對智能變電站運維模式的研究

呂利旭　侯果山　何永亮　丁建生

（許繼電氣股份有限公司，河南　許昌　461000）

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對智能變電站運維模式的研究

呂利旭侯果山何永亮丁建生

（許繼電氣股份有限公司，河南許昌461000）

摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對電力需求呈現(xiàn)多層次的趨勢，不僅對電力系統(tǒng)提升了要求，也對變電站加大了重視?；诖?，探究智能變電站運維模式顯得尤為重要。本文以智能變電站運維模式概念為基礎，結(jié)合其主要功能和目前存在的故障問題，重點分析完善智能變電站運維模式的途徑，以期提升電力輸送系統(tǒng)的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：變電站；運維模式；智能化；電力系統(tǒng)

智能變電站以計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)為基礎，通過對其電氣一次設備、二次設備進行調(diào)控，從而實現(xiàn)自動化、智能化和信息化管理過程。隨著我國經(jīng)濟建設步伐的不斷加快，電力建設也得到了長足發(fā)展，變電站等電力設施的智能化也得到了進一步的增強，引進先進的變電站設備，采取科學的建設工藝，合理配置變電站資源，完善高效的變電站運行系統(tǒng)，確保智能化變電站能安全、可靠、持續(xù)運行，更大程度上為我國經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造更好的條件。

1　智能變電站運維模式的概念分析

1.1智能變電站運維模式的概念

智能化變電站是科學技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其運維模式主要包括建設智能化變電站、確定設施運行周期、驗收工程、日常檢測和養(yǎng)護以及設備定期檢修等部分。其與傳統(tǒng)變電站相比，具有規(guī)范電力輸送管理、控制好輸送過程的同時做好工作安排的優(yōu)點。通過控制外界環(huán)境等客觀因素，完善各項管理的規(guī)章制度，使得每一項運維程序都有據(jù)可依［1］。對于主觀因素，則建立起科學的監(jiān)管體系，將運維流程、工作人員培訓、部分責任等工作都落實到位，使其處于持續(xù)的運行狀態(tài)。智能變電站重視對細致、全面、嚴格、實用等管理方式的研究，以建立健全智能變電站運維模式，提升電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

1.2智能變電站運維模式的技術(shù)支持

智能變電站的運維模式分為遠程控制和運維系統(tǒng)。從遠程控制的角度分析，其使用異地、雙方同時撥號的方法，借助計算機等設備，連接變電站系統(tǒng)，從而達到管理的目的。從運維系統(tǒng)的角度分析，其在啟動系統(tǒng)程序的剎那，同時擁有與終端客戶端相同的權(quán)限。如此一來，使得打開服務端的時候，同時也啟動了客戶端，從而可以實現(xiàn)通過客戶端控制服務端。需要注意的是，遠程系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性影響著維護的有效性。目前，為確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸，其技術(shù)主要有通信技術(shù)TPC、網(wǎng)絡技術(shù)ATM［2］。對于系統(tǒng)的維護，應注重系統(tǒng)運行過程中的維修操作。

2　智能變電站的主要功能分析

2.1系統(tǒng)控制、檢測

針對智能變電站中的組件，系統(tǒng)對其主要有控制和檢測的功能。通過對系統(tǒng)中整體高壓設備的控制，有利于充分發(fā)揮組件的全部功能。目前，采取最廣泛的管理方法為順序控制，對機器設備進行逐一管理。當接收到中心控制站的相關(guān)指令時，能立即進行自動操作，并對信息進行核驗。工作人員可以根據(jù)設備的狀態(tài)信息，判斷其運行是否存在故障，并通過動態(tài)檢測，及時了解系統(tǒng)中可能存在的安全問題，并馬上進行針對性的控制和維修。

2.2警告功能

警告功能主要是指預防變電站系統(tǒng)中可能存在的故障，依靠系統(tǒng)中的監(jiān)控設備實現(xiàn)。工作人員通過監(jiān)控設備的運行過程，收集警告功能發(fā)出的不同信號，通過分析信號中代表的含義，對系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障進行準確判斷，并及時維修。這種功能對工作人員的要求較高，必須注重智能變電站的日常養(yǎng)護，增加監(jiān)控系統(tǒng)的巡查次數(shù)。

3　智能變電站主要故障分析

3.1智能變壓器的問題

變壓器是智能變電站中的重要組成部分，其通過改變系統(tǒng)中交流電壓的高低，能較好地隔離、變換電流。如果想要保障智能變壓站的順利運行，則必須確保變壓器的質(zhì)量，其容易發(fā)生故障的方面有以下3種：一是零部件漏油，當變壓器設備的表層浮出黑色液體時，可以判斷為變壓器出現(xiàn)此類故障，但通常這種故障不易被發(fā)現(xiàn)，因此必須定期對變壓器設備進行檢查；二是設備運行聲音異常，變壓器正常運轉(zhuǎn)的情況下，發(fā)出的聲音是比較有節(jié)奏的，當變壓器的運轉(zhuǎn)聲音出現(xiàn)雜亂的情況，可以檢查變電器的零部件，查看故障問題，引發(fā)該類故障的原因有變壓器受到其他高耗電設備的影響、內(nèi)部零件的接線出現(xiàn)不穩(wěn)定、變壓器組件缺失等；三是設備的引線出現(xiàn)故障，這種故障較為少見，但其對智能變電站的影響較大。針對這種情況，工作人員必須定期檢查引線，查看其是否存在老化、接觸不良等問題。當引線出現(xiàn)開裂或者松動的情況時，應及時更換，并將變電器安裝在干燥的地方。

3.2智能斷路器、互感器的問題

斷路器的問題主要分為電路器設備的誤動、斷路器設備的拒動。其中誤動是指智能設備在沒有指令的情況下完成分閘或者跳閘的程序，其原因主要有：設備接線處出現(xiàn)老化，使得絕緣皮發(fā)生破損；安裝了不合理的設備導線；零線的接地使得電流通過該分流而流入地下。拒動是指在需要合閘或者跳閘的情況下，沒有發(fā)出信號。引發(fā)拒動的原因有：不穩(wěn)定的系統(tǒng)電壓，接反的初級或者次級線圈，熔絲處發(fā)生接觸不良等。針對智能變電站的斷路器問題，在選擇斷路器時，應注重其質(zhì)量，目前使用最廣泛的斷路器有延遲型、沖擊電壓型等。在實際運行過程中，工作人員可以加大日常檢測力度，將斷路器的故障預防在初始階段，在一定程度上延長斷路器的使用年限，保障智能變電站的正常運行。

互感器（儀用變壓器），分為電壓和電流兩種形式，能夠?qū)⒋箅娏骰蛘呤歉唠妷恨D(zhuǎn)化為標準的低電壓。因此，其出現(xiàn)的問題也可以分為電壓互感器問題和電流互感器問題。前者是目前智能變電站中最常出現(xiàn)的問題，引發(fā)原因有：互感器本身質(zhì)量、外界安裝環(huán)境、過長時間的運行、沒有定期進行檢查等；后者主要是指系統(tǒng)中的荷載過大，使得互感器發(fā)生故障，同時互感器的內(nèi)部零件出現(xiàn)松動，降低了系統(tǒng)的絕緣功能，從而導致漏電?；ジ衅靼l(fā)生問題的概率較大，對智能變電站的運行造成較大不良影響，如果互感器出現(xiàn)故障，應及時停運設備，并仔細檢查設備，盡量避免互感器問題帶來的經(jīng)濟損失。

3.3智能開關(guān)的問題

智能隔離開關(guān)是變電站高壓開關(guān)中使用較多的一種零部件，能夠在電力系統(tǒng)中起到很好的隔離作用，其工作原理比較簡單，且容易被操作。但在變電站中，由于隔離開關(guān)的載流處接觸的面積較小，其接觸到的觸電較多，較易出現(xiàn)接觸不良等方面的問題，使得載流的接觸面積變大，從而使得溫度上升，影響整個系統(tǒng)的正常運行。同時，在安裝隔離開關(guān)設備時，沒有注意到銅和鋁的接觸，也會引發(fā)智能隔離開關(guān)的問題。為預防以上問題，在生產(chǎn)隔離開關(guān)時，必須遵循其生產(chǎn)流程。安裝時需要按照相關(guān)標準，合理確定安裝位置，保證隔離開關(guān)在變電站中發(fā)揮相應的作用。此外，維修人員應不定期抽查隔離開關(guān)，確保其能正常運轉(zhuǎn)，提升變電站的工作效率。

4　完善智能變電站運維模式的途徑分析

4.1設計合理的智能變電站運維主系統(tǒng)

智能變電站運維主系統(tǒng)呈現(xiàn)全面分布式的架構(gòu)，借助計算機網(wǎng)絡將整個電力系統(tǒng)緊密相連，其中維修站、制造商、遠程控制等部分共同構(gòu)成了系統(tǒng)用電客戶，并以此為基礎，形成主站，使得供電企業(yè)和用電客戶直接接觸，形成良好的人機操作界面。其中，多個維修模塊共同組成其子站，使得變電站的維修區(qū)域相連接。在構(gòu)建運維主系統(tǒng)時，應遵循系統(tǒng)功能、設備位置等原則，將變電站中存在的問題傳輸?shù)礁鱾€節(jié)點上并得出答案。每個分布點的設施處都應成立相應的維修部門，并設立維修代理，由系統(tǒng)設備的總代理統(tǒng)籌分布代理，這一類代理通常為專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡。設備維修是運維主系統(tǒng)中重要部分，每個分布的代理都擁有自身問題的解答庫，通過規(guī)范的方式進行描述，或者將其分布到神經(jīng)網(wǎng)絡中，再完成各自相應的任務。

設計合理的智能變電站運維主系統(tǒng)，需要供電企業(yè)加大對人才的培養(yǎng)力度，立足與供電區(qū)域?qū)嶋H情況，綜合考慮運維模式的有效性、用電客戶需求、用電總量等方面的因素，設計出最合適區(qū)域的系統(tǒng)網(wǎng)絡。智能變電站還處于發(fā)展階段，其運維模式主要具備以下兩方面的優(yōu)勢：一是電氣設備的更新速度快，其科技含量較高，都包含遠程操控等功能，相較于傳統(tǒng)變電站，其操作模式變多，能較好地發(fā)現(xiàn)運行過程中的細節(jié)失誤；二是運維系統(tǒng)減少了人為失誤，能動態(tài)監(jiān)控變電站的運行過程，及時發(fā)現(xiàn)變電站設備的問題，規(guī)范維護系統(tǒng)。

4.2建立健全智能變電站運維系統(tǒng)維護體系

建立健全智能變電站運維系統(tǒng)維護體系，應從以下三方面進行。首先，規(guī)范變電站運行規(guī)程，主要有變電站電氣設備、運行方式、監(jiān)測技術(shù)參數(shù)、監(jiān)測高壓設備的運轉(zhuǎn)以及監(jiān)測互感器等，將智能變電站的運維體系與設備組成聯(lián)系起來，確?；ジ衅鞯仍O備的正常運轉(zhuǎn)；其次，成立維修小組，制定科學的設備巡查制度，采取定期檢查和不定期抽查的方式，明確巡檢的設備、線路和周期，編寫詳細的處理措施，預防智能化變電站運維系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的問題，設備主要包括系統(tǒng)可視化型設備、檢測設備、終端服務器、光纖盒和交換機等。此外，智能變電站中還存在部分高級軟件應用程序，也應對其的運轉(zhuǎn)、技術(shù)維修等方面進行詳細規(guī)定。在巡查過程中，必須嚴格按照相關(guān)標準，逐一排除智能化變電站中存在的問題，利用先進的設備，檢查其存在的缺陷，準確判斷變電站運行情況。工作人員應做好詳細的巡查檢修記錄，為下一次檢修提供數(shù)據(jù)，合理更換已經(jīng)老化的設備，提高變電站設備的質(zhì)量。統(tǒng)籌運維系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)、維護等過程，確保輸送電能的穩(wěn)定性和可靠性。

強化智能變電站系統(tǒng)運維模式的責任意識，運維工作需要根據(jù)用電客戶實際需求、季節(jié)氣候特點開展。供電企業(yè)應將每個星期、每個月份、每個季度的工作安排寫入運維計劃，并基于變電站整體視角，將工作安排有機統(tǒng)一，合理配置智能變電站的人力、物力資源，優(yōu)化維修崗位安排，將每個檢修環(huán)節(jié)的任務落實到部門、人員，建立良好的競爭機制和獎懲機制，統(tǒng)一指揮變電站運維運行過程。

4.3規(guī)劃智能變電站的運維程序，提升責任心

運維程序主要包括維修和運行兩個環(huán)節(jié)，只有不斷加強兩者之間的聯(lián)系，統(tǒng)籌其工作程序，落實每個環(huán)節(jié)的檢修，才能更好地促進電力行業(yè)發(fā)展。巡視過程是運維程序中的重要組成部分，主要包括熄燈、正常、全面、特殊等方面的巡視，智能化中還有遠程巡視。供電企業(yè)可以組織工作人員編寫《智能變電站遠程巡視標準化作業(yè)指導書》［3］，借助攝像機等設備，對智能化產(chǎn)品進行拍照，并對其進行合理的編制，為巡視提供更全面的保障。

提升工作人員責任心，通過定期培訓等方式，強調(diào)運維模式的重要性，檢查工作人員的操作技能，帶領(lǐng)工作人員優(yōu)化運維模式操作系統(tǒng)，提高運維工作的效率和質(zhì)量。智能變電站經(jīng)過長時間的運行后，將會產(chǎn)生豐富的數(shù)據(jù)資料，工作人員應及時收集該類數(shù)據(jù)，并對其進行規(guī)范整理，給每個智能變電站配備獨立安全的電子資料存儲空間，并對數(shù)據(jù)資料備份，確保資料的完整性，為智能變電站運維模式的發(fā)展創(chuàng)造更好的條件。工作人員也必須不斷加強自身職業(yè)道德修養(yǎng)，練習自身智能設備的操作技能，仔細檢查變電站各類設備，并充分發(fā)揮運維系統(tǒng)的其他設備輔助作用，保障整個程序的合理性和科學性。加大對智能變電站的重視程度，利用一體化運維模式，促進電力行業(yè)的整體發(fā)展。

5　結(jié)語

隨著電力建設工程的不斷增多，智能化、自動化已成為變電站的潮流，只有通過優(yōu)化其運維系統(tǒng)，提高整個系統(tǒng)的安全性，確保電力輸送的穩(wěn)定性和持續(xù)性，才能促進企業(yè)不斷發(fā)展。在智能化變電運維系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程中，受到設備質(zhì)量、外界環(huán)境等方面的影響，使得其出現(xiàn)部分故障，工作人員應加大對整個變電站的檢測力度，及時發(fā)現(xiàn)變電設備中存在的問題，并采取針對性措施。工作人員要深入研究智能變電站的運維模式，提高自身專業(yè)及能力，提升運維過程的安全意識，落實責任制度，通過建立有效的獎懲機制，促進員工落實相關(guān)工作，提高員工的工作積極性和主動性，為供電企業(yè)適應激烈的市場競爭打下堅實的基礎。

參考文獻：

［1］孫中尉，鄒杰，韓本帥.智能變電站新型蓄電池應用及連接方式優(yōu)化研究［J］.電工技術(shù)，2015（11）：37-39.

［2］張碩，馬慶峰，卜軼鋒，等.基于PON技術(shù)的配電通信網(wǎng)一體化運維管理系統(tǒng)研究［J］.河北電力技術(shù)，2015（6）：39-41，55.

［3］金建勛，陳孝元.面向智能電網(wǎng)能量調(diào)控應用的超導磁儲能技術(shù)：理論模型、裝置特性、研究現(xiàn)狀和應用展望［J］.南方電網(wǎng)技術(shù)，2015（12）：44-57.

中圖分類號：TM63；TM76

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）02-0126-03

收稿日期：2016-01-23

作者簡介：呂利旭（1980-），男，本科，助理工程師，研究方向：智能變電站方面、電氣自動化專業(yè)、局域網(wǎng)通信等。

Research on Operation Mode of Intelligent Substation

Lv LixuHou GuoshanHe YongliangDing Jiansheng
（Xuji Electric Co.Ltd.，Xuchang Henan 461000）

Abstract:With the development of social economy,people showed a trend of a multi-level demand for power,not only to improve the power system requirements,but also to increase the attention of the substa?tion.Based on this,it is particularly important to explore the intelligent substation operational mode.In this paper,based on the intelligent substation operational mode concept,combined with its main function and existing problems in the production of fault,the way of developing patterns of intelligent substation op?erations was mainly analyzed,in order to improve the safety and reliability of electricity transmission system. Keywords:substation；operational mode；intelligent；the power system