從運維人員的角度淺析智能變電站與常規變電站的關鍵區別

岳顏

摘 要：隨著智能變電站的大力建設和發展，智能變電站內的新設備都采用數字化管理，運維人員的技術水平很難跟上智能變電站的發展。文章從運維人員的角度分析了智能變電站的特點，重點研究了智能變電站與常規變電站在倒閘操作和告警信息上的區別。

關鍵詞：智能變電站；常規變電站；倒閘操作；告警；區別

引言

近年來，隨著我國智能變電站大力建設，智能變電站內的新設備、信息數字化等的運用，運維人員的技術水平并沒有跟上智能變電站的發展，多數人對智能變電站的網絡構架、GOOSE、SV、MMS網絡知識、合并單元、智能終端、電子式互感器等知識模糊不清；對倒閘操作及異常處理經驗明顯不及常規變電站。最近幾年，因為運維人員對智能變電站的運行維護經驗不足，造成了多起事故。

1 智能變電站的特點

1.1 智能變電站的基本概念

近年來，我國的變電站已經逐步實現智能化發展，智能變電站同傳統的常規變電站相比，智能變電站采用智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、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、計量和監測的基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。

1.2 智能變電站的網絡構架

智能變電站自動化系統是運行、保護和監視變電站一次設備的系統，完成變電站的設備及饋線監視、控制、保護等功能。智能變電站自動化系統采用開放式分層分布結構，由“三層兩網”構成，“三層”指站控層、間隔層、過程層；“兩網”指站控層/間隔層網絡、過程層網絡。

1.2.1 站控層

站控層由主機兼操作員站、遠動通信裝置、一體化信息平臺、智能設備接口及網絡打印機構成，提供站內運行的人機聯系界面、實現管理控制間隔層、過程層設備等功能，形成全站的監控、管理中心、并與遠方監控、調度中心通信。

1.2.2 間隔層

間隔層由保護、測控、計量、錄波、網絡技術分析、相量測量等若干個二次子系統組成，在站控層及網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監控功能。

1.2.3 過程層

過程層由合并單元、智能終端等構成，完成與一次設備相關的功能。合并單元的作用是實時采集及檢測設備的電氣量，智能終端的作用是對設備運行狀態的檢測、控制命令的執行等。

1.3 智能變電站的GOOSE、SV、MMS網絡功能

智能變電站自動化系統網絡信息根據其邏輯功能主要分為站控層/間隔層MMS信息、站控層/間隔層GOOSE信息、過程層SV信息。

1.3.1 站控層/間隔層MMS信息

主要用于間隔層設備與站控層設備之間通信，應具備間隔層設備支持的全部功能，其內容應包含：四遙信息①及故障錄波報告信息。

1.3.2 站控層/間隔層GOOSE信息

主要用于間隔層之間通信，其內容應包含測控聯閉鎖信息等。站控層/間隔層GOOSE信息應在站控層、間隔層網絡傳輸。

1.3.3 過程層SV信息

主要用于過程層設備與間隔層設備間的通信，其內容應包含合并單元于保護、測控、故障錄波、PMU、電能表等裝置間傳輸的電流、電壓采樣值信息。過程層SV信息可采用過程層網絡傳輸，也可采用點對點方式傳輸。

1.4 合并單元和智能終端的功能及在智能變電站網絡結構中的位置

1.4.1 合并單元的功能

合并單元（MergingUnit，簡稱MU）是對電流互感器和電壓互感器傳輸過來的電氣量進行合并和同步處理，并將處理后的數字信號按照特定的格式轉發給間隔層設備使用的裝置。

1.4.2 智能終端的功能

智能終端（SmartTerminal）與一次設備采用電纜連接，與保護、測控等二次設備采用光纖連接，實現對斷路器、隔離開關、主變壓器等一次設備的信號、保護動作、控制及執行的裝置。

1.4.3 合并單元、智能終端在智能變電站網絡結構中的位置

智能變電站與常規變電站的一個重要區別就是在過程層增加了合并單元及智能終端等設備，以實現一次設備智能化的目的，其網絡結構圖見圖1。

1.5 智能變電站的其他特點

1.5.1 IEC 61850標準

IEC 61850標準的核心是信息建模和通信服務，是電力系統自動化領域唯一的全球通用標準。

1.5.2 光纖通信

智能變電站內的通信方式為光纖通信方式，其優點有：（1）通信容量大，它比傳統的明線、同軸電纜、微波等高出幾十乃至上千倍以上；（2）抗強電磁干擾，耐腐蝕；（3）體積小、重量輕便于施工、維護等。

1.5.3 電子式互感器

目前智能化一次設備主要體現在電子互感器上，電子式互感器具有優良的性能，相較于傳統互感器，有絕緣相對簡單、動態測量范圍廣，無磁飽和現象、精度高等優點。

2 智能變電站與常規變電站倒閘操作的區別

2.1 智能變電站采用軟壓板操作

智能變電站大量減少了硬壓板的設置，除檢修狀態和遠方操作采用硬壓板外，其余功能均采用軟壓板，滿足遠方操作要求。軟壓板可分保護功能投退軟壓板、GOOSE接收類軟壓板、GOOSE出口類軟壓板、SV類軟壓板和遠方操作模式控制軟壓板。

智能變電站的軟壓板均在后臺機上遙控操作，運維人員在操作軟壓板前必須在后臺監控畫面上核對軟壓板，相對于常規變電站的壓板操作，減輕運維人員的勞動強度，提高了電網運行效率。

2.2 檢修狀態硬壓板操作的區別

常規站的檢修狀態壓板的功能是屏蔽裝置的故障和動作信息，不上傳至站控層。智能變電站的保護測控裝置、智能終端及合并單元均配置了檢修狀態壓板，正常運行時，運維人員禁止投入檢修狀態、智能終端、保護測控裝置檢修狀態壓板，以下列舉了4種錯誤的檢修狀態方式造成的后果。

（1）合并單元投檢修狀態，保護裝置不投檢修狀態的情況下保護裝置會顯示接收到的模擬量，但是不會將模擬量用于保護邏輯計算，會閉鎖相關保護。（2）合并單元未投檢修狀態，保護裝置投檢修狀態的情況下保護裝置會報“裝置檢修”并閉鎖本裝置的保護。（3）智能終端投檢修狀態，保護裝置未投檢修狀態的情況下保護不會出口，并且保護裝置的GOOSE接收到的隔離開關和斷路器的位置均采用記憶的方式。（4）智能終端未投檢修狀態，保護裝置投檢修狀態，保護裝置會閉鎖出口。

3 智能變電站與常規變電站告警信息的區別

相對于常規變電站，智能變電站的一、二次設備呈現網絡化的特點，在數據采樣、數據傳輸等方面均出現了明顯變化。這一變化使智能變電站在通信鏈路、信息傳輸方面增加了大量告警信號，如表1所示。

面對智能變電站相對常規變電站站內更復雜的告警信息，運維人員應掌握各類告警產生的原因，可能造成的后果和處理方法，確保變電站的安全運行。

4 結束語

智能電網是未來電網發展的主要方向，現在已上升到國家戰略目標的高度，智能變電站是智能電網發展的基礎，運維人員應掌握智能變電站的運行知識，不斷提高自身運行維護技術水平，確保智能變電站的安全運行。

注釋

①四遙信息：其主要包括保護、測控、故障錄波裝置的模擬量、設備參數、定值區號及定值、自檢信息、保護動作事件及參數、設備告警、軟壓板遙控、斷路器/刀閘遙控、遠方復歸、同期控制等。

參考文獻

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