智能變電站運維人員新技術培訓研究

周秧 沈亮 蔣吉蓀 陳向軍

摘要：為適應電網(wǎng)的快速發(fā)展，滿足智能變電站運維的要求，針對智能變電站的技術特征，并與常規(guī)變電站相比較找出差異性，主要從理論知識和操作技能兩個方面探討智能變電站新技術的培訓，為今后的工作奠定了基礎。

關鍵詞：智能變電站;運行維護;新技術;培訓

中圖分類號：G726 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0130-02

智能變電站作為堅強智能電網(wǎng)的重要基礎和支撐，在智能電網(wǎng)建設中的作用舉足輕重。省內乃至全國在建設、已投運的智能化變電站不斷增加，從事智能變電站的運行、維護人員也將逐年增加。但是，智能變電站的運維人員普遍缺乏智能變電站的運行、維護及技術管理等方面的實際工作經(jīng)驗，急需進行智能變電站相關的新技術、新技能培訓。

本文結合智能變電站現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，主要對當前智能變電站的技術特征進行分析，并將智能變電站與常規(guī)變電站進行比較，總結出它們兩者之間的異同點，從而得出智能變電站運維人員應加強培訓學習的內容和要求，為今后開展智能變電站運維人員新技術培訓以及相關培訓打下基礎。

一、智能變電站的主要技術特征

隨著計算機技術、通信網(wǎng)絡技術以及新型傳感器技術等的飛速發(fā)展，變電站自動化系統(tǒng)有了極大的發(fā)展，產(chǎn)生了大量的新技術、新應用，這也使變電站中應用系統(tǒng)日益眾多。這些新技術、新應用對變電站自動化的發(fā)展是一種促進，也是一種挑戰(zhàn)。因此，采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的智能變電站成為不可阻擋的趨勢。

1.一次設備智能化

采用常規(guī)一次設備+智能單元方式實現(xiàn)一次設備的智能化，通過智能終端完成斷路器、隔離開關等設備的跳合閘回路、位置信號采集回路等。通過一次設備的狀態(tài)在線監(jiān)測，變人工巡視與定期檢修為自動檢測狀態(tài)檢修，提高變電站的可靠性，減少維護的工作量，提高效率。主要包括：主變壓器采用“主變本體+傳感器+智能組件”方式實現(xiàn)智能化合并單元：合并單元采用直流供電，提高電子式互感器的可靠性;智能終端接受保護裝置跳合閘命令、測控手合/手分命令及閘刀、接地閘刀GOOSE分合命令;輸入開關位置、閘刀及地刀位置、開關本體信號;跳合閘自保持功能等;實現(xiàn)了一次設備的數(shù)字接口功能;一次設備狀態(tài)實現(xiàn)在線監(jiān)測等功能。

2.二次設備數(shù)字化

電子式互感器、采集器實現(xiàn)二次設備的數(shù)字化，將二次設備的模擬量轉換為數(shù)字量。合并單元實現(xiàn)電子式互感器電流、電壓量的采集，并通過光纖或SV網(wǎng)傳輸將二次信號變?yōu)榛诰W(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)字化信息。保護裝置保護動作后通過保護裝置內的GOOSE跳閘軟壓板出口，再通過GOOSE直跳口將光信號經(jīng)光纖輸至智能終端，智能終端的A、B、C相跳閘接點閉合后通過A、B、C相保護跳閘壓板將電信號傳至智能終端內的A、B、C相跳閘保持繼電器并最終傳至開關操作機構箱實現(xiàn)跳閘。監(jiān)控后臺遙控操作發(fā)出的斷路器控制信號通過MMS網(wǎng)傳至保護測控一體裝置，以光信號通過GOOSE網(wǎng)傳輸至智能終端，再完成對斷路器的分合控制。保護跳閘示意如圖2所示。

全站所有信息交換均依托于GOOSE報文和MMS報文，GOOSE服務通過廣播方式傳送報文數(shù)據(jù)，實現(xiàn)IED裝置之間互相通信及信息共享;保護測控裝置不設置功能硬壓板，通過在裝置上設置軟壓板的方式以投退保護功能，為遠程維護和無人值班提供了條件。

3.網(wǎng)絡結構標準化

按照IEC61850及DL/T860中的系統(tǒng)結構，實現(xiàn)了信息建模與共享傳輸、通信網(wǎng)絡的標準化和設備間的互操作性。全站自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡結構分為站控層、間隔層和過程層，網(wǎng)絡系統(tǒng)構成分為站控層網(wǎng)絡和過程層網(wǎng)絡，分別設置GOOSE網(wǎng)和MMS網(wǎng)保護直接采樣（或網(wǎng)采），直接跳斷路器。

全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺實現(xiàn)了全站設備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA）、操作閉鎖等相關功能。交直流一體化電源系統(tǒng)，站內直流、交流、逆變、UPS、通信等電源采用一體化監(jiān)控，通過全站MMS網(wǎng)絡統(tǒng)一上送到一體化信息平臺，實現(xiàn)了控制自動化、信息可視化、配置標準化。

4.高級應用功能

實現(xiàn)了一鍵式順序控制、故障信息分析決策與智能告警、與上級調度的源端維護、網(wǎng)絡報文記錄分析、智能輔助系統(tǒng)等高級應用功能。

二、智能變電站運維人員的新技術培訓

智能變電站中一次設備智能化，二次設備網(wǎng)絡化。設備之間連接介質由光纜替代了傳統(tǒng)的電纜，電磁信號被轉換成了數(shù)字信號，二次回路成為了“虛回路”。相對于傳統(tǒng)的綜合自動化變電站而言，其運行維護必然帶來一些改變。對運維人員而言，智能變電站和常規(guī)變電站存在較大區(qū)別，他們面臨著知識的更新與挑戰(zhàn)。為了使運維人員能更好地適應電網(wǎng)快速發(fā)展和智能變電站快速的要求，需要從理論知識和操作技能兩個方面加強培訓。

1.智能變電站的理論知識培訓

智能變電站和常規(guī)綜合自動化變電站存在差異，故需對運維人員進行相關理論知識培訓，主要內容包括：

（1）IEC61850、DL/T860標準及智能變電站繼電保護應用模型、設計方案、工程配置和實施的基本辦法。

（2）智能變電站的網(wǎng)絡系統(tǒng)結構、通訊機制、傳輸信號、對時方式、交換機接口對應表、GOOSE斷鏈告警二維表、網(wǎng)絡報文分析儀的使用方法。

（3）電子式互感器、合并單元技術規(guī)范、工作原理;合并單元傳輸規(guī)約、采集信息圖及二維表;電子式互感器、合并單元的巡視要點;交換機、網(wǎng)絡的的基本工作原理，巡視要點及異常處理方法;交換機故障情況下的處理方法和危險點控制。

（4）智能變電站繼電保護技術規(guī)范;智能變電站繼電保護工作原理、告警信息含義、軟壓板功能、運行操作說明、故障處理原則、巡視要點;上級職能部門制訂的繼電保護運行規(guī)程及運行管理規(guī)范。

（5）智能變電站繼電保護SCD文件、CID文件的解讀，裝置保護虛端子的配置情況及信息流，各繼電保護的跳閘邏輯及各類遙測、遙信信號的上送機制，智能變電站內各IED之間的信息流向。

（6）輸變電設備在線監(jiān)測裝置工作原理，輸變電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)的使用方法、巡視要點、運行管理規(guī)范。

（7）監(jiān)控后臺常規(guī)操作、順序控制操作、保護整定值的調取打印、保護動作事件報告的調取打印、保護定值區(qū)的切換等操作的方法，順序控制操作的運行規(guī)定。

（8）各級部門關于智能變電站運行管理規(guī)范、設備運行維護導則、巡視技術規(guī)范、交接驗收規(guī)范的規(guī)章制度。

2.智能變電站的操作技能培訓

智能化變電站中對于新技術的應用和新安全問題的出現(xiàn)對運維人員的素質提出了更進一步的要求。運維人員不僅需要掌握智能化變電站的技術層面，還需要了解在智能化變電站工作存在的危險因素，采取的安全措施，必須遵守的安全規(guī)則等;運維人員必須掌握在新技術下如何做好運行巡視、規(guī)范倒閘操作，還必須掌握對智能化設備異常的分析和應急處理，掌握如何做好檢修設備的安全措施以及動態(tài)危險點的預防工作。因此，為了使運維人員能更快地適應工作的變化，他們除了具備傳統(tǒng)站的技術技能要求外，還必須進行相關操作技能培訓。我中心有110kV智能變電站，可以進行實際操作技能培訓，主要包括五部分內容：

（1）設備監(jiān)視。智能化變電站監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)視對象、內容、重點和手段上都有明顯的區(qū)別，除了傳統(tǒng)站一次設備告警以及保護動作信號外，必須監(jiān)視保護裝置的遙測信息、通道信息、軟壓板狀態(tài);交換機信息、GOOSE跳閘鏈路信息、保護MMS通信信息;戶外柜的運行環(huán)境溫度、濕度以及變化信息;時鐘同步、對時系統(tǒng)工況;光電流電壓互感器的采樣信息等。

（2）設備巡視。智能變電站現(xiàn)場設備巡視工作重點與傳統(tǒng)變電站有了很大的區(qū)別，在智能站中全站運行信息均上送監(jiān)控后臺，異常或缺陷情況在監(jiān)控后臺實現(xiàn)實時報警，因此，監(jiān)控后臺巡視數(shù)據(jù)可以指導現(xiàn)場設備的巡查，例如：后臺報智能終端溫濕度越限，則現(xiàn)場必須重點檢查箱體內散熱、除濕是否正常工作。隨著智能變電站技術的不斷推進，輔助巡視手段也會不斷出現(xiàn)。

因此，根據(jù)智能變電站的技術特點，制訂適用于智能站運行巡視指導書，研究輔助巡視系統(tǒng)的巡視策略，以及如何開展智能化變電站運行分析等都是運行需要解決的課題及現(xiàn)場培訓的重點內容。

（3）倒閘操作。

1）智能化變電站程序化操作的應用：由于智能化變電所中的一、二次設備具備遙控操作的技術條件，通過在監(jiān)控后臺預先設定操作順序、操作對象、執(zhí)行條件和執(zhí)行成功校驗，由后臺自動實現(xiàn)一系列的批操作。程序化操作在給倒閘操作帶來便利和高效的同時，也給程序化操作票系統(tǒng)的維護帶來風險，典型操作票庫維護工作難度加劇，一旦設置錯誤極易造成誤操作。運維人員不僅需要掌握程序化操作票系統(tǒng)的使用，也需要掌握程序化操作票系統(tǒng)的維護，同時必須能處理程序化操作票異常情況下的處理方法。

2）保護壓板操作方式的改變。傳統(tǒng)變電站保護屏“硬壓板”操作被后臺監(jiān)控系統(tǒng)界面上的“軟壓板”操作所取代。如何有效執(zhí)行軟壓板的監(jiān)護操作也是運維人員遇到的課題之一。同時必須解決一旦在軟壓板五防遙控，必須在裝置上進行軟壓板操作時操作規(guī)范的問題。因此，軟壓板操作規(guī)范的培訓也是智能變電站與傳統(tǒng)站的區(qū)別之一。

（4）工作許可安全措施。智能變電站與傳統(tǒng)站相比，工作許可安全措施的變化主要體現(xiàn)在二次回路的工作上，運維人員操作軟壓板將保護改信號，并未在物理上實現(xiàn)保護裝置的二次隔離，保護的GOOSE光纖出口（相當于傳統(tǒng)的二次回路）仍與運行系統(tǒng)相連。在檢修保護上試驗時，仍有誤發(fā)出口報文的危險。

（5）二次設備異常處理。智能化變電站保護裝置、智能終端等微機設備出現(xiàn)異常，調度或主管部門往往希望運維人員進行初期處理，例如：采用重啟裝置的方法嘗試使設備恢復正常。同時，針對“大檢修”改革的方向，運維人員也必須學會分析處理簡單的缺陷異常等。

三、結論

智能變電站作為智能電網(wǎng)的物理基礎，將貫穿智能電網(wǎng)建設的整個過程。建設堅強智能電網(wǎng)，引領技術發(fā)展，制定標準規(guī)范，從而占領世界電網(wǎng)技術制高點。建設全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化、高級應用互動化特征的智能變電站已成為建設統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分。本文基于智能化變電站的主要技術特征，深入研究智能變電站的特點，分析與常規(guī)綜合自動化變電站的差異，如架構體系、通訊標準、高級應用等，并對智能變電站運維人員面臨的新知識、新技能的挑戰(zhàn)進行了研究，為今后開展智能變電站運維人員的相關培訓提供了必要的理論基礎。

參考文獻：

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[2]李峰.智能變電站運行維護中應注意幾點問題分析[J].中國高新技術企業(yè)，2013，24（7）：293-294.

（責任編輯：王祝萍）