集中式智能變電站運行管理新模式

朱興柯 李 斌 李長生 王澤雄 吳治軍

(云南電網公司普洱供電局，云南 普洱 665000)

1 前言

在電網系統中，雖然變電設備的微機保護和數字式儀表已經廣泛采用，但是在變電站層面上卻沒有突破。保持著傳統的控制理念和控制方式。智能型變電站能夠把現場操作改變為遠程操作，提高了變電站的響應速度，當實現完全智能化后，變電站的操作流程應更加簡潔。

某110kV變電站系統采用了IEC 61850通信協議標準，實現了信息網絡共享、保護測控裝置的高度集中、SMV采樣值、GOOSE報文和IEEE 1588對時報文三網合一、一鍵智能操作和視頻聯動。結合該變電站集中式保護測控裝置、智能終端、過程層交換機、同步時鐘、一鍵智能操作、后臺狀態數據監測的首次應用，給原來的運行管理模式帶來了變化，下面就如何有效管理新模式下變電運行倒閘操作、運行維護、事故處理等進行分析和探索。

2 智能變電站與數字化變電站區別

數字化變電站強調信息獲取、傳輸、存儲和控制形式方面的問題，更加看重變電站多種信息數字化傳輸和數字化控制。建設數字化變電站是對傳統變電站二次系統的巨大變革，電磁式的TA、TV將被電子式的光TA、光TV替代，所有變電站測量和保護設備也必須滿足這一變化，摒棄傳統的模擬輸入而改用數字式的輸入。實現完全的數字化后，保護設備將輸出數字信號，一次設備控制回路也將采用數字化的接口替代傳統的模擬量控制方式。在全站數字化的基礎上，傳統變電站運行的實時信息傳輸速度將達到前所未有高速，IEC61850等復雜的設備信息模型和靈活的傳輸協議能夠發揮其最佳的效果。智能變電站不僅僅是設備和傳輸方式的革新，更多地強調遠程操作和智能控制，強調一次設備信息的完備和操作的友好性特征，體現智能電網的自動化和互動化的概念，所以智能變電站和數字化變電站是具有顯著差異的，可以說數字化強調的是實現的手段，而智能化強調的是實現的目的。

3 運行模式變化分析

3.1 電氣倒閘操作

全站的隔離開關、接地開關、手車式斷路器通過電動化工程改造后具備了鏈式操作的條件，視頻聯動檢查設備狀態新技術的應用，實現了電氣倒閘操作一鍵式自動程序操作(以下簡稱“一鍵智能操作”)，一鍵智能操作分為智能集控操作和智能調控操作兩種模式，常規操作模式流程與一鍵智能操作模式流程如下:

圖1 操作流程

通過上圖流程對比，結合實踐操作應用，一鍵智能操作在提高供電可靠率、改善人機功效、風險有效控制三個方面有著顯著的優勢，分析如下:

1)倒閘操作用時大幅度減少，供電可靠率顯著提高。

2)一鍵智能操作及一體化五防的應用，改善了人機功效。減少了后臺監控系統與五防系統數據校驗、對位通信環節，使五防系統更簡化、更可靠。

3)操作流程的簡化，有效減少了操作風險。一鍵智能操作在指令發出后由裝置完成判斷、檢查、操作，整個操作鏈無需人為干預，減少11個環節，作業流程大幅簡化。

圖2 操作流程數量圖

圖3 操作用時圖(單位:分鐘)

3.2 運行維護工作

繼電保護及自動裝置、測控裝置高度集中后，裝置使用量、設備占地減少。光纖數據傳輸代替電纜模擬傳輸后，電纜用量大幅減少，降低了維護工作量。通過后臺監控系統高級應用功能開發和巡檢機器人的應用，充分整合了信息資源，使人力資源進一步得到優化、工作效率大幅提高。

3.3 事故處理

應用后臺監控系統智能輸出綜合數據和輔助決策功能，在一鍵智能操作和視頻聯動跟蹤模式下，提高了事故、異常判斷準確性和處理的快速性，增強了安全性。

4 運行維護管理辦法

通過新設備的使用、新技術的應用，110kV景東智能化變電站接入系統安全穩定運行150天以來，經過8次不同類型故障的檢驗，裝置均能在區內故障時正確動作，可靠切除故障，區外故障時實現可靠閉鎖。智能化設備投入系統運行，實現了電力技術、設備、運行和管理等方面水平的提升，在倒閘操作、運行維護、事故處理等方面發生了新的變化，對新的變化沒有切實的運行標準和管理經驗所借鑒，下面從倒閘操作、運行維護、事故處理三個方面研究管理的新模式。

4.1 倒閘操作

1)制定智能閉鎖系統檢查規范。

2)針對隔離開關拉、合過程中發生電機或操作回路異常，容易造成拉弧的緊急情況，應制定上一級設備隔離的應急處置策略。

3)值班人員在進行遙控、遙測、遙信和數據調取工作時，不得隨意進行人工置數、置位改變主接線監視圖上的模擬數據和設備狀態。

4)后臺監控系統應具備模擬預演和開票功能。

5)在執行一鍵智能操作前，須先登錄視頻監控系統，確保整個操作過程的聯動監控。

6)各設備單元應加裝感應式帶電閉鎖裝置，使全站所有設備單元具備自動驗電功能，防止帶電合接地開關惡性誤操作事故的發生。

4.2 運行維護

4.2.1 編制規范和標準

4.2.2 建立健全的圖紙資料

4.2.3 拓展的功能

1)后臺監控系統自動生成運行日志，便于巡檢工程師等各方對運行數據的掌握和分析。

2)保護、測控、自動裝置的電源插件電壓實時監測和異常報警。

3)高溫、潮濕環境下自動調節溫濕度，保證戶外智能終端設備運行可靠。

4)智能機房空調設備能自動調節，控制室內空氣溫、濕度在規定范圍內，確保戶內設備穩定可靠運行。

5)視頻、照明聯動，提高夜間視頻觀察效果。

6)變壓器冷卻系統、通風設備等輔助設備根據控制策略能夠自動切換。

4.2.4 裝置異常的保護自適應

1)當全球GPS和北斗衛星導航兩套對時裝置時鐘失去同步時，保護裝置將閉鎖全站主變差動、方向保護，系統能智能調整后備保護定值，滿足保護裝置上、下級配合需要。

2)網絡交換機出現故障時，將使相應層級的保護裝置功能喪失，在主變保護、110kV線路保護裝置喪失保護功能時，上一級線路保護范圍應延伸至本站。

3)過程層交換機應雙重化配置，保證信息交換的可靠性;備份其基本、高級配置數據，確保交換機故障時能及時替換，防止保護、測控功能喪失。

4.3 補充事故處理策略

1)通信故障狀態下的應急處置管理規定。

2)隔離開關、斷路器拒動、設備異常等不同故障類型下的應急處置策略。

3)隔離開關拉、合閘過程中，因設備異常造成半分、合長時拉弧緊急情況下采用上一級設備隔離的應急處置策略。

5 結束語

智能化變電站較常規變電站在運行管理、設備管理、技術管理等方面發生了較大的變化，一些原有的標準和規定已不適應新設備、新技術應用的管理需求。以上對智能化變電站運行管理進行了有益的探索，為三網合一、集中式智能化變電站有關運行、設備、技術、管理標準的制定奠定了基礎。