淺談數字化變電站二次設備運行維護策略

劉 戈

(珠海供電局，廣東珠海 519000）

淺談數字化變電站二次設備運行維護策略

劉 戈

(珠海供電局，廣東珠海 519000）

變電站作為供電系統的樞紐，只有保證其運行的安全性、穩定性，才能保證電力系統的供電質量?；诖耍瑢Ξ斍皯脧V泛的數字化變電站的運行維護策略進行了探討。

數字化變電站；二次設備；運行維護

0 引言

隨著社會經濟的不斷發展，數字化變電站不斷推廣，電力系統逐漸走向一個新的發展階段。為了保證數字化變電站的運行效率，提高電力系統的供電效率，需要做好數字化變電站的運行維護工作，及時消除其潛在的故障風險，全面提高數字化變電站的運行效率。

1 數字化變電站概述及220 kV琴韻站概況

數字化變電站是由智能化一次設備(電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層(過程層、間隔層、站控層）構建，建立在IEC61850標準和通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。數字化變電站將信息技術、通信技術、網絡技術等充分運用起來，實現信息的共享性、互操作性、標準化等，從而實現對變電站進行監視、測量、信息管理、控制保護等自動化功能[1]。

220 k V琴韻站是典型的數字化變電站，該站二次網絡是在靜態組播原理的冗余以太網基礎上，實施全站GOOSE、SV組網方式，采用獨立雙套雙網架構。因為智能一次設備尚在研究和試驗階段，而數字化變電站的站控層與傳統綜自站并無本質區別，因此，基于筆者對220 k V琴韻站的維護經驗，本文將從繼電保護專業的角度探討GOOSE和SV網絡架構的數字化變電站二次設備維護策略。

2 數字化變電站二次設備運行維護策略

2.1 電子互感器和合并單元的運行維護

電子互感器是數字化變電站的重要組成部分，而合并單元是電子互感器與站內IEC61850網絡交換數據的重要節點，互感器與合并單元之間是由廠家的內部協議通訊，因此，應將電子互感器和合并單元視為整體。

(1）檢查通信線路連接的設備元器件是否完好，是否發生損壞，有無松動以及信號傳輸光纜是否完好等。數字化變電站的設備都高度智能化，有損壞時會發告警信號。以筆者親歷的一次缺陷為例:某天調度收到琴韻站某間隔報合并單元告警信號，工作人員到達現場后用筆記本電腦的模擬面板功能接入合并單元，發現信道通訊異常，通道測試儀顯示其中一條從電子互感器到合并單元的尾纖衰耗達-33 dBm，證明此光纖內部已經損壞，更換后裝置恢復正常。因此，在平常定檢時，工作人員應當增加檢查光纖通道的項目，正常情況下，通道的衰耗不會超過-8 dBm，當發現有異常時，應進行整改。

(2）檢查電子互感器設備的外觀是否有損傷，電子互感器的連接是否有松動。

(3）利用儀表對電子互感器進行檢測，檢查測量值是否在正常運行的范圍之內。電子互感器的采樣檢測比較復雜，缺陷發生時不直觀。以筆者的一次缺陷處理為例:琴韻站某天曾經出現過母差差流告警信號，因為當時兩套母差只有一套告警，工作人員開始認為是母差保護自身故障，檢查后才發現是某間隔的A相從SV網上送電流為0所致。按以往經驗，工作人員到所在間隔的合并單元檢查，發現合并單元并沒有任何異常信號，最后才確定問題在該間隔電子互感器的A/D轉換上。更換后，保證新A/D轉換器正常的唯一方法是從一次通流，在兩套獨立合并單元之間進行對比。但該方法還有一個缺陷，因為電子互感器是將CT和PT結合在一起，如果是GIS設備，一次升壓會非常復雜，在緊急情況下，無法通過試驗方法驗證A/D轉換器的電壓信號轉換和傳輸功能。

采用以上幾種策略對電子互感器進行運行維護，能夠進一步保證電子互感器運行的可靠性，也能提高數字化變電站的運行效率[2]。

2.2 保護裝置和自動裝置的運行維護

保護裝置和自動裝置是數字化變電站運行的關鍵，對于保護裝置和自動裝置的運行維護，主要是觀察各個裝置自身是否在報警信息、告警信息方面規范和正確，同時，也可以從GOOSE通信信息來觀察裝置的運行狀態。通過這幾種方式來觀察數字化變電站的保護裝置和自動裝置的運行狀態，一經發現問題，要根據實際情況及時進行檢修，避免故障的擴大化。另外，日常對保護裝置、自動裝置進行維護，對消除裝置的運行風險也有一定作用，可確保保護裝置和自動裝置在最佳狀態下運行。

對于數字化保護設備，因為所有數據都是通過網絡傳輸，在檢修的過程中最重要的措施是與運行設備隔離。比如單一間隔的SV信號，主要影響接收該信號的其他裝置。而GOOSE信號與之類似，失靈啟動信號同樣會向母差保護裝置發送。而數字化站不能像常規站那樣通過解線完成隔離，因此，檢修時母差保護成為任何間隔工作都必須考慮的裝置?，F行辦法是將被檢修設備的“檢修壓板”投入，使之發出的信號被其他運行裝置認為無效，同時將母差保護等裝置內該間隔有效的控制字置“0”，保證不被影響。

另外，因為數字化變電站的特殊結構，也帶來了母差保護、備自投(帶低頻減載）和安穩這類裝置不能像常規站那樣進行定檢的問題，只能加強巡視和檢查。

2.3 交換機和GPS的運行維護

交換機和GPS設備的維護是數字化變電站特有的項目，因為數字化變電站的運行主要是靠通信系統來完成。對交換機的運行維護主要是在日常工作中觀察設備是否正常運行、主機或從機的指示燈是否與說明書一致。另外，交換機的運行維護，還可以從遠程控制后臺直接了解信息，一旦交換機發生故障，調度主站也會直接觀察到故障現象，從而在第一時間對設備進行維修。交換機維護的難度主要在交換機更換上，以琴韻站為例，站內一臺GOOSE網交換機從機曾經發生過故障，需整機更換。當時，與故障交換機相連的裝置包括#1主變保護、測控，2012母聯保護、測控，#1主變變高，2012母聯的智能終端等，更換時須把這些設備全部退出且投入“檢修狀態”，另外還必須停用與該網相關的母差保護。因為IEC61850采用組播通訊，交換機配置也須更改。更換交換機風險巨大，必須考慮周全。

GPS裝置重荷是因為在網絡架構的數字化變電站中，所有的信號都必須打上時標，如果時標信息出錯會被認為無效。因此，數字化變電站的GPS負荷會比常規站要重很多。琴韻站就曾出現過因GPS模塊故障，導致全站一半設備退出運行的情況。因此，除了靠自動化系統監視GPS設備外，二次人員在巡檢過程中要注意觀察GPS裝置的各種指示燈，同時還要應用紅外測溫儀對GPS外殼進行測量，發現異常及時處理。另外，在惡劣天氣來臨前，應檢查GPS天線是否牢固可靠，再對其進行檢查，平時GPS天線巡檢周期應比常規站更頻密。

2.4 建立數字化變電站長期運行維護模型

數字化變電站的運行維護不僅是一項復雜的工程，更是一項長期的工作，因此，在對二次設備進行運行維護的過程中，要根據數字化變電站的實際運行情況以及工作環境制定一個長期的運行維護模型，并嚴格按照維護模型上涉及的結構進行維護，維護模型不需太詳細，但必須將數字化變電站所有的大結構包攬進來，這樣便于將各個結構的運行維護工作任務分配到部門乃至個人。筆者所在單位借鑒其他單位經驗，為保證數字化變電站的正常安全運行，針對數字化變電站的運行維護做了一個簡單的模型(圖1），并結合該模型將其中的各大結構分配到各個部門負責，從而提高數字化變電站的整體運行維護工作質量。

圖1 數字化變電站運行維護模型

3 結語

實踐證明，數字化變電站在運行過程中有諸多優點都是傳統變電站無法比擬的，但在其運行過程中，必須加強運行維護，否則可能會存在一定的安全隱患。本文主要對數字化變電站運行維護策略進行了分析，希望對提高數字化變電站的運行效率能有一定的幫助。

[1]丁書文，史志鴻.數字化變電站的幾個關鍵技術問題[J].繼電器，2011(10）

[2]趙麗君，席向東.數字化變電站技術應用[J].電力自動化設備，2012(5）

2014-10-15

劉戈(1983—），男，廣東韶關人，電氣工程師，研究方向:變電繼保技術、變電繼保管理、智能電網技術等。