變電運維技術中的智能化技術分析

楊文睿

國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司 江蘇 蘇州 215000

引言

基于智能化技術的變電運維技術應用具有極佳的發展前景，它的技術應用范圍會越來越廣。而在技術層面上實現自動化、智能化技術優化，其關鍵還在于基于信息網絡為智能化技術應用提供有效保障，確保有效提高操作人員的技術操作水平與整體技術運用素養，爭取采用更加科學、人性化的方法對變電運維技術及其系統進行有效改造，提高我國電網整體運維水平與運維效率。

1 變電站的電力設備

1.1 變壓器

變壓器的工作原理是通過電磁感應實現電流交換，變壓器是變電站中的主要電力設備，其具有隔離、穩壓、電壓交換、電流交換以及阻抗的交換等作用，根據其工作方式的差異，變壓器可以分為很多種，不同類型的變壓器其工作原理是相同的。變壓器在變電站中的主要作用是實現電壓交換，可以實現將一個電壓等級轉換為同頻率的另一電壓等級。其中變壓器按照升壓和降壓作用分為升壓變壓器和降壓變壓器，按照其用途分電力變壓器、配電變壓器、干式變壓器、組合式變壓器、全密封變壓器、油浸式變壓器、整流變壓器和單相變壓器等。

1.2 高壓開關設備

高壓開關設備包括隔離開關、高壓斷路器、負荷開關、熔斷器等主要部分。斷路器主要用于對負荷電流進行接通或斷開，當設備嚴重過負荷或出現故障的時，斷路器會迅速、自動切斷電流。隔離開關的主要作用是改變運行方式、斷開小電流電路、隔離電流，是高壓開關設備中必備的電氣元件，其主要用途是隔離高壓電源，形成明顯的間隔確保其他設備的安全檢修。隔離開關不具備滅弧裝置，因此無法實現對負荷電流的切斷與連接，只能切斷或接通較小電流[1]。

2 變電運維技術中的智能化技術特點

2.1 維護變電站運行穩定性

將智能化技術應用到變電站中，能夠提升數字化控制效果。變電站運行期間，通過對調度指令進行分析，能夠實現多項操作，維護操作過程的穩定性。將智能化技術應用到變電站系統中，能夠轉變傳統設備管理方式，加大技術創新力度。引入智能化設備，能夠促進電力系統管理自動化，確保檢測設備的科學性與合理性，正常開展各項設備管理工作，以此加強電力系統穩定性。

2.2 變電設備自動化管理

在電力系統運行期間，為了提升變電設備管理的自動化水平，必須注重變電站管理和設備管理。對于設備管理來說，主要是對電氣設備予以管理，基于運行信息管理模式實現。變電站信息能夠通過信息平臺高度融合，通過智能技術建立數字變電站，保證電力系統在有限時間內獲得技術支持，維護系統運行的穩定與安全。注重優化變電站運行狀態，有助于加強電力系統運行質量。

3 加強變電運維的必要性

企業開展變電運維工作，主要目的是對電網的運行設備進行檢修和維護，在運維期間獲取變電設備運行狀態并記錄檢修數據，從而確保電力企業的電網運行穩定且可靠，幫助電力企業提升電網運行效率并獲取更高的經濟效益。具體來說，電力企業可以根據當前電網運行需求設置對應的變電站，而變電站內部則會組建對應的變電運維隊伍，主要負責電力設備的巡檢工作，隊伍中的員工直接聽取變電站的指揮和調度，對變電站中各個電網運行設備進行維護和檢查，并且完成倒閘工作，對已經出現的電網事故進行處理。而巡檢隊伍的主要工作是對變電站內的各類設備進行巡檢，一旦發現設備出現安全隱患，需要及時上報處理，并對電網運行中出現的異常情況進行總結歸納。變電站的工作人員共同參與變電運維環節的安全隱患分析，了解哪些隱患因素會對電力系統的安全運行產生影響。變電站的工作人員只有具備足夠的風險防范意識，其才能夠更加快速地察覺變電運維故障問題，從而規避變電運維安全隱患對電力企業造成的損失。

4 我國變電站變電運維技術的智能化技術應用實踐

4.1 智能互感器保護反應的分析

具體來講就是要在智能互感器的中間單元中設置自動化合并環節，結合大量中間環節建立一般智能互感器，分析數據傳送時間中的數據增加內容，同時對智能變電系統終端的保護處理內容進行分析，相應延長數據處理內容。相比于傳統變電站，它需要結合智能互感器的智能終端、光纖數據傳輸合并單元進行分析，并合理處理該合并單元延時性特征，確保其延時延長時間大約控制在6.5~7.5ms左右。

4.2 智能化繼電保護校驗技術的分析

要對智能化繼電保護校驗技術進行分析，通過光纖首先完善信息輸送過程，然后基于一般光纖通信對其變電運維一次設備內容進行分析，并采集數據資料進行就地數據轉化，為未來的數字化傳輸方式提供優良技術條件。再一方面，需要對保護裝置數據接收內容進行分析，利用網絡信息接收繼電保護功能對網絡信息內容進行傳輸，確保數字保護背景下測試方法應用到位，追求實現規范制度嚴格化操作。在關鍵技術設備應用方面主要采用到了保護測試儀，該保護測試儀可能實現單對單、單對多兩種模式，同時采用兩條光纖網線，對保護測試儀器進行長距離連線，快速完成各項測試工作。

4.3 智能化二次系統技術加入的分析

為了追求智能化變電運維二次系統構建，凸顯其技術優勢、保證技術應用時間點有序推進、穩定操作、控制效率提升，還需要考慮加入二次系統，對數據采集與材料效率提高做好預先準備。該二次系統是具有低段控制功能特性的，它能夠有效提升變電站的整體智能化運維水平。在運用主動引導智能設備研制技術過程中，主要是對智能化變電運維技術進行豐富，它其中就主要運用到了10kV小車式常規開關柜技術、SF6氣體母線絕緣體技術等等，這些技術都能夠與智能化二次系統技術終端聯系起來，保證做到智能單元合并一體化操作，確保數字化技術也能融入其中，集中實現變電運維技術操作優化，為系統管理與運營建立側重點。

5 變電運行維護技術的發展趨勢

5.1 變電設備運行狀態檢測技術

（1） 在線檢測。最常見的狀態檢測模式就是在線檢測，借助對應的信息收集系統，在線收集設備運行狀態數據，然后進行分析管理，通過使用分布式控制系統與數值化調節器，對在線信息進行監測，以此來判斷設備是否存在異常。

（2） 離線監測。離線監測一般是通過紅外測溫儀、聲波檢漏儀以及振動檢測儀等設備進行的。其在一定時期內對變電一次設備進行檢測，檢查內部元件是否能夠維持正常運行。

（3） 解體檢測。這種檢測模式適用于檢修停運的變電設備，結合設備自身信息、操作規范以及維護工藝等，檢測內部元件有沒有存在損壞。在進行變電設備的狀態檢修時，技術人員應該以設備的特點和種類為基礎，選擇恰當的方法，保證設備狀態檢測的高效性。

5.2 設備運維技術

在變電站設備運維中，主要包括一次、二次設備運維，具體要點如下：①一次設備運維：以變電站實際情況為基礎，加強與廠家的交流，設計完善的、具有可操作性的運維方案，這對于發揮變電站智能化優勢。一次設備運維的重點應放在電子互感器、智能開關等設備上，同時需定期檢測持續供電設備、實時監控高壓電磁場，第一時間發現設備異常情況，確保設備正常運行。②二次設備運維：變電站二次設備運維，主要是保護自動裝置系統、維護合并單元，其中，在合并單元運行維護時，需落實報警系統實時監測，及時發現、判斷異常信號類型，做好針對性的處理。此外，由于此類運維工作專業性要求較高，必須組織相關工作人員進行技術培訓，保證運維工作的規范、有序落實，起到應有的設備維護效果。

5.3 物聯網技術

物聯網技術包括激光掃描儀、地理定位系統、紅外感應器等感性設備，經過這些設備將互聯網與變電設備相互連接，通過互聯網對信息進行傳遞和計算，并進行處理與分析，實現變電運行維護中的智能化定位、識別、管理、監測技術，其主要由感知層、網絡層和應用層組成。感知層能夠對輸變電的輸電、變電、配電以及用電等環節進行監測，其中主要對輸電和變電進行監測。通過攝像、設備傳感等設備的運用實現對輸變電設備運行狀態的感知和環境監測，形成信息數據，利用網絡通信、RFID 等技術進行信息數據傳遞。網絡層能夠解決信息數據長距離傳輸的問題，將獲取的信息數據轉化為數據傳輸協議，通過廣域網和局域網實現傳輸。智能網主要涉及網絡技術和通信技術。應用層主要是對信息數據信息進行整合和處理，實現人機交互，應用層的第一層主要針對業務個性化需求進行信息數據的處理，第二層是設備終端層，構建應用平臺，實現人工對輸變電設備的控制[2]。

6 變電運行維護工作水平的提高措施

6.1 對變電系統功能進行完善

在當前的階段，我國電力企業對于變電系統的監控還沒有達到十分完善的模式，導致對于變電運行維護的工作難度提高。在現實的工作中，電力企業需要不斷完善變電系統的監控功能，確保電力系統能夠平穩的運行，不斷完善繼電保護系統，使其具有可靠性。另外，企業管理人員需要就變電運行維護工作制定一套維護制度，督促運維人員積極進行變電運行維護工作，改善其工作態度，促進維護人員工作水平的提高，有效減少變電系統中故障發生的概率。

6.2 嚴格執行標準化工作

鑒于上述故障情況，為強化變電站設備的安全運行，需要制定工作的標準化制度，確保各項工作均嚴格按照工作標準完成。第一，作為設備的操作工人，需要持證上崗，具備設備操作資格，且嚴格按照變電站所制定的設備操作規范控制自身操作行為。第二，設備檢查人員需要先明確自身的工作任務和工作內容，將設備檢查結果記錄到特定的檢查筆記中，形成完整的檢查報告。第三，設定監督人任務，以監督人的方式監督和替換正在操作設備的工作人員，強化對工作人員的約束作用，降低事故發生的概率。第四，注重預防措施的制定，根據以往設備出現故障的實際情況，分析導致事故發生的原因，構建事故應急預案，一旦設備發生故障，立即執行應急預案，及時對設備進行維護和檢查，降低設備故障所造成的風險和損失[3]。

6.3 強化設備管理

強化設備管理也是有待實施的一項。為防止變電站中電力設備導致的故障頻繁出現，用電單位需在前期設備的選型中就做出嚴密考量，側重點應投放在設備功能是否全面、質量是否優質而不是僅根據價格因素來選擇。辯證客觀地來看，倘若后期設備出現問題，那么對于整個系統的影響都將會十分巨大，不僅體現在物力方面，人力也是如此。此外要加強變電設備的施工監管，防止因施工質量未能全面落實造成后期設備運行的安全隱患。

6.4 增強風險管理意識

變電站的設備運行過程中出現風險是不可避免的，為降低設備故障所造成的損失，電力公司需要注重對各個層次工作人員風險管理意識的培養。具體來講，先完成風險管理知識宣傳，以宣傳欄和宣傳海報的方式提醒變電站工作人員，明確設備故障的關鍵環節，并促使其了解設備故障所產生的危害。然后，利用規章制度方式對管理人員進行約束，促使其定期查看設備運行狀況，督促設備維修和檢查工作。最后，通過模擬演練，如緊急情況下的模擬演習，提高相關人員的風險意識，并實現電力系統的正常運行。

6.5 密切監測智能變電站運行

在智能變電站運行期間，必須密切監測智能變電站，合理選擇監測技術。應用監測技術時，需要將檢測傳感器安裝在變電設備上，通過互聯網技術實時監控變電設備運行狀態，對故障位置進行準確化判斷，采取有效措施予以處理，以此加強變電站運維質量，全面發揮變電設備的功能和作用。

7 結束語

智能化變電站應用特殊材料，環保性與節能性顯著。通過應用智能變電站，能夠全面監控變電站運行狀態，在遭遇自然災害事件時，能夠高效抵制災害影響，全面加強變電站自主管理能力，降低安全事故率。然而，智能變電站基本構成比較復雜，科技水平高，所以運維人員必須提升自身專業素養，在維護期間不斷提升智能變電站運行穩定性與可靠性，加大運行維護力度，同時做好優化改進工作。