智能變電站二次系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)分析

王 兵，王成智

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司，湖北 武漢430077）

0 引言

作為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，智能變電站因其低碳環(huán)保性和良好交互性得到了大力推廣［1-5］。國(guó)內(nèi)研究者圍繞智能變電站的二次設(shè)備缺陷［6-8］、可靠性［9-12］、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估［13-14］、模塊設(shè)計(jì)［15-17］、安全措施［18-29］等方面開(kāi)展了大量卓有成效的研究。經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展和應(yīng)用，智能變電站的應(yīng)用技術(shù)已趨于成熟。與常規(guī)變電站相比，智能變電站二次回路由電纜連接變成了光纖的連接，二次電纜回路變成“虛回路”，智能變電站的設(shè)計(jì)、調(diào)試及運(yùn)維方式等均發(fā)生了較大變化。當(dāng)前智能變電站的運(yùn)行維護(hù)中仍存在著一些問(wèn)題，其中新型設(shè)備如合并單元、智能終端、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及二次自動(dòng)裝置等的運(yùn)行維護(hù)，與傳統(tǒng)設(shè)備存在很大差別，給運(yùn)維工作的開(kāi)展帶來(lái)了一定的技術(shù)難度。

本文針對(duì)以上智能變電站新型設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作開(kāi)展分析，并提出針對(duì)性措施和建議，為提升智能變電站運(yùn)維工作水平發(fā)揮促進(jìn)作用。

1 新型設(shè)備運(yùn)行維護(hù)

1.1 合并單元運(yùn)行維護(hù)

合并單元（簡(jiǎn)稱MU）是對(duì)一次互感器傳輸過(guò)來(lái)的電氣量合并和同步處理，并將處理后的數(shù)字信號(hào)按照特定格式轉(zhuǎn)發(fā)給間隔層設(shè)備使用的裝置。導(dǎo)致合并單元故障的原因主要有四種：GPS對(duì)時(shí)不準(zhǔn)、GPS對(duì)時(shí)中斷、采樣光纖通道中斷、自身故障。

在合并單元裝置發(fā)生上述故障時(shí)，均會(huì)顯示告警信息，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)的誤動(dòng)作。因此，對(duì)合并單元運(yùn)行狀態(tài)要實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處置故障及缺陷。

1.2 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)運(yùn)行維護(hù)

交換機(jī)主要用于傳輸變電站自動(dòng)化系統(tǒng)信息，因此交換機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性尤為重要。當(dāng)交換機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，必須馬上查明原因。一般故障可通過(guò)重啟交換機(jī)解決，若交換機(jī)重啟后故障仍然存在，則必須對(duì)交換機(jī)實(shí)施全面檢查和維護(hù)。

1.3 智能終端運(yùn)行維護(hù)

智能終端是智能設(shè)備和傳統(tǒng)斷路器連接的紐帶，是測(cè)控裝置遙控命令的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)采集和上傳測(cè)控裝置所需的各種遙信信息，執(zhí)行遙控指令。雙套配置的智能終端異常時(shí)可重啟一次，如無(wú)法恢復(fù)則應(yīng)由檢修部門(mén)檢查和處理。

2 主要運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)

2.1 二次設(shè)備質(zhì)量參差不齊

智能二次設(shè)備是實(shí)現(xiàn)全站信息數(shù)字化的基礎(chǔ)，其質(zhì)量直接影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，部分廠家的合并單元、智能終端、交換機(jī)、電子式互感器、保護(hù)裝置、時(shí)間同步裝置等設(shè)備存在硬件故障率高、軟件缺陷多等質(zhì)量問(wèn)題（見(jiàn)圖1及圖2），多次造成保護(hù)不正確動(dòng)作，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 因合并單元交流采樣插件虛焊，引起主變B套差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作Fig.1 Incorrect operation of B set differential protection of main transformer caused by faulty welding of AC sampling plug-in of merging unit

圖2 合并單元硬件自檢錯(cuò)誤導(dǎo)致采樣中斷Fig.2 Sampling interruption caused by hardware self check error of merging unit

2.2 配置文件管控困難

智能變電站配置文件（SCD文件）包含全站智能電子設(shè)備的實(shí)例配置、通信參數(shù)及虛端子連線等，信息高度耦合，相當(dāng)于全站二次圖紙［30-31］。目前SCD 文件管控存在以下問(wèn)題：

1）管控措施不完善，管控職責(zé)不清晰，管控方式不統(tǒng)一，容易出現(xiàn)文件丟失、損壞、新舊版本難以區(qū)分等問(wèn)題。

2）SCD 文件局部修改須進(jìn)行大范圍試驗(yàn)驗(yàn)證。但是目前SCD配置文件主要由二次設(shè)備廠家配置和維護(hù)，受廠家人員業(yè)務(wù)水平影響，SCD 文件的修改、裝載隨意性大，缺乏有效管控，導(dǎo)致SCD文件與裝置配置文件不一致，且無(wú)有效校核智能站SCD 配置文件的軟件工具，配置文件需人工校核，工作量極大，校核難以落實(shí)。

圖3 為湖北110 kV 南湖變電站湖01 開(kāi)關(guān)DTI-806/S合并單元智終端裝置廠家擅自刪除SCD文件“遠(yuǎn)傳合閘”虛端子，導(dǎo)致與備份SCD文件不一致。

2.3 戶外二次設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣，故障率高

智能站二次設(shè)備有戶外智能控制柜、預(yù)制艙和室內(nèi)三種運(yùn)行環(huán)境，實(shí)際運(yùn)行中均存在不同程度的設(shè)備運(yùn)行環(huán)境問(wèn)題。

1）惡劣天氣對(duì)戶外智能電子設(shè)備影響大。合并單元、智能終端及部分保護(hù)裝置就地布置于智能控制柜內(nèi)（圖4），極寒、極熱天氣時(shí)，柜內(nèi)環(huán)境溫度超過(guò)設(shè)備耐受范圍，雨季易進(jìn)水受潮，風(fēng)沙地區(qū)易出現(xiàn)柜內(nèi)積灰，引起設(shè)備故障、絕緣降低、壽命縮短。

2）部分屏柜空間狹小、無(wú)風(fēng)扇，屏柜選型不滿足散熱要求。

3）溫濕度控制設(shè)備監(jiān)視缺失。部分智能控制柜熱交換器的告警接點(diǎn)未接入監(jiān)控系統(tǒng)。若發(fā)生故障，設(shè)備將無(wú)法自動(dòng)告警，給柜內(nèi)設(shè)備埋下隱患。

2.4 操作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不足

圖3 SCD文件管控錯(cuò)誤實(shí)例Fig.3 Example of SCD file control error

圖4 戶外智能電子設(shè)備運(yùn)行環(huán)境Fig.4 Operation environment of outdoor intelligent electronic equipment

目前智能變電站對(duì)軟壓板的操作通常是后臺(tái)執(zhí)行操作，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施核對(duì)，以確保軟壓板已操作到位。但是目前針對(duì)后臺(tái)機(jī)上保護(hù)功能壓板、出口壓板、裝置壓板的投退狀態(tài)無(wú)法進(jìn)行有效檢查，漏投、誤投軟壓板的現(xiàn)象依然存在，且無(wú)法在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)。

由于業(yè)務(wù)素質(zhì)不足，運(yùn)維人員對(duì)智能變電站壓板的投退仍停留在常規(guī)綜合自動(dòng)化站層面，對(duì)裝置檢修硬壓板含義理解不透徹。間隔停電后，相應(yīng)裝置的檢修硬壓板投退不對(duì)應(yīng)，往往引起裝置告警，如檢修試驗(yàn)前未發(fā)現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題，極易引起保護(hù)裝置誤動(dòng)。

2.5 其他風(fēng)險(xiǎn)

光纜是變電站智能設(shè)備聯(lián)絡(luò)的重要媒介，在變電站電纜溝中大量使用。在運(yùn)維管理中由于外力破壞、保護(hù)不當(dāng)、白蟻腐蝕等原因，出現(xiàn)光纜斷裂、傳輸不暢等現(xiàn)象，導(dǎo)致智能設(shè)備之間通信中斷，嚴(yán)重時(shí)危及設(shè)備安全運(yùn)行。實(shí)際運(yùn)行中，因光纜防護(hù)措施缺失和防小動(dòng)物措施不力，老鼠啃咬光纜造成裝置告警時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致設(shè)備被迫停運(yùn)。檢修人員對(duì)光纜尾纖的不正確拔插和防護(hù)不到位，也會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸異常，引起保護(hù)異常。

3 應(yīng)對(duì)措施和建議

跟過(guò)去的綜合自動(dòng)化變電站相比，智能變電站二次設(shè)備有較大差異，其管理方法也應(yīng)有所不同。為確保智能變電站能夠持續(xù)、穩(wěn)定、安全運(yùn)行，針對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)并結(jié)合具體工作實(shí)踐，建議加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的工作。

1）嚴(yán)格設(shè)備質(zhì)量管控。在設(shè)備各階段采取相應(yīng)措施實(shí)施質(zhì)量管控；在物資采購(gòu)階段，嚴(yán)格管控進(jìn)網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量，采用檢測(cè)合格產(chǎn)品；在試驗(yàn)調(diào)試階段，完善試驗(yàn)方法，消除設(shè)備缺陷，零缺陷移交；在基建驗(yàn)收階段，嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)核查設(shè)備是否符合入網(wǎng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；在設(shè)備運(yùn)行階段，開(kāi)展設(shè)備巡視和隱患排查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。

2）規(guī)范SCD文件管理。劃清各專(zhuān)業(yè)職責(zé)界面，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)裝載管理，加快建設(shè)SCD文件管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全部變電站SCD 文件在線管理。定期組織開(kāi)展智能站SCD文件專(zhuān)項(xiàng)核對(duì)工作，確保在運(yùn)SCD文件正確無(wú)誤。研發(fā)SCD 文件修改前后自動(dòng)對(duì)比工具，實(shí)現(xiàn)SCD 下裝前與上一版本自動(dòng)對(duì)比并展示差異內(nèi)容。

3）落實(shí)戶外二次設(shè)備運(yùn)行環(huán)境治理。開(kāi)展專(zhuān)題研究，對(duì)不同環(huán)境控制系統(tǒng)的溫濕度控制效果進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)分析，比較優(yōu)缺點(diǎn)，制定戶外二次設(shè)備溫濕度綜合控制和改造策略。全面監(jiān)控溫濕度控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置設(shè)備故障缺陷。深化環(huán)境控制系統(tǒng)熟練運(yùn)用和維護(hù)，確保運(yùn)行環(huán)境滿足二次設(shè)備運(yùn)行要求。

4）加強(qiáng)智能變電站知識(shí)的培訓(xùn)和宣貫。加強(qiáng)智能變電站調(diào)試、試驗(yàn)和運(yùn)行維護(hù)的培訓(xùn)，不斷深化智能站的理念宣貫，努力提升運(yùn)維和檢修人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。加大智能變電站光纜傷害綜合防治，確保智能設(shè)備聯(lián)絡(luò)正常可靠。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，我國(guó)變電技術(shù)取得了較快的進(jìn)步，智能變電站運(yùn)行維護(hù)管理水平也有了較大的提高，但還存在許多不足之處，需要加大智能變電站的研究力度，制定切實(shí)可行的措施，科學(xué)應(yīng)用新技術(shù)、新方法，全面做好智能變電站運(yùn)行維護(hù)工作，確保智能變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。