基于智能變電站自動化設備智能化調試方法的研究

國網青海省電力公司檢修公司 施志剛

現代社會為電氣化社會，我國經濟的快速發展也促進了我國電力事業的快速進步。變電站作為電力系統中最為重要的樞紐，在自動化技術、智能化技術的影響下，也逐漸向著智能變電站的方向發展，但是變電站在轉變的過程中與傳統意義上的變電站還是有著較大的差異，主要體現在變電站監控系統的組網形式、設備形式以及二次回路設備的應用發展方面[1]。我國智能變電站在發展的過程中，進一步提升了變電站及其相關設備自身的智能化水平，加強了設備之間信息數據的溝通性能，促使設備之間的多種信息交互能夠有效進行，數據信息交互內容能夠豐富化。但是變電站在智能化發展的過程中，智能化設備的更新較快，為了確保變電站的安全穩定運行，要不斷加強智能化設備調試方法的研究，為變電站智能化設備的安全穩定運轉提供保障。

在現代社會的發展中，信息化智能技術的發展在很大程度上改變了當前社會發展的面貌，信息化智能技術在工業發展中的應用使得其發展方式以及途徑發生了很大的改變，當然，在我國電力行業變電站的發展中也同樣如此。智能化技術在變電站發展中的應用使得其相關電力設備的自動化水平不斷提升，智能化變電站得到了極大的發展。智能化變電站由于智能技術的廣泛應用其信息交互系統非常復雜，為了能夠保證智能化變電站的正常運轉，在智能化變電站的日常運轉中，必須加強智能化設備調試方法的研究以及設備日常的運行維護工作。在文章中，主要對我國智能化變電站以及相關智能設備的站控層、以及間隔層和過程層的調試工作進行重點分析，促進我國智能化變電站的持續發展。

1 智能變電站的簡要概述

智能變電站相對于傳統意義上的變電站來說，主要體現在“智能”。簡單來說就是在智能化技術的影響下，變電站集中運用各種先進的高新技術以及先進技術理念，廣泛應用先進的智能化電力設備，打造變電站的智能化基礎，不斷提升變電站的智能化以及自動化水平，從而為變電站的信息資源即使共享提供強有力的保障。此外智能化電站的發展加快了信息數據的傳輸共享速度，智能化的發展能夠進一步保障系統的自動化發展[2]。如下表1所示，主要介紹了智能變電站與傳統意義上的普通變電站之間的區別。

表1 智能變電站與普通變電站的不同點

智能變電站相較于傳統的變電站來說，在實現了自動化、智能化的基礎上其結構組成相對復雜，主要包括智能終端設備以及合并單元、GOOSE、全站系統及設備的配置文件等[3]。在變電站的實際運行中，為了保證變電站電力設備的安全穩定運行，要根據智能變電站的實際情況，對智能化設備進行合理調試，保證變電站的相關工作能夠穩定運行。圖1列出了我國智能變電站的主要組成部分以及各部分之間的相互聯系。

圖1 智能變電站的主要組成

2 智能變電站自動化設備的基本結構特征分析

在我國智能變電站發展的過程中，自動化智能設備主要包含了站控層、間隔層以及過程層三個最為主要的部分，這三層設備通過智能化設備的高速通信實現變電站實時性、可靠性的要求，為智能化變電站的穩定運行奠定可靠的基礎。

2.1 站控層基本結構特征分析

智能變電站的站控層主要指的是變電站中的監控系統以及設備，子站系統等，在結構上主要了包括調制解調器、監控主系統以及信息通信控制設備等[4]。在作用上主要體現在能夠有效開展在線編程工作，通過完成的閉鎖方式實現智能變電站的全面控制。此外，變電站自動化設備的智能化功能也主要依靠站控層設備支持開展，實時監測設備的運行狀態，對于系統運行過程中的潛在故障通過數據分析進行提示，實現人機交互的高效連接，為設備的安全穩定運行提供保障。

2.2 間隔層基本結構特征分析

在智能變電站系統中，系統的智能化保護設備以及各種信號的測控設備都分布在間隔層，間隔層是數據信息通信的中樞，維持站控層與其他層面的信息傳輸。在運行過程中，還可以根據當前變電站運行的實際情況對間隔層進行調試，保證數據信息的高效傳輸。此外，間隔層設備還能夠通過對站控層信息數據的處理實現合理分類，更好的保證變電站的安全穩定運行，盡可能避免潛在故障的發生。

2.3 過程層基本結構特征分析

智能變電站的過程層是變電站系統中最為主要的電力設備，主要包括變電站當中一、二次側的主要電力設備，同時也是智能化電氣設備的智能化部分。主要實現在運行過程中各種信息數據內容的檢測，對相關模擬量進行實時采集，對于設備的各種操作控制命令程序進行分析，通過對輸入輸出的斷續開關量的控制，加強對智能化設備的運行檢測和設備數據的分析，如設備的狀態參數監測、斷路器的分合閘操作控制等。

3 智能變電站及其設備調試分析

通過對智能變電站實際運行的調查分析，了解智能化設備的運行調試特點，為設備的調試工作提供具有實際價值的實踐依據，圖2描述了通常智能變電站的項目架構。

圖2 智能變電站工程項目架構

3.1 智能變電站站控層裝置調試

在變電站站控層系統調試時，相較于傳統意義上的綜合自動化變電站，智能變電站在控制部分的功能并沒有發生較大的改變，在實際運行過程中如主接線的類型選擇，相關線路設備的操作流程等都沒有發生太大的改變。但是在智能變電站在數據通信部分與傳統變電站有著明顯的區別，智能變電站的由于設備的智能化程度較高，其監控系統的部分功能在傳統變電站是無法直接進行應用的。但是，智能變電站能夠更加有效的將站內操作箱內的控制小車與接地刀閘的位置相互聯系，保證其操作界面能夠進行編程化程序管理。為了方便相關工作的開展，可以用不同顏色對其出口壓板以及相對應的保護壓板進行表示，例如可以分別用紅色和黃色進行表示，而其他均采用灰色壓板。站控層設備的調試過程中，智能變電站的工程師需要加強對相關規則規定的具體理解，保證調試工作的準確性，確保在調試過程中各點位都能夠正確對應，并且注意SOE時標的設置與相關裝置框架能夠匹配。

此外，在數據信號發送到后臺設備時，為了防止存在丟失點的情況，需要嚴格進行雪崩測試。智能變電站的智能化設備離不開編程的應用，在編程操作的過程中，為了節省時間并提高變電站的實際工作效率，對變電站的智能化設備的調試過程進行簡化是非常有必要的。智能變電站和傳統變電站相比還有一大優勢，智能變電站由于在與主站通信的過程中仍然采用104或者101的網絡規約形式，所以在遠程通信機種并沒有傳統變電站中的諸多問題。智能變電站在遠程數據信息進行傳輸時，能夠保證主站與后臺之間同時進行，大大減少了工作過程中的重復性，有效節省大量的工作時間。

3.2 智能變電站間隔層裝置調試

間隔層在變電站中只要為保護以及測控的作用，在間隔層工作的過程中為了能夠對線路保護進行充分分析，為了保證輸入線路開關以及電流測控裝置的數據能夠實時被融合單元收集分析，并且能夠以光纖的形式將傳輸電壓、電流量發送到相關設備，在間隔層裝置的測試運行過程中，相關智能化設備要全面采取利用高精度的數字化實驗儀器進行，保證間隔層裝置的穩定運行且精準測控。

3.3 智能變電站過程層裝置調試

過程層是智能變電站智能化的主體部分，過程層的智能化裝置調試主要是為了能夠及時處理電壓電流互感器在工作過程中所需要傳輸到的各種信息數據，在通常情況下，大部分都是合并單元的數據，但也有少數情況是操作箱中的小車或者短路控制器等設備的調試。

4 智能變電站設備的現場調試及維護

智能變電站由于智能化、自動化程度的提升，為了數據信息的有效通信，在變電站中就避免不了存在較多的光纖板以及相應設備的網絡物理連接，在進行變電站的智能化設備調試之前，要先對著兩方面進行全面檢查分析，確保能夠滿足智能變電站的實際運行需求。其次，對于智能變電站應用廣泛的光纖要進行嚴格的光纖裕度檢測，對智能化設備在運行的過程中的絕緣性能以及供電電源穩定性等進行嚴格檢查，為智能變電站的智能化設備調試工作做好基礎工作。

4.1 智能電子設備（IED）單體調試通用測試

在智能化電子設備的調試過程中首先要做就是對維修機制進行檢查，將智能電子設備放入維護壓板進行工作后，要對智能化設備的網絡絕緣維護設備進行充分的檢查分析，保證其良好的運行狀態。其次要對其開展采樣檢查， 要對檢查裝置采樣值進行詳細分析，對GOOSE 的開出開入功能進行詳細檢測分析，盡可能避免不必要額錯誤情況出現。此外，還要加強通信檢查工作的開展，對各層次網絡通信以及相關裝置之間的數據傳輸傳輸以及其他功能進行詳細的檢查，避免因通信問題影響智能變電站的穩定運行。

4.2 智能電子設備功能調試

在智能化設備的調試過程中，最為重要的一步就是要通過調試驗證智能化設備自身的功能是否正常，確保設備在規定的條件下進行運行，此外，還要考慮在智能變電站的實際運行中，變電站不同的運行情況對設備的影響，在系統能夠運行的過程中，要加強對變電站的調控測試，要加強智能化設備配置文件變更流程的測試以及變電站的維護管理。例如，在變電站的運行過程中，要對系統的時鐘進行調試，系統的時鐘調試時驗證變電站GOOSE 的關鍵。在智能變電站實際運行過程中，智能化設備若要投入使用一定要進行模擬故障情況的測試，確保設備在遇到故障情況時能夠最準確動作，保證智能化設備的正常運轉。對智能化設備配置文件變更流程的調試也是非常重要的環節，配置文件變更流程的調試能夠保證相關專業工作的有效融合，能夠更好完善智能變電站的運行模式，促進智能變電站設備調試工作的進步。

綜上，在社會經濟快速發展以智能化技術的大力推動下，我國變電站的智能化、自動化水平不斷提高，同時也減小了變電站的工作壓力，提升了變電站的運行可靠性。文章中通過對智能變電站與傳統意義上的變電站對比分析，了解了兩者之間的主要區別，指出智能變電站在發展中對于智能化設備調試的重要性以及調試技術的分析，在遵循設備調試原則的基礎上不斷提升智能化設備調試的質量，使變電站的設備能夠保持良好的運行狀態，減少安全隱患的存在，提高智能變電站的運行可靠性。