變電運維技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用

文/唐嘉棟

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司 江蘇省南京市 211106）

現(xiàn)代社會當中，電能已經(jīng)成為人類社會發(fā)展必不可少的能源，尤其是在當前我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期，電能的需求更是日益擴大。因此，如何做好電能的供應工作，全面滿足人們生活和經(jīng)濟發(fā)展的電能需求，助推供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，就顯得意義重大。而變電運維技術(shù)作為電力運行系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其穩(wěn)定的運行是保障電力系統(tǒng)可靠性的重要基礎(chǔ)。因此，系統(tǒng)的對變電運維技術(shù)進行研究具有十分重要的現(xiàn)實意義，能夠更好的夯實整個電力運行的基礎(chǔ)，從而促進經(jīng)濟社會的有序發(fā)展。

1 變電運維技術(shù)概述

在整個電力系統(tǒng)中，對于相關(guān)技術(shù)的要求較高，尤其是變電運維技術(shù)，可以說是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)，它主要是針對電力系統(tǒng)中的變電設(shè)備。由于電力系統(tǒng)的復雜性，很多變電設(shè)備會出現(xiàn)損壞、不穩(wěn)定的問題。所以在日常運行中必須要通過變電運維技術(shù)，嚴格依據(jù)相關(guān)電力運維的規(guī)章制度和標準，按照規(guī)定程序?qū)ψ冸娫O(shè)備進行維護和管理。從一定程度上來說，變電設(shè)備運維技術(shù)的好壞直接決定了電力系統(tǒng)運行可靠與否。從本質(zhì)上來看，良好的變電運維技術(shù)為電力系統(tǒng)在高壓、低壓、輸電、配電等方面提供的是“檢”和“修”，具體的說其主要的特征包括如下四個方面：

（1）檢修范圍廣。由于變電設(shè)備種類較多，在分布上也比較分散，這就使得變電運維工作無論是在空間范圍上，還是在技術(shù)范圍上都比較廣。

（2）檢修條件多樣化。不同的變電設(shè)備所處的環(huán)境千差萬別，而環(huán)境帶來的影響也是多種多樣，這使得變電設(shè)備的檢修條件也就具有了多樣性。

（3）變電設(shè)備故障頻率大，一些設(shè)備分布不均，檢修移動范圍大，增加了檢修的難度，問題出現(xiàn)的不集中，使運維管理更加不便。

（4）技術(shù)標準高。變電運維是專業(yè)性的工作，對于相關(guān)工作人員的專業(yè)素養(yǎng)要求比較高，如果不具備必要的專業(yè)能力，很容在變電運維過程中出現(xiàn)問題，甚至導致事故發(fā)生。

2 應用變電運維技術(shù)存在的一般問題

由于變電運維具有檢修范圍廣、條件多樣化、設(shè)備故障頻率高、技術(shù)標準高的特點，在實際操作過程中常常會出現(xiàn)一些問題。除了人為的、自然的、思想的、管理的等因素外，技術(shù)方面的因素也有著重要的影響，其中主要包括兩個方面：

2.1 技術(shù)設(shè)備的老化問題

任何的設(shè)備都是具有一定壽命的，變電設(shè)備也是如此。變電設(shè)備在運行過程中經(jīng)常會面臨高溫、高壓等不利條件，時間一長必然會導致設(shè)備的一些線路出現(xiàn)老化問題，這就給變電運維帶來了很大的困難，影響整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2 技術(shù)荷載不足的問題

隨著我國經(jīng)濟社會的全面發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)過程中使用的電量不斷提升，特別是在用電高峰期，電力需求很大，而很多系統(tǒng)的荷載能力不足，這就導致了電力系統(tǒng)很多時候都是超負荷運轉(zhuǎn)，長期的這種狀態(tài)，很容易出現(xiàn)問題，影響變電運維。

3 變電運維技術(shù)的具體應用探討

3.1 在變電線路開關(guān)故障中的應用

變電線路開關(guān)故障是變電設(shè)備中較為常見的一類故障，最為常見的就是跳閘故障。在處理這類問題時，變電運維技術(shù)人員需要首先進行線路的測定，找到出現(xiàn)問題的電力線路，而后抵達跳閘的線路開關(guān)處，對開關(guān)的動作報告材料展開嚴謹分析，結(jié)合故障錄波數(shù)據(jù)，分析之后，形成線路故障調(diào)查報告，將報告遞交給電力調(diào)度人員，檢查涉及到的變電設(shè)備，繼續(xù)上報檢查信息，根據(jù)調(diào)度員給出的指令來展開故障處理工作。

3.2 在三側(cè)開關(guān)故障中的應用

相較于變電線路開關(guān)故障，該類故障具有一定的復雜性。變電運維技術(shù)人員在找到重點檢測目標的基礎(chǔ)上，對油箱的使用情況進行確認，避免漏油問題的發(fā)生。同時，做好二次回路的檢查工作，明確是在二次回路出現(xiàn)的問題還是在主變本體出現(xiàn)的問題。若發(fā)現(xiàn)出主變本體油箱內(nèi)故障是造成主變本體保護動作后，應及時向當值調(diào)度員進行匯報，把出現(xiàn)故障的主變進行冷備用轉(zhuǎn)換，經(jīng)過相關(guān)專業(yè)檢修人員處理后，把故障排除后再進行使用。

當主變出現(xiàn)零序過壓保護時，變電運維技術(shù)人員應當首先明確零序過壓是在哪一側(cè)，然后來檢查主變該側(cè)的套管與引出線，在主變零序發(fā)生過壓保護后，若發(fā)現(xiàn)故障是由于主變接地或其某一次引出線發(fā)生接地引起的或出現(xiàn)主變可以正常工作，而系統(tǒng)卻工作不正常時，應在調(diào)度命令的指導下對該主變做相應處理。

當主變出現(xiàn)差動保護動作時，變電運維技術(shù)人員應當重點檢查主變各側(cè)開關(guān) CT 后邊的電氣設(shè)備，主要包括各側(cè)開關(guān) CT、刀閘、母線橋、主變兩側(cè)套管與引出線以及主變 PT、兩側(cè)避雷器等。當確定是由某一設(shè)備導致的問題后，第一時間要把相關(guān)情況向調(diào)度員報告，并把出現(xiàn)問題的設(shè)備進行冷備用處置，當相關(guān)專業(yè)人員進行修復，確保問題排除后再進行投入使用。

3.3 在主變低壓開關(guān)故障中的應用

當電力系統(tǒng)的主變低壓側(cè)出現(xiàn)電流保護動作，應當對線路進行檢查，診斷電力故障的具體類型。若線路并未出現(xiàn)拒動的情況，故障有可能出現(xiàn)在母線系統(tǒng)中，應當對線路中應用的母線與出現(xiàn)開關(guān)展開檢查，確定電力故障的形成原因之后，需上報電力調(diào)度的情況，依照電力調(diào)度指令完成處理工作。線路開關(guān)在被應用時，也有可能產(chǎn)生拒動現(xiàn)象，檢查工作應轉(zhuǎn)移到二次回路系統(tǒng)上，確定二次回路處是否存在燒毀、斷線與不良接觸的問題，控制回路的故障在很多情況下都是因二次回路故障而產(chǎn)生的。若線路中的所有開關(guān)均未出現(xiàn)拒動的現(xiàn)象，應著重檢查與母線相連的設(shè)備，并進行多種測試活動，如果沒有確定故障類型以及起因，不可直接恢復母線系統(tǒng)，進行正常供電活動，在確定故障以及進行必要的隔離之后，才能恢復使用母線，減少電力系統(tǒng)受到的影響。

3.4 在接地線路安裝中的應用

在接地線路的安裝過程中，變電運維技術(shù)人員要首先明確過剩電壓的使用情況，向地下系統(tǒng)導入過剩電壓之后，應觀測線路的接通情況，安全穩(wěn)定運行電力系統(tǒng)。安裝接地線路的工作應當精準正確地展開，不可出現(xiàn)突然接通電路的情況，檢測線路系統(tǒng)中的設(shè)備的實際靜電感應電壓，運維人員檢測接地系統(tǒng)時，需佩戴絕緣手套，預防觸電事故。安裝隔離開關(guān)時，要啟動全過程監(jiān)督系統(tǒng)，預防安全事故出現(xiàn)。

4 變電運維技術(shù)的智能化發(fā)展趨勢

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，未來變電運維技術(shù)必然朝向智能化的發(fā)展。智能化變電運維技術(shù)能夠利用信息化、數(shù)字化的手段進行運維操作，改變了傳統(tǒng)變電運維技術(shù)的管理模式，能夠使得很多運維過程實現(xiàn)自動化、無人化。但是，在實際發(fā)展的過程中，變電運維技術(shù)的智能化還存在著一些技術(shù)問題，科學的解決這些問題，意義重大。

4.1 變電運維技術(shù)的智能化發(fā)展存在的技術(shù)問題

4.1.1 安全性不足

在智能化變電運維技術(shù)中，信息的傳遞采用的是對等形式，這樣就能夠把全部的IED 信息統(tǒng)一到局域網(wǎng)內(nèi)。而這時若沒有有效的信息保護措施，一旦其中的一個局域網(wǎng)絡出現(xiàn)問題，就很容易導致大范圍的電力系統(tǒng)故障。這主要是由于變電系統(tǒng)中IED 并不具有點對點對接的特質(zhì)，所以設(shè)備裝置之間的間隔點也是不具備的，對于此，利用軟件實現(xiàn)防護隔離就變得尤為重要了。因此，IED 集中控制體系不利于變電系統(tǒng)的安全性發(fā)展。變電系統(tǒng)中的信息記錄、設(shè)備控制、自動跳閘等功能可以利用軟件來實現(xiàn)，可見，軟件信息的安全性在變電系統(tǒng)占據(jù)重要地位。上文分析得出，智能化變電運維技術(shù)的安全性同其安全體系有著直接的關(guān)系，所以其安全性方面還存在著較多的問題。

4.1.2 穩(wěn)定性欠缺

智能化變電運維技術(shù)涉及到的很多互感器內(nèi)部都含有一些有源電子元件，這會給變電運維系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來很大的影響。而且除去上述有源電子相關(guān)的設(shè)備，光學互感器受到外部因素影響的可能性較大，也會導致一些不穩(wěn)定的問題出現(xiàn)，其誘因主要是其中的光纖與玻璃的連接存在問題。同時，高壓電子互感器也很容易受到輸送路徑與電磁場的干擾，從而影響信號的傳輸，會造成發(fā)生波的不穩(wěn)定性和波段急畸形變化等問題。針對上述可能影響穩(wěn)定性的因素都需要采取專門的技術(shù)措施進行保護和應對。

4.2 完善變電運維技術(shù)的智能化發(fā)展的技術(shù)措施

4.2.1 完善智能化體系結(jié)構(gòu)

變電運維技術(shù)的智能化結(jié)構(gòu)層次上可以劃分為過程層，間隔層和站控層。其中，過程層主要包括隔離開關(guān)、變壓器、斷路器、電流互感器，以及相關(guān)的智能化設(shè)備；站控層則是變電站中最高級的智能管理設(shè)備，主要包括控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等，其功能主要是控制一些智能化的操作，如設(shè)備監(jiān)控、操作開關(guān)及信息交互等；間隔層則是站控層和過程層連接的樞紐，其構(gòu)成上一般需要一些監(jiān)測和保護設(shè)備，其功能主要是實現(xiàn)過程層和站控層的聯(lián)系。要促進變電運維技術(shù)的智能化發(fā)展，就應當按照上述標準，結(jié)合實際生產(chǎn)的需要，建立完善的變電運維智能化體系結(jié)構(gòu)，這是保證智能化變電運維技術(shù)安全性和穩(wěn)定性的前提。

4.2.2 強化智能化變電運維技術(shù)的安全性與穩(wěn)定性

針對智能化變電運維技術(shù)在安全性和穩(wěn)定性存在的問題，相關(guān)的技術(shù)措施可以從三個方面來考慮：

（1）當設(shè)備處在運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，可以在使用微型機器的條件上把電壓關(guān)合閘與電波圖相結(jié)合，在時間確定的前提下保證電壓穩(wěn)定。

（2）使用微機手段，適時的對處于運行狀態(tài)下的相關(guān)設(shè)備進行檢測，及時的發(fā)現(xiàn)問題，并針對性的進行解決，從而將問題控制在萌芽狀態(tài)。

（3）實施自我監(jiān)測，要對智能化變電運維體系實施全面監(jiān)控，尤其是對斷路器的監(jiān)控，一旦監(jiān)測到問題，要第一時間進行系統(tǒng)報警，同時及時聯(lián)系相關(guān)的維護人員，在使用斷路器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再利用智能控制器對智能二次設(shè)備進行更精確的數(shù)據(jù)檢測，為運維系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性奠定良好的基礎(chǔ)；

（4）對電子互感器的維修要根據(jù)不同設(shè)備的不同型號進行維修，以此保證故障得以及時處理。

5 結(jié)束語

變電運維技術(shù)是保障電力系統(tǒng)高效運行的基礎(chǔ)。如何更為有效的應用和發(fā)展變電運維技術(shù)是當前電力系統(tǒng)的一個重大課題。因此，我們就應當清醒的認識到變電運維技術(shù)應用中存在的技術(shù)設(shè)備老化和技術(shù)荷載不足的技術(shù)性問題，并從變電線路開關(guān)故障、三側(cè)開關(guān)故障、主變低壓開關(guān)故障、節(jié)地線路安裝四個方面明確變電運維技術(shù)的具體應用。同時，要在變電運維技術(shù)智能化發(fā)展上提前謀劃，針對安全性和穩(wěn)定的問題，通過不斷完善變電運維技術(shù)智能化體系結(jié)構(gòu)等措施，來不斷提升智能化變電運維技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性。這樣才能充分把握未來智能化變電運維技術(shù)的發(fā)展趨勢，使其真正發(fā)揮作用，保障電力供應的穩(wěn)定性。