智能變電站與常規(guī)變電站日常維護(hù)的差異分析

摘要：隨著科技發(fā)展的日新月異，電力系統(tǒng)的發(fā)展水平日益提高，隨之而來的是智能變電站的廣泛應(yīng)用。文章在介紹智能變電站現(xiàn)今的應(yīng)用基礎(chǔ)上，講述了它的主要特點(diǎn)，并與常規(guī)變電站進(jìn)行比較，分析了它的優(yōu)勢以及今后應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)，最后總結(jié)了智能變電站的日常維護(hù)工作。

關(guān)鍵詞：智能變電站；常規(guī)變電站；日常維護(hù)；電力系統(tǒng)；智能設(shè)備 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2016）07-0132-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.067

1 智能變電站日常維護(hù)應(yīng)用背景介紹

1.1 智能變電站簡介

智能變電站就是結(jié)合先進(jìn)、可靠、集成和環(huán)保四個(gè)特點(diǎn)為一體的智能設(shè)備，使變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的信息、網(wǎng)絡(luò)化的通信平臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)化的共享信息，不需要人工就能完成變電站系統(tǒng)中信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢測。通過數(shù)字方式傳遞及共享信息實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通信是其基本要求。智能高壓設(shè)備和變電站統(tǒng)一信息平臺(tái)是智能變電站的兩個(gè)主要部分，智能高壓開關(guān)設(shè)備指的是配有電子設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器。電子式互感器能有效克服傳統(tǒng)電磁式互感器的缺點(diǎn)，電子式互感器的種類有純光纖互感器、磁光玻璃互感器等。變電站統(tǒng)一信息平臺(tái)功能有兩個(gè)：一是系統(tǒng)橫向信息共享；二是系統(tǒng)縱向信息的標(biāo)準(zhǔn)化。前者主要體現(xiàn)為管理系統(tǒng)中各種上層應(yīng)用統(tǒng)一獲得信息，而不是分別獲取；后者主要體現(xiàn)為各層對(duì)其上層應(yīng)用支撐地實(shí)現(xiàn)了透明化。智能就是人性化管理電站，就是使變電站的電量變化當(dāng)作像人工在調(diào)節(jié)一樣，當(dāng)?shù)蛪贺?fù)荷量增加時(shí)變電站輸出電量增加；反之，當(dāng)?shù)蛪贺?fù)荷量減小時(shí)，變電站輸出電量也隨之減少，這樣就不至于造成能源的流失浪費(fèi)。

1.2 智能變電站應(yīng)用簡介

與常規(guī)變電站相比，智能變電站對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用增加了很多，比如一些高級(jí)應(yīng)用軟件，如電子式互感器、在線監(jiān)測裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。這些先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的運(yùn)用使得智能變電站系統(tǒng)的工作效率大大提高，安全穩(wěn)定性也得到很大的保障，降低了事故發(fā)生率，提高了日常維護(hù)水平。智能變電站與常規(guī)變電站相比，其先進(jìn)性主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

1.2.1 一次設(shè)備。智能變電站采用的設(shè)備模式是常規(guī)一次設(shè)備附加二次設(shè)備廠家的智能終端模式，就是相對(duì)于常規(guī)的變電站來說增加了智能終端裝置。

1.2.2 互感器配置。智能變電站取消了原本的電流互感器，采用了電子互感器實(shí)現(xiàn)了日常維護(hù)的動(dòng)態(tài)化。主要通過電子互感器，對(duì)變電站各系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，大大提高了檢測的準(zhǔn)確性，也提高了傳輸性能。與此同時(shí)，它的小體積、重量輕的特點(diǎn)讓我們不用擔(dān)心會(huì)產(chǎn)生任何危害，設(shè)備運(yùn)行更加安全穩(wěn)定，在另一方面也維護(hù)了操作人員的安全。

1.2.3 運(yùn)行管理自動(dòng)化。智能輔助控制系統(tǒng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了跟子系統(tǒng)的互通，提升運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平，日常維護(hù)的難度和工作量減少了。

1.3 智能變電站的主要組成

智能變電站主要由七個(gè)部分組成：

1.3.1 IEC 61850，一種通訊方式的簡稱，能實(shí)現(xiàn)智能變電站設(shè)備之間的即時(shí)通訊，它要求變電站中各種設(shè)備必須標(biāo)準(zhǔn)化，才能實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的合理對(duì)接。

1.3.2 GOOSE，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化報(bào)文的一種機(jī)制，這種機(jī)制的運(yùn)用能夠使變電站各種測控設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳遞效率大大提升。

1.3.3 智能終端裝置，采用設(shè)備在二次連接之間進(jìn)行數(shù)據(jù)測控，實(shí)現(xiàn)更有效的保護(hù)。

1.3.4 合并單元。組合二次轉(zhuǎn)換器的電流或電壓數(shù)據(jù)的物理單元，既可以獨(dú)立工作，也可以作為一個(gè)組件工作。

1.3.5 智能電子設(shè)備。能接收和傳遞各種數(shù)據(jù)以及進(jìn)行控制的由一個(gè)或多個(gè)處理器組成的設(shè)備。

1.3.6 SCD文件，對(duì)變電站的運(yùn)行有著舉足輕重作用的文件。所有電子設(shè)備的配置、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的文件包含體，對(duì)變電站的正常運(yùn)行意義極大。

1.3.7 其他配置文件，是指廠家的設(shè)備配置，如CID文件、ICD文件等。

2 常規(guī)變電站的日常維護(hù)分析

2.1 常規(guī)變電站日常維護(hù)方法

常規(guī)變電站系統(tǒng)包含保護(hù)和測控兩個(gè)方面：保護(hù)的功能一般是變電站系統(tǒng)發(fā)生故障，能很快地進(jìn)行故障隔離和排除，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這就要求保護(hù)裝置能非常靈敏地響應(yīng)系統(tǒng)的信號(hào)；測控是主要檢測電流信號(hào)，通過電流信號(hào)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，使其得到解決。在這兩個(gè)方面的共同維護(hù)下，達(dá)到了常規(guī)變電站的日常維護(hù)。

2.2 由于常規(guī)變電站日常維護(hù)不足引發(fā)智能變電站的廣泛發(fā)展使用

電力系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備異常、電網(wǎng)事故等信息由于常規(guī)變電站在系統(tǒng)信息方面難以達(dá)到共享，因此這些不能及時(shí)有效地反饋到各個(gè)系統(tǒng)中，各裝置之間配合度差、效率降低，設(shè)備之間不能實(shí)現(xiàn)相互操作，產(chǎn)生了時(shí)間間隔，信息的有效性傳輸性能降低，這就降低了日常維護(hù)的效率和水平。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)由于互操作性和信息模型等原因，在系統(tǒng)擴(kuò)展或者設(shè)備部分更新時(shí)需要付出的成本相當(dāng)多。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，我們國家提出了智能電網(wǎng)的規(guī)劃，在“十二五”規(guī)劃期間，將智能變電站建設(shè)放在重要位置，逐步實(shí)現(xiàn)和進(jìn)一步推進(jìn)智能變電站的應(yīng)用。時(shí)至今日，智能變電站的使用及推廣普及日益廣泛，兩者之間存在的差異是必然的。

3 智能變電站與常規(guī)變電站日常維護(hù)的差異性

鑒于常規(guī)變電站在日常維護(hù)上的諸多弊端，近年來，智能變電站得到廣泛的推廣應(yīng)用。智能變電站電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)更安全穩(wěn)定的發(fā)展，定將逐漸取代傳統(tǒng)的變電站系統(tǒng)。下面我們來分析智能變電站與常規(guī)變電站日常維護(hù)工作的差異性：

3.1 保護(hù)功能裝置上的差異

智能變電站保護(hù)裝置隨著其實(shí)現(xiàn)了一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，光纜或雙絞線作為設(shè)備的連接媒介，也發(fā)生了相應(yīng)的變化。常規(guī)變電站的保護(hù)裝置是利用硬壓板的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到目的的，運(yùn)行人員需要在保護(hù)屏上操作。智能變電站的保護(hù)裝置系統(tǒng)采用的是軟壓板結(jié)構(gòu)。工作人員只要在后臺(tái)運(yùn)用鼠標(biāo)對(duì)屏幕進(jìn)行操作，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站的操作控制，實(shí)現(xiàn)了工作效率提高的目的。

3.2 開關(guān)的跳、合閘后臺(tái)控制系統(tǒng)的差異

常規(guī)變電站的繼電保護(hù)中，開關(guān)的跳、合閘是系統(tǒng)發(fā)生故障以后自動(dòng)投退的，很難統(tǒng)一控制，這就可能影響到其他組件的工作，甚至引起站內(nèi)某一部分工作狀態(tài)停止。而智能變電站系統(tǒng)巧妙利用GOOSE回路技術(shù)將整個(gè)變電站的跳、合閘壓板設(shè)成一個(gè)控制點(diǎn)，全部由控制柜去實(shí)現(xiàn)相關(guān)控制。這樣的保護(hù)不僅效果更佳，而且效率也更好。

3.3 二次設(shè)備的巡查重點(diǎn)差異

常規(guī)變電站主要注重于一次設(shè)備的巡查，二次設(shè)備沒有比較完備的巡查軟件，造成反饋信息滯后或者反饋信息共享性差的結(jié)果。智能變電站中數(shù)據(jù)在裝置中的共享是通過二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化來實(shí)現(xiàn)的。線路保護(hù)、測控裝置可以同時(shí)使用一個(gè)單元采集到的數(shù)據(jù)。測控裝置、保護(hù)裝置、合并單元等裝置要等同于一次設(shè)備巡查，而不是不巡查或者巡查不到。一旦這些設(shè)備發(fā)生任何異常，可以在同一設(shè)備的故障部分處理，整個(gè)變電站的工作狀態(tài)沒有受到影響，一直處在工作狀態(tài)。

3.4 檢修狀態(tài)壓板的作用差異

檢修狀態(tài)壓板在常規(guī)變電站中的作用是屏蔽故障、動(dòng)作信息，不讓其上傳，這可能會(huì)影響到其他裝置的誤跳、合閘。智能變電站改良了這一點(diǎn)，通過設(shè)置了相對(duì)應(yīng)的硬壓板在保護(hù)裝置、測控裝置、合并單元裝置實(shí)現(xiàn)了裝置的檢修狀態(tài)版復(fù)用，使在檢修某一裝置或者組件的過程中其他裝置組件的誤跳合閘的現(xiàn)象得以避免，不影響其運(yùn)行狀態(tài)。

3.5 設(shè)備驗(yàn)收過程差異

常規(guī)變電站驗(yàn)收廠內(nèi)設(shè)備主要驗(yàn)收一次設(shè)備的安裝調(diào)試，二次設(shè)備回到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試，不僅增加了工作量，設(shè)備的一致性也極難協(xié)調(diào)。為了實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備的互操性、一致性，所有的二次設(shè)備都在場內(nèi)完成安裝調(diào)試，降低現(xiàn)場的工作量。廠內(nèi)驗(yàn)收成為了一個(gè)十分必要的環(huán)節(jié)。

3.6 GPRS對(duì)應(yīng)的時(shí)間系統(tǒng)差異

常規(guī)GPRS系統(tǒng)是在變電站用于確定站內(nèi)達(dá)到時(shí)間一致的軟件，它的存在意義是能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決相關(guān)問題。智能變電站中的GPRS除了做到這一點(diǎn)外，還增加了保證站內(nèi)時(shí)間保持一致的功能，這一功能的增加實(shí)現(xiàn)了有效地對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行保護(hù)，保障了發(fā)現(xiàn)處理故障上的及時(shí)性。除此之外，改良升級(jí)過的GPRS系統(tǒng)還能直接傳遞區(qū)域內(nèi)變電站的信息，從而有效地監(jiān)控和調(diào)度區(qū)域內(nèi)的電力。

4 結(jié)語

先進(jìn)科技的不斷發(fā)展進(jìn)步改變了世界能源的發(fā)展方向，全國范圍的變電站智能化發(fā)展將成為一種必然的趨勢。為了推動(dòng)我國現(xiàn)代化建設(shè)更加順利并長遠(yuǎn)的發(fā)展，使智能變電站逐漸走向國際化的進(jìn)程，我們應(yīng)該不斷發(fā)展壯大集合智能化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站的使用范圍，在熟練掌握其日常維護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，與傳統(tǒng)的方式進(jìn)行比較分析，取其精華，不斷提高運(yùn)行維護(hù)水平，為未來的工作提供有益的參考。

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作者簡介：陸超（1970-），男，湖南岳陽人，國網(wǎng)湖南省電力公司岳陽供電分公司檢修公司助理工程師，研究方向：智能變電站維護(hù)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）