了钢材和铜材的优势，对劣势进行互补，这样能够避免电流过大而发生的短路现象，实际上就是减小了电流通过的附着面积，在高频电流通过时，只从导线表面上的一层中流过。铜覆钢材料就是选择了铜材作为了导体的表层材料，选择了钢材作为了导体的内部材料，这便能使铜材的机械性能优势充分发挥，大大提高接地材料的导电性和耐腐蚀性。同时，铜覆钢材料在造价上比纯铜材质更低，在发挥良好性能优势的基础上，有效降低了成本；在实际的施工过程中，该材料的安装技术也很简便，容易掌握；铜覆钢材料的应用是材料优势的最大化发挥^[2]。

2.2 新型光学电压、电流互感器的应用

在传统变电站建设当中，多数使用的计量仪表、发电机励磁控制系统以及数字保护设备等对于电压和功率都没有很大的要求，使用年限相对较短。为了增加设备的使用年限，对于新型光学电压和电流互感器的应用就显得尤为必要，这种新型设备的运行功率较小，能够提升设备控制的紧凑性。其核心技术就是DSP技术，传输速度快，能够实时处理各类电力信号。这种新型设备利用光电效应技术充分发挥电光晶体的价值，使用价值极高，而且可以和主机直接连接，实现线上有效通信，速度相比较传统设备也是极大加快了。这种设备主要就是通过光电效应技术将电光晶体的功能充分地发挥出来，使用价值十分的高。

2.3 电缆测温技术的应用

电缆最为集中的部分就是电缆夹层，这里聚集了大量的电缆，在电缆的实际使用过程中，大量热量集中产生，短时间内不易散发，有引发火灾的风险。为了排除此类风险，在电网设计施工中如果能够把火灾探测系统和消防系统都加入到我们的电网系统当中，这样就可以很容易的确定到火灾发生的位置，而且还可以在火灾发生的一瞬间触发消防报警系统，节省了大量时间，不仅可以缩短火灾隐患排查时间，还能够降低其他损失，减少人员伤亡，保障财产安全。而电缆测温技术就是对电缆温度的监控和调节，对预防火灾起到极大的帮助，如图1所示，可以看到测温电缆的结构示意。

图1 测温电缆结构

这样的结构设置，不需要与外界的其他设备进行连接，它是通过自身内部的特殊结构对温度进行感知，根据不同温度释放不同的毫伏量，来对火灾进行提醒，等到火灾报名结束之后，它又会自动恢复原状。电缆测温技术测量的并不是电缆的最高温度，而是对线路温度最高点的检测，这样能够帮助我们快速对火灾发生的位置进行确定，根据释放出的温度变化信号，分析火灾发生的可能，及时排除故障，降低风险发生的概率^[3]。

2.4 蜂窝状基础筏垫系统的应用

变电站土建工作要求质量高，条件限制多，对于建设工程站址的选址以及电缆与排水管道等基础施工技术的要求也很高，对于整体工程意义重大。变电站整体规划中，设计师会优先考虑各级电压的出线方向、电气设备布置等，一般构筑物都在地质相对较好的地面，但是也会有部分构筑物位于不良地基之上^[4]。所以在施工之前，必须要对站址做全面的地质勘察，选择适合的地基方式。当遇到软弱地基或带有膨胀性土体的地质时就对施工难度提出了挑战。

蜂窝状基础筏垫系统的出现，有效地节省了时间和成本。这种材料可以在脆弱不稳定的地基上，重新建立基础平台，通过充分碾压从而消除不均匀沉降的影响，提高地基承载力和稳定性，并通过试验选择最优土石组合配比，起到加速填筑的作用。一般情况下，此类施工时。没有必要挖掘和清除底层软土，地基筏垫系统是直接用粒料构造在软弱土之上，形成一个刚性筏地基。筏垫的基础系统是一个连续的单元结构，在现场使用水平三向土工格栅和垂直单向土工格栅铺设相结合的方式，应用简单的聚合物棒和锥子在交叉处加固^[5]。充填后，如有必要进一步加固，筏垫可以轻松地容纳垂直的排水渠。蜂窝基础筏垫系统已被证明可减少横向扩散和峰值沉降，保证沉降控制均匀有效。

这种材料的有效运用可以减少土质本身对电站基础施工的限制，某种程度上降低了施工的难度，为电站土建阶段提供了更多新的发展方向和思考。

3、结语

综上所述，为了适应现代科学技术的发展和人民日益增长的需求，电力企业应该在自身的运营和发展过程中，重视科技的影响，加强对新材料及新技术的应用，科学的利用新材料和新技术提升电力系统的安全稳定运行。新材料和新技术的应用可以有效提高电力系统的运行效率，降低企业的成本，不仅能够提高企业的经济效益同时还能提高企业的社会效益，加速我国电力行业的发展进程。

参考文献：

[1]孙文东,田丰元.铜覆钢作为优选接地材料的技术对比分析[J].水电与抽水蓄能,2015(3):69-71.

[2]沈毓,宋同,徐伟明.110kV智能变电站模块化设计应用[J].内蒙古电力技术,2017,35(2):63-66.

[3]荀占龙.220kV模块化建设变电站二次设备优化配置研究[J].工程建设与设计,2018(20):102-103.

[4]姜凯翔.变电站综合自动化系统改造的实践应用分析[J].机械管理开发,2016(10):1819.

[5]徐现华.智能变电站在应用中存在的问题分析[J].化工管理,2018(12):109.

陈亮德.新材料及新技术在变电站建设过程的应用创新[J].低碳世界,2019,9(11):86-87.