智能變電站變電運維安全與設(shè)備維護(hù)探究

曹正日 李東來

引言

在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時，對于電力資源的需求也在不斷增多。然而火力發(fā)電需要消耗大量的資源能源，且會造成環(huán)境污染與破壞。因此就要加快智能變電站的發(fā)展步伐，并且做好運維與維護(hù)工作，以節(jié)約更多的資源能源，促使電力行業(yè)獲得長遠(yuǎn)持續(xù)發(fā)展。在智能變電站的研究中，主要是借助各種先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)，進(jìn)行變電站設(shè)備運行信息的收集、測量、控制、檢測等操作，對于運維安全與維護(hù)管理方面的研究較少，尚處于發(fā)展階段，需要加大研究力度，以提高變電運維工作質(zhì)量與水平，降低設(shè)備的故障發(fā)生率。

一、研究背景與意義

隨著各個行業(yè)與領(lǐng)域的高速發(fā)展，對于電力資源的需求量在不斷增加。而電力資源的生產(chǎn)方式，主要以火力發(fā)電為主，會消耗大量的煤炭資源，且對生態(tài)環(huán)境造成了污染與破壞。在此背景下，我國提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，要求各個行業(yè)與領(lǐng)域，都堅持走可持續(xù)發(fā)展道路，降低資源能源的消耗量，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)人與自然的和諧相處。電力行業(yè)也不例外，必須改革創(chuàng)新，邁向可持續(xù)發(fā)展道路。電力企業(yè)要加快智能電網(wǎng)的構(gòu)建，在滿足人們的用電需求時，降低資源能源的消耗，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益的統(tǒng)一。因此需要緊跟時代發(fā)展，將各種現(xiàn)代化信息技術(shù)合理應(yīng)用到電力系統(tǒng)的運行中，通過智能變電站的構(gòu)建，以滿足各種實際需求。此外，在智能變電站運行中，還要做好變電運維與設(shè)備維護(hù)工作，才能保障變電站設(shè)備的安全可靠運行，提高設(shè)備維護(hù)效率與水平，降低故障的發(fā)生率。

對智能變電站變電運維安全與設(shè)備維護(hù)的研究具有以下意義與價值：第一，可以優(yōu)化變電站的運維與維護(hù)工作，從而保障設(shè)備的安全可靠運行，以及降低各項人力、物力、財力的投入，減輕工作人員的工作壓力，保障工作人員的生命財產(chǎn)安全[1]。第二，可以進(jìn)行變電站運維與維護(hù)工作的細(xì)化，實現(xiàn)兩者的相互協(xié)調(diào)與整合，從而節(jié)省更多的時間、資源，降低故障的發(fā)生率。第三，通過巡視管理與檢查維護(hù)工作的開展，還可以不斷完善智能變電站的評估體系，解放傳統(tǒng)的勞動生產(chǎn)力，保障各項工作的實效性，讓變電運維與設(shè)備維護(hù)工作，更具針對性、合理性、高效性，加快我國電力系統(tǒng)的發(fā)展步伐。第四，通過各種現(xiàn)代化運維管理、設(shè)備維護(hù)方法的運用，還可以提高運維管理、設(shè)備維護(hù)的時效性、便捷性、靈活性。電力工作人員可以借助手持機(jī)、計算機(jī)等媒介，全天候、全面進(jìn)行監(jiān)管，提高了工作質(zhì)量與效率，避免出現(xiàn)任何遺漏，保障了工作的完整性。此外，還可以將整個運維管理、設(shè)備維護(hù)資料信息存儲到相應(yīng)的平臺上，為后續(xù)相關(guān)工作提供有力的參考依據(jù)，縮短故障處理的時間，防止造成大量的人員財產(chǎn)損失。

二、智能變電站的基本內(nèi)容

電力系統(tǒng)智能變電站的實現(xiàn)與構(gòu)建，是電力行業(yè)良性持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，是滿足人們用電需求的關(guān)鍵。因此在社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展背景下，就需要緊跟時代發(fā)展，積極將各種現(xiàn)代化信息技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，從而構(gòu)建信息化、智能化、自動化的電網(wǎng)系統(tǒng)。同時，還要做好智能變電設(shè)備的巡視維護(hù)工作，以加快智能電網(wǎng)的發(fā)展步伐，創(chuàng)造更多的價值與效益。智能變電站，是指基于數(shù)字化變電站之上，采用了各種現(xiàn)代化信息技術(shù)，比如無線通信技術(shù)、傳感設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等，然后通過數(shù)字化、信息化應(yīng)用平臺的建立，實現(xiàn)變電設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息的采集、傳輸、處理、分析、存儲、應(yīng)用，實現(xiàn)了變電站運行的智能化、自動化、互動化[2]，且具有信息采集、設(shè)備監(jiān)控、安全保護(hù)、自動控制、智能化調(diào)整、在線分析等功能，推動了綠色、安全、智能電網(wǎng)的構(gòu)建。

現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)中的智能變電站，主要分為過程層、間隔層、站控層三個部分，每一個部分由不同的設(shè)備組成，且功能不同。過程層，主要由斷路器、變壓器、電流互感器、電壓互感器、隔離開關(guān)等組成，其功能為變電設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息的收集與傳輸。間隔層，主要由微計算機(jī)保護(hù)裝置、故障記錄裝置等組成，對變電設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與測量，具有自我控制與保護(hù)功能。站控層，由監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等組成，實現(xiàn)變電設(shè)備運行狀態(tài)信息的獲取、同步、傳輸、處理等。

三、智能變電站變電運維安全與設(shè)備維護(hù)方式

（一）巡視管理

智能變電站能夠?qū)崿F(xiàn)變電站運行的實時監(jiān)控、動態(tài)跟蹤，保障變電站運行安全，并且能夠高效完成設(shè)備的維護(hù)工作，降低故障發(fā)生率。在實際工作中，需要通過巡視管理，保障變電運維安全，并順利展開設(shè)備維護(hù)工作。其具體工作方式為：第一，一般情況下，需要進(jìn)行智能變電站設(shè)備的巡視檢查工作，主要為例行巡視、全面巡視、專業(yè)巡視、熄燈巡視、特殊巡視。例行巡視，是指常規(guī)性的智能變電站設(shè)備檢查巡視，主要巡視內(nèi)容為設(shè)備是否存在異常響聲、是否出現(xiàn)滲漏、是否發(fā)出報警信號、運行環(huán)境是否良好等，需要借助監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行檢查巡視[3]。全面巡視，是指基于常規(guī)性檢查巡視的基礎(chǔ)上，進(jìn)行更加全面、詳細(xì)的巡查，包括變電設(shè)備是否出現(xiàn)破損、接地線是否完好、是否存在臟污現(xiàn)象等。專業(yè)巡視，是指對變電設(shè)備進(jìn)行集中檢查與維護(hù)，并且對其狀態(tài)進(jìn)行評價。熄燈巡視，是指在晚上熄燈后，著重檢查是否出現(xiàn)電暈、放電、接頭過熱等現(xiàn)象。特殊巡視，是指對變電設(shè)備的運行環(huán)境與模式進(jìn)行檢查。第二，進(jìn)行電子式互感器的檢查維護(hù)。電子式互感器是智能變電站的重要組成部分，將直接影響著變電設(shè)備的運行安全。因此，要做好電子式互感器的巡視管理與檢查維護(hù)，防止其對正常設(shè)備的運行造成影響。在實際工作中，首先需要進(jìn)行設(shè)備標(biāo)識、壓力指示的檢查；其次是進(jìn)行設(shè)備的牢固性、完整性、變形性檢查；然后檢查設(shè)備零部件是否出現(xiàn)破損與裂紋，是否出現(xiàn)放電閃絡(luò)現(xiàn)象；最后進(jìn)行接地、防水、防雷電等檢查。在檢查巡視過程中，還要做好日常的維護(hù)工作，如零部件更換、水分與雜質(zhì)的清理等，一旦發(fā)現(xiàn)任何故障，需要立即維修處理。第三，智能終端的巡視檢查。智能終端設(shè)備，是智能變電站的關(guān)鍵與核心，是變電設(shè)備運行狀態(tài)信息傳輸、接收、指令下達(dá)的核心設(shè)備，具有變電設(shè)備實時控制與監(jiān)控的功能。在巡視檢查中，需要對設(shè)備外觀進(jìn)行檢查，包括是否出現(xiàn)異常發(fā)熱、電源及指示燈是否正常、是否發(fā)出報警信號；接下來進(jìn)行智能終端前面板檢查，主要檢查斷路器、隔離開關(guān)位置指示燈是否正常；然后進(jìn)行裝置硬件設(shè)備的檢查，需要使用專業(yè)儀器設(shè)備進(jìn)行檢查；最后進(jìn)行信號接收、顯示的檢查。第四，進(jìn)行合并單元的巡視檢查。智能變電站的合并單元，主要為多個互感器輸出信號的收集，以及電力系統(tǒng)電流與電壓值的獲取等。其巡視檢查的內(nèi)容為：先檢查外觀是否正常，是否出現(xiàn)異常發(fā)熱現(xiàn)象，各種指示燈是否正常；當(dāng)合并單元正常運行時，需要對其硬件壓板進(jìn)行檢修，并且做好數(shù)據(jù)信息的記錄工作；然后進(jìn)行接地性能、絕緣性能、防雷電措施等檢查，并做好相應(yīng)的標(biāo)記。在合并單元巡視檢查中，如果一次設(shè)備在運行時，就不得退出合并單元，否則將會影響數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。第五，進(jìn)行繼電保護(hù)及安全自動裝置的巡視檢查。智能變電站具有變電安全保護(hù)的功能，因此還要展開繼電保護(hù)及安全自動裝置的巡視檢查。其具體檢查內(nèi)容為：裝置外殼的檢查，并做好外殼的清潔工作；指示燈顯示檢查，以及是否出現(xiàn)異常響聲與氣味；運行參數(shù)的檢查；報警信號的檢查，如果發(fā)出報警信號，就要立即向上級部門匯報，展開維修處理工作；使用紅外熱成像儀進(jìn)行溫度檢查，且嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。第六，監(jiān)控系統(tǒng)的巡視檢查。智能變電站的監(jiān)控系統(tǒng)，具有變電設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)控、管理、調(diào)度、控制作用，是智能變電站的重要組成設(shè)備。為了保障變電運維安全，需要高度重視監(jiān)控系統(tǒng)的巡視檢查工作。其主要內(nèi)容為：監(jiān)控主機(jī)的巡視檢查，主要為相關(guān)信息是否一致，通信網(wǎng)絡(luò)是否正常，遙測遙信信息是否精準(zhǔn)；主機(jī)工作狀態(tài)是否正常等等。如果出現(xiàn)黑屏、死機(jī)、過熱、信號中斷現(xiàn)象，就要立即通知上級部門，展開維修處理工作。接下來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的巡視檢查，主要內(nèi)容為各種指示燈顯示是否正常，是否發(fā)出警報聲，各種光纖標(biāo)識是否完整，接線是否正確，通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)是否良好，交換機(jī)散熱情況是否正常等。第七，在線監(jiān)測裝置的巡視檢查。其主要內(nèi)容為：裝置外觀銹蝕、密封、連接情況的檢查；管路接口的滲漏現(xiàn)象檢查；通信信號的檢查；主機(jī)運行情況的檢查。

（二）維護(hù)管理

智能變電站的維護(hù)管理，主要是指變電站設(shè)備維護(hù)過程中的管理，是保障變電運行安全的關(guān)鍵，更是提高設(shè)備維護(hù)效率的關(guān)鍵。其具體工作方式為：第一，對于智能變電站的所有設(shè)備，進(jìn)行定期維護(hù)。包括通風(fēng)與消防等附屬設(shè)備，根據(jù)實際運行情況，制定相應(yīng)的維護(hù)計劃與方案[4]。第二，智能變電站的變電設(shè)備維護(hù)工作，必須由專業(yè)電力工作人員完成，且嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使用專業(yè)儀器設(shè)備與方法技術(shù)，進(jìn)行定期維護(hù)、故障維護(hù)、預(yù)防維護(hù)，以保障變電設(shè)備的安全平穩(wěn)運行。第三，電力企業(yè)需要成立專門的維護(hù)小組，展開智能變電站的維護(hù)工作。同時，還需要做好維護(hù)資料信息的詳細(xì)記錄，以及維護(hù)卡的編寫，最后將所有的資料信息錄入信息化平臺中，為后續(xù)工作提供相應(yīng)的參考依據(jù)。第四，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)變電設(shè)備的運行情況，以及季節(jié)性特點，做好防污、防水、防潮、防凍、防曬、防雷電等工作。第五，需要做好變電站設(shè)備室的通風(fēng)設(shè)備維護(hù)工作，保障通風(fēng)設(shè)備的良好運行。第六，定期進(jìn)行變電站排水、供水、通風(fēng)系統(tǒng)的檢查，并且連同維修人員，一旦出現(xiàn)故障，就要立即展開維修處理，保障設(shè)備的安全運行。第七，進(jìn)行蓄電池的定期檢查與維護(hù)，做好清潔更換工作。第八，所有運維人員必須使用正確的方法，嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，定期展開檢查維護(hù)工作。此外，還要定期組織演練工作，積累豐富的工作經(jīng)驗。

（三）操作管理

在電網(wǎng)系統(tǒng)的運行中，離不開變電站設(shè)備的輔助。尤其是智能變電站的出現(xiàn)與應(yīng)用，可以將整個電力系統(tǒng)有效連接起來，以滿足社會各個行業(yè)與領(lǐng)域的用電需求，保障電網(wǎng)的運行安全。因此就要高度重視操作管理，以保障智能變電站的運行安全。操作管理，是指智能變電站變電設(shè)備在操作過程中，嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對操作行為進(jìn)行監(jiān)管，進(jìn)而保障變電設(shè)備的安全正常運行。其具體工作方式為：第一，將智能變電站變電設(shè)備的操作對象分為兩個部分，然后依次展開操作與管理。一次部分，包括110kV GIS設(shè)備、主變壓器中性點隔離開關(guān)、主變低壓側(cè)斷路器、10kV分段斷路器等。二次部分，主要為110kV備自投裝置、主變壓器保護(hù)等功能軟壓板等[5]。需要遵循科學(xué)合理、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的原則，進(jìn)行操作與管理。第二，在變電設(shè)備操作過程中，需要運維人員做到以下幾點：（1）在正常操作時，必須嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，優(yōu)先使用順控操作；（2）確認(rèn)順控方式后，需要做好前期調(diào)研與匯報工作，待審核批準(zhǔn)后，才能展開操作管理；（3）在事故處理時，禁止采用順控方式；（4）在監(jiān)控后臺調(diào)用順序控制操作票時，需要做好設(shè)備名稱、編號、參數(shù)等核對工作，然后嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、制定體系，規(guī)范、合理展開相關(guān)工作；（5）在順控指令執(zhí)行過程中，所有人員禁止進(jìn)入現(xiàn)場區(qū)域；（6）在順控操作之前，還要由操作人員做好設(shè)備運行方式、操作任務(wù)等檢查，待滿足相關(guān)要求后，才能展開實際操作；（7）在操作結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)檢查順控操作票是否執(zhí)行完畢，檢查設(shè)備運行的方式，以及各種信號是否發(fā)生變化等，待沒有任何異常后，才能投入正常運行中。第三，在操作過程中如果出現(xiàn)任何異常，就需要立即匯報上級部門，并且趕到現(xiàn)場及時檢查，并分析存在異常的原因，最后通知維修人員進(jìn)行處理分析。當(dāng)故障消除后，才能繼續(xù)操作工作，保障設(shè)備正常運行。

（四）故障處理

智能變電站在運行過程中，也會出現(xiàn)各種異常與故障。為了保障變電運維的安全，就需要展開設(shè)備維護(hù)與故障處理工作，以充分發(fā)揮智能變電站的作用與優(yōu)勢。其具體工作方式為：第一，當(dāng)電子互感器或合并單元出現(xiàn)故障后，需要將保護(hù)裝置的出口軟壓板退出，然后展開故障分析與檢修處理。比如合并單元、采集單元、智能終端出現(xiàn)故障后，就需要將相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闄z修狀態(tài)，然后立即退出。接下來根據(jù)故障信息分析原因，然后通知維修人員，展開處理工作。第二，如果公共交換機(jī)出現(xiàn)故障，就應(yīng)當(dāng)停止保護(hù)裝置的使用。主要是因為公共交換機(jī)一旦出現(xiàn)故障，就會影響保護(hù)的正確動作，導(dǎo)致作用失效。第三，當(dāng)在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出警告后，運維人員應(yīng)當(dāng)立即通知維修人員，趕到現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的檢查分析，然后根據(jù)實際情況，展開維修處理工作。第四，在智能變電站的變電運維與設(shè)備維護(hù)工作中，還要積極借助信息技術(shù)，比如移動終端PDA系統(tǒng)等，從而保障工作的實效性。

四、結(jié)語

綜上所述，智能變電站的使用，加快了電力行業(yè)的改革步伐，節(jié)約了更多的資源成本，有利于電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。然而在實際使用中，還需要做好運維管理與設(shè)備維護(hù)工作，才能充分發(fā)揮智能變電站的價值與優(yōu)勢。在今后的實際工作中，需要通過完善巡視管理、維護(hù)管理、操作管理、故障處理四個方面的工作，保障變電設(shè)備的安全平穩(wěn)運行，降低設(shè)備的故障發(fā)生率。