變電運維技術(shù)中的智能化技術(shù)分析

楊文睿

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司 江蘇 蘇州 215000

引言

基于智能化技術(shù)的變電運維技術(shù)應用具有極佳的發(fā)展前景，它的技術(shù)應用范圍會越來越廣。而在技術(shù)層面上實現(xiàn)自動化、智能化技術(shù)優(yōu)化，其關(guān)鍵還在于基于信息網(wǎng)絡為智能化技術(shù)應用提供有效保障，確保有效提高操作人員的技術(shù)操作水平與整體技術(shù)運用素養(yǎng)，爭取采用更加科學、人性化的方法對變電運維技術(shù)及其系統(tǒng)進行有效改造，提高我國電網(wǎng)整體運維水平與運維效率。

1 變電站的電力設備

1.1 變壓器

變壓器的工作原理是通過電磁感應實現(xiàn)電流交換，變壓器是變電站中的主要電力設備，其具有隔離、穩(wěn)壓、電壓交換、電流交換以及阻抗的交換等作用，根據(jù)其工作方式的差異，變壓器可以分為很多種，不同類型的變壓器其工作原理是相同的。變壓器在變電站中的主要作用是實現(xiàn)電壓交換，可以實現(xiàn)將一個電壓等級轉(zhuǎn)換為同頻率的另一電壓等級。其中變壓器按照升壓和降壓作用分為升壓變壓器和降壓變壓器，按照其用途分電力變壓器、配電變壓器、干式變壓器、組合式變壓器、全密封變壓器、油浸式變壓器、整流變壓器和單相變壓器等。

1.2 高壓開關(guān)設備

高壓開關(guān)設備包括隔離開關(guān)、高壓斷路器、負荷開關(guān)、熔斷器等主要部分。斷路器主要用于對負荷電流進行接通或斷開，當設備嚴重過負荷或出現(xiàn)故障的時，斷路器會迅速、自動切斷電流。隔離開關(guān)的主要作用是改變運行方式、斷開小電流電路、隔離電流，是高壓開關(guān)設備中必備的電氣元件，其主要用途是隔離高壓電源，形成明顯的間隔確保其他設備的安全檢修。隔離開關(guān)不具備滅弧裝置，因此無法實現(xiàn)對負荷電流的切斷與連接，只能切斷或接通較小電流[1]。

2 變電運維技術(shù)中的智能化技術(shù)特點

2.1 維護變電站運行穩(wěn)定性

將智能化技術(shù)應用到變電站中，能夠提升數(shù)字化控制效果。變電站運行期間，通過對調(diào)度指令進行分析，能夠?qū)崿F(xiàn)多項操作，維護操作過程的穩(wěn)定性。將智能化技術(shù)應用到變電站系統(tǒng)中，能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設備管理方式，加大技術(shù)創(chuàng)新力度。引入智能化設備，能夠促進電力系統(tǒng)管理自動化，確保檢測設備的科學性與合理性，正常開展各項設備管理工作，以此加強電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2.2 變電設備自動化管理

在電力系統(tǒng)運行期間，為了提升變電設備管理的自動化水平，必須注重變電站管理和設備管理。對于設備管理來說，主要是對電氣設備予以管理，基于運行信息管理模式實現(xiàn)。變電站信息能夠通過信息平臺高度融合，通過智能技術(shù)建立數(shù)字變電站，保證電力系統(tǒng)在有限時間內(nèi)獲得技術(shù)支持，維護系統(tǒng)運行的穩(wěn)定與安全。注重優(yōu)化變電站運行狀態(tài)，有助于加強電力系統(tǒng)運行質(zhì)量。

3 加強變電運維的必要性

企業(yè)開展變電運維工作，主要目的是對電網(wǎng)的運行設備進行檢修和維護，在運維期間獲取變電設備運行狀態(tài)并記錄檢修數(shù)據(jù)，從而確保電力企業(yè)的電網(wǎng)運行穩(wěn)定且可靠，幫助電力企業(yè)提升電網(wǎng)運行效率并獲取更高的經(jīng)濟效益。具體來說，電力企業(yè)可以根據(jù)當前電網(wǎng)運行需求設置對應的變電站，而變電站內(nèi)部則會組建對應的變電運維隊伍，主要負責電力設備的巡檢工作，隊伍中的員工直接聽取變電站的指揮和調(diào)度，對變電站中各個電網(wǎng)運行設備進行維護和檢查，并且完成倒閘工作，對已經(jīng)出現(xiàn)的電網(wǎng)事故進行處理。而巡檢隊伍的主要工作是對變電站內(nèi)的各類設備進行巡檢，一旦發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)安全隱患，需要及時上報處理，并對電網(wǎng)運行中出現(xiàn)的異常情況進行總結(jié)歸納。變電站的工作人員共同參與變電運維環(huán)節(jié)的安全隱患分析，了解哪些隱患因素會對電力系統(tǒng)的安全運行產(chǎn)生影響。變電站的工作人員只有具備足夠的風險防范意識，其才能夠更加快速地察覺變電運維故障問題，從而規(guī)避變電運維安全隱患對電力企業(yè)造成的損失。

4 我國變電站變電運維技術(shù)的智能化技術(shù)應用實踐

4.1 智能互感器保護反應的分析

具體來講就是要在智能互感器的中間單元中設置自動化合并環(huán)節(jié)，結(jié)合大量中間環(huán)節(jié)建立一般智能互感器，分析數(shù)據(jù)傳送時間中的數(shù)據(jù)增加內(nèi)容，同時對智能變電系統(tǒng)終端的保護處理內(nèi)容進行分析，相應延長數(shù)據(jù)處理內(nèi)容。相比于傳統(tǒng)變電站，它需要結(jié)合智能互感器的智能終端、光纖數(shù)據(jù)傳輸合并單元進行分析，并合理處理該合并單元延時性特征，確保其延時延長時間大約控制在6.5~7.5ms左右。

4.2 智能化繼電保護校驗技術(shù)的分析

要對智能化繼電保護校驗技術(shù)進行分析，通過光纖首先完善信息輸送過程，然后基于一般光纖通信對其變電運維一次設備內(nèi)容進行分析，并采集數(shù)據(jù)資料進行就地數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，為未來的數(shù)字化傳輸方式提供優(yōu)良技術(shù)條件。再一方面，需要對保護裝置數(shù)據(jù)接收內(nèi)容進行分析，利用網(wǎng)絡信息接收繼電保護功能對網(wǎng)絡信息內(nèi)容進行傳輸，確保數(shù)字保護背景下測試方法應用到位，追求實現(xiàn)規(guī)范制度嚴格化操作。在關(guān)鍵技術(shù)設備應用方面主要采用到了保護測試儀，該保護測試儀可能實現(xiàn)單對單、單對多兩種模式，同時采用兩條光纖網(wǎng)線，對保護測試儀器進行長距離連線，快速完成各項測試工作。

4.3 智能化二次系統(tǒng)技術(shù)加入的分析

為了追求智能化變電運維二次系統(tǒng)構(gòu)建，凸顯其技術(shù)優(yōu)勢、保證技術(shù)應用時間點有序推進、穩(wěn)定操作、控制效率提升，還需要考慮加入二次系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)采集與材料效率提高做好預先準備。該二次系統(tǒng)是具有低段控制功能特性的，它能夠有效提升變電站的整體智能化運維水平。在運用主動引導智能設備研制技術(shù)過程中，主要是對智能化變電運維技術(shù)進行豐富，它其中就主要運用到了10kV小車式常規(guī)開關(guān)柜技術(shù)、SF6氣體母線絕緣體技術(shù)等等，這些技術(shù)都能夠與智能化二次系統(tǒng)技術(shù)終端聯(lián)系起來，保證做到智能單元合并一體化操作，確保數(shù)字化技術(shù)也能融入其中，集中實現(xiàn)變電運維技術(shù)操作優(yōu)化，為系統(tǒng)管理與運營建立側(cè)重點。

5 變電運行維護技術(shù)的發(fā)展趨勢

5.1 變電設備運行狀態(tài)檢測技術(shù)

（1） 在線檢測。最常見的狀態(tài)檢測模式就是在線檢測，借助對應的信息收集系統(tǒng)，在線收集設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后進行分析管理，通過使用分布式控制系統(tǒng)與數(shù)值化調(diào)節(jié)器，對在線信息進行監(jiān)測，以此來判斷設備是否存在異常。

（2） 離線監(jiān)測。離線監(jiān)測一般是通過紅外測溫儀、聲波檢漏儀以及振動檢測儀等設備進行的。其在一定時期內(nèi)對變電一次設備進行檢測，檢查內(nèi)部元件是否能夠維持正常運行。

（3） 解體檢測。這種檢測模式適用于檢修停運的變電設備，結(jié)合設備自身信息、操作規(guī)范以及維護工藝等，檢測內(nèi)部元件有沒有存在損壞。在進行變電設備的狀態(tài)檢修時，技術(shù)人員應該以設備的特點和種類為基礎(chǔ)，選擇恰當?shù)姆椒?，保證設備狀態(tài)檢測的高效性。

5.2 設備運維技術(shù)

在變電站設備運維中，主要包括一次、二次設備運維，具體要點如下：①一次設備運維：以變電站實際情況為基礎(chǔ)，加強與廠家的交流，設計完善的、具有可操作性的運維方案，這對于發(fā)揮變電站智能化優(yōu)勢。一次設備運維的重點應放在電子互感器、智能開關(guān)等設備上，同時需定期檢測持續(xù)供電設備、實時監(jiān)控高壓電磁場，第一時間發(fā)現(xiàn)設備異常情況，確保設備正常運行。②二次設備運維：變電站二次設備運維，主要是保護自動裝置系統(tǒng)、維護合并單元，其中，在合并單元運行維護時，需落實報警系統(tǒng)實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)、判斷異常信號類型，做好針對性的處理。此外，由于此類運維工作專業(yè)性要求較高，必須組織相關(guān)工作人員進行技術(shù)培訓，保證運維工作的規(guī)范、有序落實，起到應有的設備維護效果。

5.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括激光掃描儀、地理定位系統(tǒng)、紅外感應器等感性設備，經(jīng)過這些設備將互聯(lián)網(wǎng)與變電設備相互連接，通過互聯(lián)網(wǎng)對信息進行傳遞和計算，并進行處理與分析，實現(xiàn)變電運行維護中的智能化定位、識別、管理、監(jiān)測技術(shù)，其主要由感知層、網(wǎng)絡層和應用層組成。感知層能夠?qū)斪冸姷妮旊?、變電、配電以及用電等環(huán)節(jié)進行監(jiān)測，其中主要對輸電和變電進行監(jiān)測。通過攝像、設備傳感等設備的運用實現(xiàn)對輸變電設備運行狀態(tài)的感知和環(huán)境監(jiān)測，形成信息數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡通信、RFID 等技術(shù)進行信息數(shù)據(jù)傳遞。網(wǎng)絡層能夠解決信息數(shù)據(jù)長距離傳輸?shù)膯栴}，將獲取的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，通過廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)實現(xiàn)傳輸。智能網(wǎng)主要涉及網(wǎng)絡技術(shù)和通信技術(shù)。應用層主要是對信息數(shù)據(jù)信息進行整合和處理，實現(xiàn)人機交互，應用層的第一層主要針對業(yè)務個性化需求進行信息數(shù)據(jù)的處理，第二層是設備終端層，構(gòu)建應用平臺，實現(xiàn)人工對輸變電設備的控制[2]。

6 變電運行維護工作水平的提高措施

6.1 對變電系統(tǒng)功能進行完善

在當前的階段，我國電力企業(yè)對于變電系統(tǒng)的監(jiān)控還沒有達到十分完善的模式，導致對于變電運行維護的工作難度提高。在現(xiàn)實的工作中，電力企業(yè)需要不斷完善變電系統(tǒng)的監(jiān)控功能，確保電力系統(tǒng)能夠平穩(wěn)的運行，不斷完善繼電保護系統(tǒng)，使其具有可靠性。另外，企業(yè)管理人員需要就變電運行維護工作制定一套維護制度，督促運維人員積極進行變電運行維護工作，改善其工作態(tài)度，促進維護人員工作水平的提高，有效減少變電系統(tǒng)中故障發(fā)生的概率。

6.2 嚴格執(zhí)行標準化工作

鑒于上述故障情況，為強化變電站設備的安全運行，需要制定工作的標準化制度，確保各項工作均嚴格按照工作標準完成。第一，作為設備的操作工人，需要持證上崗，具備設備操作資格，且嚴格按照變電站所制定的設備操作規(guī)范控制自身操作行為。第二，設備檢查人員需要先明確自身的工作任務和工作內(nèi)容，將設備檢查結(jié)果記錄到特定的檢查筆記中，形成完整的檢查報告。第三，設定監(jiān)督人任務，以監(jiān)督人的方式監(jiān)督和替換正在操作設備的工作人員，強化對工作人員的約束作用，降低事故發(fā)生的概率。第四，注重預防措施的制定，根據(jù)以往設備出現(xiàn)故障的實際情況，分析導致事故發(fā)生的原因，構(gòu)建事故應急預案，一旦設備發(fā)生故障，立即執(zhí)行應急預案，及時對設備進行維護和檢查，降低設備故障所造成的風險和損失[3]。

6.3 強化設備管理

強化設備管理也是有待實施的一項。為防止變電站中電力設備導致的故障頻繁出現(xiàn)，用電單位需在前期設備的選型中就做出嚴密考量，側(cè)重點應投放在設備功能是否全面、質(zhì)量是否優(yōu)質(zhì)而不是僅根據(jù)價格因素來選擇。辯證客觀地來看，倘若后期設備出現(xiàn)問題，那么對于整個系統(tǒng)的影響都將會十分巨大，不僅體現(xiàn)在物力方面，人力也是如此。此外要加強變電設備的施工監(jiān)管，防止因施工質(zhì)量未能全面落實造成后期設備運行的安全隱患。

6.4 增強風險管理意識

變電站的設備運行過程中出現(xiàn)風險是不可避免的，為降低設備故障所造成的損失，電力公司需要注重對各個層次工作人員風險管理意識的培養(yǎng)。具體來講，先完成風險管理知識宣傳，以宣傳欄和宣傳海報的方式提醒變電站工作人員，明確設備故障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并促使其了解設備故障所產(chǎn)生的危害。然后，利用規(guī)章制度方式對管理人員進行約束，促使其定期查看設備運行狀況，督促設備維修和檢查工作。最后，通過模擬演練，如緊急情況下的模擬演習，提高相關(guān)人員的風險意識，并實現(xiàn)電力系統(tǒng)的正常運行。

6.5 密切監(jiān)測智能變電站運行

在智能變電站運行期間，必須密切監(jiān)測智能變電站，合理選擇監(jiān)測技術(shù)。應用監(jiān)測技術(shù)時，需要將檢測傳感器安裝在變電設備上，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時監(jiān)控變電設備運行狀態(tài)，對故障位置進行準確化判斷，采取有效措施予以處理，以此加強變電站運維質(zhì)量，全面發(fā)揮變電設備的功能和作用。

7 結(jié)束語

智能化變電站應用特殊材料，環(huán)保性與節(jié)能性顯著。通過應用智能變電站，能夠全面監(jiān)控變電站運行狀態(tài)，在遭遇自然災害事件時，能夠高效抵制災害影響，全面加強變電站自主管理能力，降低安全事故率。然而，智能變電站基本構(gòu)成比較復雜，科技水平高，所以運維人員必須提升自身專業(yè)素養(yǎng)，在維護期間不斷提升智能變電站運行穩(wěn)定性與可靠性，加大運行維護力度，同時做好優(yōu)化改進工作。