智能變電站設備運行維護技術探討

□ 張　偉　國網(wǎng)營口供電公司檢修公司

智能變電站設備運行維護技術探討

□ 張偉國網(wǎng)營口供電公司檢修公司

變電站在整個電力系統(tǒng)當中處于關鍵地位，目前最先進的變電站類型為智能變電站，相對于常規(guī)變電站和數(shù)字化變電站而言，智能變電站的優(yōu)點有很多。然而這對變電站的運行維護也提出了更高的要求，這就需要對智能變電站實行高效的管理，保證其能夠正常運行。

智能變電站；設備運行；維護技術

一、智能變電站的含義

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

二、智能化變電站的技術特征和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于智能化開關和光電式/電子式互感器的應用，各類數(shù)據(jù)、信號從源頭實現(xiàn)數(shù)字化，智能化變電站真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，網(wǎng)絡通信和信息集成。信息的集成化改變了傳統(tǒng)變電站的保護、測控、計量、錄波等功能單一、設備獨立的模式，避免設備重復配置，降低了智能化變電站的建設成本。由于一、二次設備的高度集成，設備也更加緊湊，變電站內(nèi)部，變電站與電網(wǎng)調(diào)度間實現(xiàn)無縫通信，簡化了系統(tǒng)的建設和維護難度。在線監(jiān)測、在線分析決策等高級應用，使智能化變電站內(nèi)設備無需做定期采油樣、色譜分析、預防性試驗等工作，提高了供電可靠性和勞動生產(chǎn)率。

據(jù)前所述，智能化變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可以分為兩類，即智能化的一次設備和網(wǎng)絡化的二次設備；在邏輯結(jié)構(gòu)上，根據(jù)IEC61850通信協(xié)議，可分為三個層次，即過程層、間隔層和站控層。

三、智能變電站運行和維護中面臨的主要問題

1 基礎設備安裝的安全性問題

在智能化變電站運行維護工作中，基礎設備安裝工作是其重要工作之一。這是因為，基礎設備的安裝質(zhì)量會影響到整個系統(tǒng)的運行，因此，安裝人員一定要認真，確保安裝的正確性，保證整個系統(tǒng)的安全性。但是，就目前情況來看，基礎設備安裝過程中還存在一定的安全隱患，特別是一些安裝人員對安裝知識不了解或者了解甚少。另外，不同的設備型號安裝方法不同，這給工作人員帶來了一定的難度，增加了變電站系統(tǒng)的不安全因素。

2 安裝技術的可靠性和穩(wěn)定性問題

和傳統(tǒng)技術相比，智能化變電站具有智能化、數(shù)字化、系統(tǒng)化等特點，正是由于這些特點，更增加對了整個變電站系統(tǒng)維護的難度，稍一不注意，便會發(fā)生問題，一旦故障發(fā)生，若運行維護人員不能及時找到問題并解決，便會影響整個電網(wǎng)的運行，這就要求運行維護人員具備一定的專業(yè)知識，針對問題采取相應對策。但是，由于我國智能化變電站還在發(fā)展階段，變電站運行維護人員也在學習和探索當中，很多技術在使用過程中，其可靠性和穩(wěn)定性不強。

3 快速保護的問題

與傳統(tǒng)的互感器相比，電子互感器的數(shù)據(jù)傳輸需要從互感器到交換機，中間還需要合并等過程，這樣，就延長了傳輸時間，增加了流程。據(jù)廠家統(tǒng)計，智能變電站和傳統(tǒng)變電站相比，動作保護的時間延長了5s左右，因此，快速保護問題也是智能化變電站亟待解決的問題之一。

4 安裝保護工程

在設備附近安裝保護設備，可以很好地保護電纜，提高變電站使用壽命，但由于智能匯控柜對室外環(huán)境要求較高，溫度在-25℃-70℃，濕度控制在90%，大大增加了設備成本，甚至有些輔助空調(diào)的成本比主要設備成本還高。另外，設備檢修也成了難點，不利于工作人員操作。

5 火災漏電報警控制系統(tǒng)

絕緣監(jiān)測報警功能：實時在線監(jiān)測低壓配電線路的絕緣狀態(tài)，通過電流顯示，低壓配電線路及設備的泄漏電流及漏電電流一目了然，當配電線路及設備絕緣惡化產(chǎn)生漏電并達到報警設定值時，儀器立即發(fā)出聲光報警信號，并顯示漏電電流的大小，顯示漏電的線路地址，并記憶存儲漏電故障的信息，打印檢測結(jié)果，并可把漏電信息傳至上位機；

溫度檢測報警功能：當配電線路因電流異常、接觸不良或其它原因引起線路過熱時，儀器發(fā)出聲光報警信號并顯示溫度值，指示故障方位；（雖然目前規(guī)范無此要求，但該功能對預防火災的發(fā)生也有一定的作用）；報警信號輸出、控制信號輸出功能：漏電報警信號及故障信息可通過信號接口傳至上位機。在漏電嚴重的情況下，控制信號輸出可切斷配電線路電源或者啟動其它電氣設備。

四、智能變電站的運行維護管理措施

1 對于操作票和工作票的管理

在變電站的運行維護的安全管理工作當中，對于操作票和工作票的管理一直都是一項比較重要的工作。在智能變電站當中，因為新增加了網(wǎng)絡的交換機、合并單元、過程層設備的智能終端、設備在線的檢測傳感器等一些設備，所以除了要建立和完善編號、命名的臺賬之外，還應該要對各種設備的參數(shù)和設置進行相關的備份，從而來防止因為設置的信息丟失而使得設備異常的情況出現(xiàn)。而且對于各個現(xiàn)場的工作，也應該要實施操作票和工作票的管理模式，比如有些設備在進行檢修的時候需要一次設備停電或者是要做相應的安全措施，那么就需要填寫變電站的第一種工作票等。

2 對于倒閘操作的安全管理

在智能變電站當中，要完成倒閘的操作主要可以通過就地操作、遙控操作和程序操作。其優(yōu)勢有：（1）大大減少運行人員。過去每個大型操作需要操作人、第一監(jiān)護人、第二監(jiān)護人、站長、安全員、配合人員等大約需要4—6人，而智能化操作只需1—2人即可輕松的工作。（2）對于集控中心控制的子站，如果所屬子站在滿足建立智能化操作變電站的同時，一、二次設備的可靠性及自動化水平比較高，對于各種典型操作，只需要子站1人進行配合，通過可靠的通信聯(lián)絡手段，在集控中心就可以實現(xiàn)遠方可靠的操作。（3）大大降低運行人員的勞動強度。常規(guī)操作從操作準備到操作完畢經(jīng)歷了填寫操作票、審票、核對、操作演習、監(jiān)護復誦、操作等多個過程，運行人員進行反復的檢查、匯報，占用人員多，勞動強度大。智能化操作后，運行人員的勞動強度將大大降低。

3 對于在線監(jiān)測設備的管理

在對在線監(jiān)測設備進行驗收、維護、巡查和監(jiān)視的時候，應該要把在線監(jiān)測設備看成是高壓主設備來進行。對于那些被監(jiān)測的一次設備，要對它們測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，最終形成一定的數(shù)據(jù)曲線。然后利用測量的數(shù)據(jù)，進行橫向和縱向的比較分析，并且結(jié)合當前的實際環(huán)境，判斷出這些一次設備的運行情況，從而可以使得一次設備的狀態(tài)達到可視化的程度。

4 能量管理系統(tǒng)的管理

能量管理系統(tǒng)是微電網(wǎng)的核心，先進的能量管理系統(tǒng)將使微電網(wǎng)的運營更具經(jīng)濟性和高效性。微電網(wǎng)是各種微電源和分散負荷的匯總，可當作一個整體的系統(tǒng)來運行和控制。1個微電網(wǎng)，至少含有1個分布式電源和相關負荷，并且微電網(wǎng)一般與配電網(wǎng)相連，而與非主網(wǎng)相連。不過雖然微電網(wǎng)解決了分布式電源大規(guī)模接入所產(chǎn)生的問題，充分發(fā)揮了分布式電源的各項優(yōu)勢，但由于微電網(wǎng)的特殊性，傳統(tǒng)的大規(guī)模發(fā)電機組的能量管理系統(tǒng)并不適合微電網(wǎng)能量管理，因此需要研究新的能量管理技術。

五、結(jié)語

智能變電站是未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，但也應該看到當前在智能變電站運行維護中存在的諸多問題，如運行維護人員素質(zhì)和技術發(fā)展程度都需進一步提高，這需要科研人員與現(xiàn)場工作人員立足崗位，進一步的探索智能變電站的優(yōu)化空間，不斷提升智能變電站的運行效率，為我國的電力事業(yè)發(fā)展做出應有的貢獻。

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