智能化變電站運行維護技術的研究

曾寶華

【摘要】智能化變電站的運行和維護是保證國家電網順利運行的一個關鍵環節。本文針對智能化變電站運行維護技術進行了分析與探討。

【關鍵詞】智能化變電站；運行維護技術；研究

變電站智能化是指利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和數字信號處理（DSP）等技術，實現對變電站主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、控制、保護以及與調度通信等功能。它綜合了變電所內除交直流電源以外的全部二次設備功能。電力系統進行的農網改造、城網改造對于變電站二次系統的改造主要是以智能化系統替換原有的常規二次系統。變電站智能化是一項提高變電站安全、可靠穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施。

一、智能化變電站在運作及管理方面存在的問題

1、安全性問題

智能變電站雖然實現了信息的共享以及實時傳輸，方便了變電站的運行監管，同時也埋下了安全隱患。傳統的變電站采用點對點的信息傳遞模式，能夠在局部范圍內實現信息的交互，不容易受到外部攻擊，安全系數較高。但是智能變電站將每個子部分以及子系統科學有效的結合在一起，逐步形成了一個共享性網絡。任何攻擊都有可能牽連整個系統，這給智能變電站帶來了安全隱患。

2、可靠性問題

目前，智能化變電站采用的是有源電子互感器，由于該設備中具有有源模塊以及有源元器件等需要長時間供電的結構，在一定程度上會影響到變電站的可靠性。用于高壓輸電網絡的互感器由于受到高壓電磁場的影響，其運行的性能也會受到一定的影響，需要采用特殊的保護措施才能確保其正常運行。而光學互感器的運作性能與外界的溫度、光線等多種因素有著極為密切的關系，嚴重影響其運作的穩定性及運作效率。此外，互感器內部的光纖以及玻璃的連接處同樣也是故障的多發區域，也會對其穩定性產生一定的不良影響。

3、安裝保護問題

智能變電站的某些一次設備附近需要安裝保護性設備，可以有效控制電纜的使用量，能夠更好的體現其智能化。當前，在室外安裝智能化匯控柜是較為有效的方案之一。但在室外安裝智能化匯控柜對于環境的要求極為嚴格，濕度必須低于90%，溫度要控制在-25？C～70？C之間，而這就大大增加了設備的成本。另外，設備在維護及檢修方面也存在許多問題。

二、智能化變電站運行與維護技術

1、明確一次設備運行維護重點

在當下的智能變電站中，依舊強調重點維護GIS 組合電氣以及電子互感器等一次運行設備。對于GIS 設備，需要對其外觀腐蝕、損傷、變形等進行目視檢查，對其匯控箱門是否密封良好、加熱器是否規范啟退、繼電器是否出現過熱等，以及SF6 氣體壓力等儀表指示、異常氣味和聲音、電纜空洞封堵、二次線發熱和松脫等進行日常檢查；同時每隔一年進行螺栓緊固、靜止閥復位等操作，每隔兩年就地和遠方操作一次很少使用的設備；每隔五年對SF6 氣體水分、壓力動作、罩子密封性、主回路電阻、多級插頭等進行檢查，以此確保設備正常運行。而對于電子互感器則應做好日常運行巡檢工作，包括外觀、傳輸光纜、外絕緣等有無腐蝕、裂紋等損傷，器件連接是否松動，運行時有無異味或異常振動，關鍵連接點是否伴有變色、過熱、跳火、銹蝕等異常，以便及時消除隱患。

2、強化二次設備運行管理維護

根據智能變電站二次設備特點，可對下述設備加大運行管理和維護力度，一是自動和保護裝置，需要密切關注裝置運行狀態、告警信息、MU 和GOOSE 等光纖熔接、光口閃爍等情況；運行保護裝置時，嚴禁觸摸帶電部位或拔插插件或社保，不得操作固化定值、修改定制、更改通信地址、開出傳動等命令，并定期檢查其保護狀態、定值、壓板、差流等信息，以保證網絡正常通信，裝置可靠運行；其中智能終端、測控裝置、合并單元等位置的檢修壓板需要予以高度重視，必須確保其單獨或并行投入和退出以及故障處理等操作規范到位；二是對于合并單元，要求重點觀看液晶顯示屏中是否存在告警信息，合理分析合并單元工作狀態、GPS 對時、采樣光纖通道等情況，以此及時發現、解決異常[3]；三則要加強通訊系統運行維護，其中電子設備運行、單機或主機的值班燈較為關鍵，并由后臺穩步操控不同層序的開啟與隔閡。上述維護要點有助于提高變電站數據的實時性和準確性。

3、加強整定值和壓板管理

隨著科技與信息一體化的飛速發展， 智能變電站在一體化信息平臺上， 對數字化保護裝置的操控性， 顯得更為便捷， 因此，要保證智能變電站的安全運行， 必須加強數字化保護的定值管理， 嚴格各項操作， 尤其是對定值的修改和切區等操作。智能變電站中， 傳統保護的功能投入和出口跳閘硬壓板， 被數字化軟壓板所取代。裝置檢修硬壓板， 也不再是原來的含義， 而是被賦予了新含義， 因此， 對于智能變電站的各項操作規范與流程，都必須嚴格規定。

4、繼電保護校驗

1）光纜技術的數字信息傳輸作用。對一次設備采集到的信息就地轉化為數字量， 通過光纜技術把信息傳輸到測控保護裝置中，接著輸送到后臺監控系統，同時監控系統和保護裝置對一次設備的監控也是通過光纜技術傳輸信息實現。隨著科學技術的不斷進步，IEC61850標準、電子式電壓互感器、電子式電流互感器技術日益成熟并被使用，通過這些技術，可以讓開關量信號直接就地轉化為數字量。同時保護裝置通過網絡接收電子互感器的數字量信息，且對智能操作單元的開關數字量進行接收和監控，從而對智能變電站進行繼電保護。

2）數字化保護測試方法的運用。對智能變電站的繼電保護裝置進行測試要嚴格按照IEC61850標準來，主要技術設備有繼電保護裝置、保護測試儀等，主要測試方法有一對一測試和一對多測試，具體來說，一對一測試就是用兩根光纖太網線把試驗儀和一臺保護裝置連接起來， 按一定的時間差提供數字化模擬量并接發信息。同理，一對多測試方法就是連接多臺保護裝置進行測試。

5、運行監視和故障分析

一般來說， 在一次設備和二次設備之間有開關位置信號、控制信號等信息需要傳輸。在智能變電站中，對這些信息的傳輸是通過光纖以太網來進行的，具體來說，就是過程層與間隔層之間、間隔層和變電站層之間都是通過光纖以太網進行連接的，通過網絡信息自動化操作， 可以方便快捷的進行自測， 一旦有問題， 能及時發現。同時， 智能變電站把信息通過光纖以太網進行傳輸， 通過網絡接口在網絡系統中設置具有故障錄波功能的設備， 不僅可以完成信息記錄和監控， 而且可以直接把信息輸送到后臺系統中。

6、注重倒閘操作的安全管理

智能變電站的現場倒閘操作運行的相關設備要滿足一定的技術條件，并具備一鍵式順控（標準化）操作的功能，滿足監護雙機操作的條件，同時順控操作也應當填寫操作票，在順控操作前應當進行預演，保證操作過程的安全可靠準確的運行。在執行順控操作時，監控后臺要執行規范的操作票顯示功能，把每一個操作進程都顯示出來， 同時也要與站端方式保持一致。操作結束后，運行人員要檢查設備運行的最終狀態，完成操作。若發現異常情況，就必須嚴禁順控操作，并將情況上報技術管理部門。

三、結束語

變電站的智能化是一項處于動態發展中的技術，要實現完全的智能化的變電站的架構和設計，需要的是對變電站運行的原理以及其在整個的電網中的作用和位置進行全面的分析。隨著計算機技術和變電站智能技術的發展，智能化變電站的運行維護技術將獲得更大的發展空間和前景，智能化、數字化、程序化和動態化將成為運行維護技術今后的發展趨勢。