智能化變電站運行維護(hù)技術(shù)的研究

曾寶華

【摘要】智能化變電站的運行和維護(hù)是保證國家電網(wǎng)順利運行的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文針對智能化變電站運行維護(hù)技術(shù)進(jìn)行了分析與探討。

【關(guān)鍵詞】智能化變電站；運行維護(hù)技術(shù)；研究

變電站智能化是指利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字信號處理（DSP）等技術(shù)，實現(xiàn)對變電站主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等功能。它綜合了變電所內(nèi)除交直流電源以外的全部二次設(shè)備功能。電力系統(tǒng)進(jìn)行的農(nóng)網(wǎng)改造、城網(wǎng)改造對于變電站二次系統(tǒng)的改造主要是以智能化系統(tǒng)替換原有的常規(guī)二次系統(tǒng)。變電站智能化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項措施。

一、智能化變電站在運作及管理方面存在的問題

1、安全性問題

智能變電站雖然實現(xiàn)了信息的共享以及實時傳輸，方便了變電站的運行監(jiān)管，同時也埋下了安全隱患。傳統(tǒng)的變電站采用點對點的信息傳遞模式，能夠在局部范圍內(nèi)實現(xiàn)信息的交互，不容易受到外部攻擊，安全系數(shù)較高。但是智能變電站將每個子部分以及子系統(tǒng)科學(xué)有效的結(jié)合在一起，逐步形成了一個共享性網(wǎng)絡(luò)。任何攻擊都有可能牽連整個系統(tǒng)，這給智能變電站帶來了安全隱患。

2、可靠性問題

目前，智能化變電站采用的是有源電子互感器，由于該設(shè)備中具有有源模塊以及有源元器件等需要長時間供電的結(jié)構(gòu)，在一定程度上會影響到變電站的可靠性。用于高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的互感器由于受到高壓電磁場的影響，其運行的性能也會受到一定的影響，需要采用特殊的保護(hù)措施才能確保其正常運行。而光學(xué)互感器的運作性能與外界的溫度、光線等多種因素有著極為密切的關(guān)系，嚴(yán)重影響其運作的穩(wěn)定性及運作效率。此外，互感器內(nèi)部的光纖以及玻璃的連接處同樣也是故障的多發(fā)區(qū)域，也會對其穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的不良影響。

3、安裝保護(hù)問題

智能變電站的某些一次設(shè)備附近需要安裝保護(hù)性設(shè)備，可以有效控制電纜的使用量，能夠更好的體現(xiàn)其智能化。當(dāng)前，在室外安裝智能化匯控柜是較為有效的方案之一。但在室外安裝智能化匯控柜對于環(huán)境的要求極為嚴(yán)格，濕度必須低于90%，溫度要控制在-25？C～70？C之間，而這就大大增加了設(shè)備的成本。另外，設(shè)備在維護(hù)及檢修方面也存在許多問題。

二、智能化變電站運行與維護(hù)技術(shù)

1、明確一次設(shè)備運行維護(hù)重點

在當(dāng)下的智能變電站中，依舊強調(diào)重點維護(hù)GIS 組合電氣以及電子互感器等一次運行設(shè)備。對于GIS 設(shè)備，需要對其外觀腐蝕、損傷、變形等進(jìn)行目視檢查，對其匯控箱門是否密封良好、加熱器是否規(guī)范啟退、繼電器是否出現(xiàn)過熱等，以及SF6 氣體壓力等儀表指示、異常氣味和聲音、電纜空洞封堵、二次線發(fā)熱和松脫等進(jìn)行日常檢查；同時每隔一年進(jìn)行螺栓緊固、靜止閥復(fù)位等操作，每隔兩年就地和遠(yuǎn)方操作一次很少使用的設(shè)備；每隔五年對SF6 氣體水分、壓力動作、罩子密封性、主回路電阻、多級插頭等進(jìn)行檢查，以此確保設(shè)備正常運行。而對于電子互感器則應(yīng)做好日常運行巡檢工作，包括外觀、傳輸光纜、外絕緣等有無腐蝕、裂紋等損傷，器件連接是否松動，運行時有無異味或異常振動，關(guān)鍵連接點是否伴有變色、過熱、跳火、銹蝕等異常，以便及時消除隱患。

2、強化二次設(shè)備運行管理維護(hù)

根據(jù)智能變電站二次設(shè)備特點，可對下述設(shè)備加大運行管理和維護(hù)力度，一是自動和保護(hù)裝置，需要密切關(guān)注裝置運行狀態(tài)、告警信息、MU 和GOOSE 等光纖熔接、光口閃爍等情況；運行保護(hù)裝置時，嚴(yán)禁觸摸帶電部位或拔插插件或社保，不得操作固化定值、修改定制、更改通信地址、開出傳動等命令，并定期檢查其保護(hù)狀態(tài)、定值、壓板、差流等信息，以保證網(wǎng)絡(luò)正常通信，裝置可靠運行；其中智能終端、測控裝置、合并單元等位置的檢修壓板需要予以高度重視，必須確保其單獨或并行投入和退出以及故障處理等操作規(guī)范到位；二是對于合并單元，要求重點觀看液晶顯示屏中是否存在告警信息，合理分析合并單元工作狀態(tài)、GPS 對時、采樣光纖通道等情況，以此及時發(fā)現(xiàn)、解決異常[3]；三則要加強通訊系統(tǒng)運行維護(hù)，其中電子設(shè)備運行、單機或主機的值班燈較為關(guān)鍵，并由后臺穩(wěn)步操控不同層序的開啟與隔閡。上述維護(hù)要點有助于提高變電站數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性。

3、加強整定值和壓板管理

隨著科技與信息一體化的飛速發(fā)展， 智能變電站在一體化信息平臺上， 對數(shù)字化保護(hù)裝置的操控性， 顯得更為便捷， 因此，要保證智能變電站的安全運行， 必須加強數(shù)字化保護(hù)的定值管理， 嚴(yán)格各項操作， 尤其是對定值的修改和切區(qū)等操作。智能變電站中， 傳統(tǒng)保護(hù)的功能投入和出口跳閘硬壓板， 被數(shù)字化軟壓板所取代。裝置檢修硬壓板， 也不再是原來的含義， 而是被賦予了新含義， 因此， 對于智能變電站的各項操作規(guī)范與流程，都必須嚴(yán)格規(guī)定。

4、繼電保護(hù)校驗

1）光纜技術(shù)的數(shù)字信息傳輸作用。對一次設(shè)備采集到的信息就地轉(zhuǎn)化為數(shù)字量， 通過光纜技術(shù)把信息傳輸?shù)綔y控保護(hù)裝置中，接著輸送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，同時監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)裝置對一次設(shè)備的監(jiān)控也是通過光纜技術(shù)傳輸信息實現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)、電子式電壓互感器、電子式電流互感器技術(shù)日益成熟并被使用，通過這些技術(shù)，可以讓開關(guān)量信號直接就地轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。同時保護(hù)裝置通過網(wǎng)絡(luò)接收電子互感器的數(shù)字量信息，且對智能操作單元的開關(guān)數(shù)字量進(jìn)行接收和監(jiān)控，從而對智能變電站進(jìn)行繼電保護(hù)。

2）數(shù)字化保護(hù)測試方法的運用。對智能變電站的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行測試要嚴(yán)格按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)來，主要技術(shù)設(shè)備有繼電保護(hù)裝置、保護(hù)測試儀等，主要測試方法有一對一測試和一對多測試，具體來說，一對一測試就是用兩根光纖太網(wǎng)線把試驗儀和一臺保護(hù)裝置連接起來， 按一定的時間差提供數(shù)字化模擬量并接發(fā)信息。同理，一對多測試方法就是連接多臺保護(hù)裝置進(jìn)行測試。

5、運行監(jiān)視和故障分析

一般來說， 在一次設(shè)備和二次設(shè)備之間有開關(guān)位置信號、控制信號等信息需要傳輸。在智能變電站中，對這些信息的傳輸是通過光纖以太網(wǎng)來進(jìn)行的，具體來說，就是過程層與間隔層之間、間隔層和變電站層之間都是通過光纖以太網(wǎng)進(jìn)行連接的，通過網(wǎng)絡(luò)信息自動化操作， 可以方便快捷的進(jìn)行自測， 一旦有問題， 能及時發(fā)現(xiàn)。同時， 智能變電站把信息通過光纖以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸， 通過網(wǎng)絡(luò)接口在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中設(shè)置具有故障錄波功能的設(shè)備， 不僅可以完成信息記錄和監(jiān)控， 而且可以直接把信息輸送到后臺系統(tǒng)中。

6、注重倒閘操作的安全管理

智能變電站的現(xiàn)場倒閘操作運行的相關(guān)設(shè)備要滿足一定的技術(shù)條件，并具備一鍵式順控（標(biāo)準(zhǔn)化）操作的功能，滿足監(jiān)護(hù)雙機操作的條件，同時順控操作也應(yīng)當(dāng)填寫操作票，在順控操作前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行預(yù)演，保證操作過程的安全可靠準(zhǔn)確的運行。在執(zhí)行順控操作時，監(jiān)控后臺要執(zhí)行規(guī)范的操作票顯示功能，把每一個操作進(jìn)程都顯示出來， 同時也要與站端方式保持一致。操作結(jié)束后，運行人員要檢查設(shè)備運行的最終狀態(tài)，完成操作。若發(fā)現(xiàn)異常情況，就必須嚴(yán)禁順控操作，并將情況上報技術(shù)管理部門。

三、結(jié)束語

變電站的智能化是一項處于動態(tài)發(fā)展中的技術(shù)，要實現(xiàn)完全的智能化的變電站的架構(gòu)和設(shè)計，需要的是對變電站運行的原理以及其在整個的電網(wǎng)中的作用和位置進(jìn)行全面的分析。隨著計算機技術(shù)和變電站智能技術(shù)的發(fā)展，智能化變電站的運行維護(hù)技術(shù)將獲得更大的發(fā)展空間和前景，智能化、數(shù)字化、程序化和動態(tài)化將成為運行維護(hù)技術(shù)今后的發(fā)展趨勢。