淺談智能化變電站安全與檢修技術

摘 要：智能化變電站中數字化的保護裝置可直接與監控后臺通過IEC 61850規約進行數據通信，性能優越的網絡設備保證保護信息傳送的及時性和可靠性，保護上送的信息量也無數量限制。從現行的智能化變電站特點出發，分析并結合智能變電站現場運行的影響和變化，依據實踐經驗，對智能化變電站運行與維護檢修工作進行討論。

關鍵詞：智能變電站；安全工作；檢修措施

中圖分類號： TD611+.2 文獻標識碼：A

1.1 運行巡視、監視

智能化變電站中數字化的保護裝置可直接與監控后臺通過IEC 61850規約進行數據通信，性能優越的網絡設備保證保護信息傳送的及時性和可靠性，保護上送的信息量也無數量限制。全面的保護信息有利于事故及異常分析，但也容易造成刷屏現象，干擾運行人員的監盤工作。

針對監控后臺信息量大的情況可采取以下措施：（1）監控后臺應做好信號的分類分級，將重要的信號做成傳統光字牌形式，提供運行人員重點監視；（2）采用智能告警窗口，針對大量的告警信號，監控系統進行智能分析，提供分析后的數據，輔助運行人員進行決策；（3）對未復歸信號設置專門窗口或發出智能告警提示，方便運行人員查詢異常未返回信號，以免遺漏重要信號；（4）對檢修設備試驗過程中產生的大量干擾信號，采用“檢修態”品質加以屏蔽，檢修報文應不觸發音響告警，不影響運行人員的正常監盤工作。

另外，裝置與后臺MMS 通信因長時間中斷而失去監控，應作為緊急缺陷處理，查找通信中斷原因，若由保護裝置引起，宜重啟保護裝置，重啟前根據相關預案做好安全措施，按指導書進行操作。

1.2 倒閘操作

在滿足遙控操作和程序操作技術條件的前提下，智能化變電站中一、二次設備程序化操作可通過在監控后臺預先設定操作順序、操作對象、執行條件和執行成功校驗，由后臺自動實現一系列的批操作。其降低了運行人員的工作強度，提高效率，并最大程度上降低了人為誤操作事故發生的概率。但也存在如下缺點：（1）程序化操作票庫的維護工作量大，倒閘操作過程中人為誤操作因素轉移到了程序化操作票庫的建立和維護過程中；（2）針對一次設備的程序化控制，后臺執行成功的校驗條件只能依靠被操作設備的遙信和相關的遙測信息，需解決二次輔助接點不可靠和一次設備操作不到位的問題。

針對程序化操作典型操作票庫（ 典票庫） 維護工作量大的情況，應開發安全可靠 容易上手的智能開票系統，通過可視化的圖元開票方式進行典票庫的建立和維護工作，圖元的數據關聯由系統自動進行，無需人工配置，從源頭上避免了人工配置操作對象錯誤。同時，監控系統應在典票庫上設置安全防護措施，防止系統故障時丟失或不經意間的修改；在運行管理上，制定程序化操作典型票維護的工作規定；在檢修管理上，應明確何種工作可能影響程序化操作典票庫，應如何校驗。

一次設備遙控操作執行后，可以根據遙信量或相關的遙測量進行操作后狀態識別。對于非GIS設備，必須由人工在現場核對一次設備，條件允許和技術成熟時，可采用智能機器人、固定攝像頭等手段通過圖像識別技術進行設備是否操作到位的輔助判斷。二次設備遙控操作執行后，監控系統應根據保護軟壓板的遙信變位信息加以校驗；定值區切換后，也應根據保護定值區號的實施遙測進行校驗。

監控后臺應完整記錄所有操作步驟，并包含各類操作信息，包括操作方式、操作人員、操作時間等。

程序化操作應具備急停功能和轉常規操作功能，操作票打印格式既可以滿足程序化操作又滿足常規操作的要求，現場需具備程序化操作轉常規操作的流程規定。

1.3 二次設備異常處理

按照統計規律，保護裝置、智能終端等微機設備的異常，一般可通過重啟裝置的方式來消除。因此，為縮短異常處理時間，運行人員可進行初期處理，采用重啟裝置的方法嘗試使設備恢復正常。這點在變電站位置偏遠，專業人員無法及時到達時較具有現實意義。同時在“大檢修”體系中，運行人員也需要學會分析和處理簡單的缺陷異常。

在二次設備異常處理或裝置重啟時，具體的安全措施和操作流程，需要專業人員提供事故預案或操作手冊進行指導。

2 檢修工作安全措施

2.1 檢修試驗的安全措施

（1）按調度指令將保護改信號，取下相應GOOSE 出口壓板，從邏輯上保證檢修裝置不會誤出口跳閘；

（2）對于重要保護裝置（ 如母差失靈，主變三側聯跳等），在保護改信號時，既取下檢修裝置的發送壓板，也取下運行設備的接收壓板，這樣即使檢修裝置出現邏輯異常也不會誤跳運行設備；

（3）斷開檢修裝置的GOOSE 網絡接口，實現真正意義上的物理隔離，此安全措施由檢修人員執行；

（4）投“檢修態”壓板，利用報文的檢修品質區分檢修設備和正常設備，以及利用 “檢修一致”的原則進行保護聯調。該方式未將試驗系統和運行系統進行隔離，因此要求“檢修”態的設置具有高度的可靠性，裝置必須保證“檢修態壓板”光耦開入的可靠，同時各廠家對檢修態的處理原則必須一致。

2.2 裝置檢修時的安全隔離措施

（1）電子式互感器（ 包括前置模塊以及合并單元）

運行安全措施： 經調度許可后退出與該合并單元相關的所有保護裝置GOOSE出口壓板及對應交流回路軟壓板，放上合并單元檢修壓板。對于間隔停電的檢修方案，母差保護在退出檢修間隔后可繼續運行。

檢修安全措施： 如前置模塊故障，應斷開前置模塊與合并單元之間的光纖；如合并單元故障，應斷開合并單元至各保護測控的采樣值光纖。由于合并單元外部光纖很多，應盡量避免在合并單元上拔下光纖，而應在前置模塊或保護處斷開光纖。

（2） 繼電保護裝置

運行安全措施： 經調度許可后取下GOOSE出口壓板及對側接收壓板，放上裝置檢修壓板；當GOOSE 軟壓板無法操作時，取下對側接收壓板，放上裝置檢修壓板。

檢修安全措施： 斷開保護至智能終端的跳閘光纖，斷開保護至交換機網絡的組網光纖。

（3） 交換機

運行安全措施： 停用受影響相關保護。

檢修安全措施： 斷開交換機上設備光纖和級聯光纖。

（4） 智能操作箱

運行安全措施： 取下分合閘出口硬壓板，拉開操作電源，放上裝置檢修壓板。

檢修安全措施： 斷開至保護測控的光纖，解開智能終端跳合閘出口操作正電源或打開端子連片。

2.3 檢修完成后的恢復

（1） 電子式互感器（ 包括前置模塊以及合并單元）

配置檢查： 合并單元更換后，需要對合并單元輸出的采樣值報文及其配置進行檢查，確保與更換之前的輸出一致。

極性和變比： 電子式互感器前置模塊通常含有互感器極性和變比的配置參數，更換前置模塊后，互感器的極性和變比都有可能發生變化，需要通過試驗保證其正確性。

恢復安全措施： 檢修人員按標識恢復外部光纖，觀察相關二次設備的通信狀態和采樣值，確保采樣正常，差動保護無差流值 運行人員解下檢修壓板，觀察保護無告警， 按調度令投保護跳閘。

（2） 繼電保護裝置

配置檢查： 檢查保護輸出的 GOOSE 跳閘報文的詳細配置應與原保護一致。

靜模試驗： 檢查保護采樣值精度； 檢查保護開入狀態； 模擬故障，跳閘壓板應有效，跳閘報文應正確。

恢復安全措施： 檢修人員按標識恢復外部光纖，觀察相關保護和智能終端通信恢復情況，檢查保護采樣值，確保采樣正常，差動保護無差流值運行人員解下檢修壓板， 投對側接收壓板，觀察保護無告警，按調度令投保護跳閘。

（3） 交換機

配置檢查： 根據交換機配置單核對交換機配置，包括管理地址、靜態VLAN、1588對時參數等。

恢復安全措施： 檢修人員將級聯光纖和設備光纖按標識恢復，檢查交換機端口運行燈亮。觀察相關二次設備的通信狀態恢復情況，有網絡采樣的檢查采樣值應正常，有1588 對時的檢查授時設備對時功能應恢復。

（4） 智能操作箱

配置檢查： 檢查智能終端輸出的GOOSE報文詳細配置應與原先一致。

靜模試驗： 模擬跳合閘、遙控GOOSE報文，驗證智能終端開出接點動作正確； 模擬智能終端開入，檢查輸出GOOSE報文的接點動作應正確。

恢復安全措施： 檢修人員按標識恢復外部光纖，觀察相關二次設備的通信狀態恢復情況，檢查保護測控開關量狀態正常。復歸智能終端動作信號，檢修人員接入操作正電源，運行人員合上操作電源空開，解下檢修壓板，觀察智能終端無動作告警信號， 按調度令投入跳合閘壓板。

結語

智能變電站其設備間光纖互聯、軟壓板的使用、全新的檢修機制，使得電氣隔離和安全操作有了新的內容。保護、通信、自動化工作界面互相交錯，導致傳統意義上專業劃分已不能滿足智能變電站的技術特點和需要。這些都對智能變電站的運行和檢修提出了更高的挑戰，其工作實施中的安全策略也應當在實踐中不斷摸索、總結并逐步完善。

參考文獻

[1] 李賓皚，曾平.智能變電站運行、檢修安全策略研究[J].華東電力， 2012.

[2] 于偉城，白瑞，郝偉.智能變電站二次設備檢修處理機制分析探討[J].山西電力，2012.