智能變電站設備檢修的二次安全控制措施分析

薛雷平

（上海新能凱博實業有限公司 上海 201416）

在當前基帶局域網技術與智能設備技術不斷發展的背景下，我國的自動化變電站正朝著智能化、數字化的方向發展。現階段，為保證智能變電站的工作質量能夠切實滿足人們的需要，定期開展設備檢修，并通過開展二次安全控制的方式，提升設備運轉的可靠性，成為了一項極為必要的工作。

1 智能變電設備檢修的二次安全控制概述

在智能變電站的改造升級、維護換件過程中，為保證智能設備的使用安全，需要在進行設備二次安全控制時嚴格按照我國電力工程操作規章制度進行檢修操作。相較于傳統變電站安全控制措施應用時可以利用保護、測控、端子箱等硬件設備短接回路的方式完成硬壓板的打開、電聯回路的斷開操作，智能變電站檢修過程中，需要通過控制柜中電纜回路、插拔光纖等方式實現設備的二次隔離，進而為后續檢修工作的開展創設一個相對安全的環境。現階段，為保證二次檢測工作安全控制工作的有效性，在正式檢修前，需要明確智能設備的特征、檢修工作的意義與原則。

1.1 智能變電站設備特征

1.1.1 光纖通信

現階段，智能變電站數據信息傳輸主要依靠光纖通道，為了判斷變電站的設備運轉狀態，工作人員可以通過對光纖信息傳輸的狀態、數據信息能否正常被接收等方式，初步判斷變電站智能設備的工作狀態，進而提升后續變電站檢修工作的效率，避免智能變電站因信息傳輸不夠通暢而出現安全事故。

1.1.2 數字化

當前，智能變電站所應用的設備、系統大多為智能化、數字化設備，在實際應用過程中，變電站各類智能數據信息往往需要借助網絡各個模塊進行傳輸，進而在變電站內建設一張信息網絡。現階段，在開展設備檢修工作時，為避免檢修工作對其他設備運轉產生不利的影響，可以用軟壓板控制數字通道的通斷，然后對隔層內的設備進行檢修維護，保證變電站其余設備能夠正常運轉的同時，提升變電站系統整體的運轉效率［1］。

1.1.3 檢修體制

現階段，在智能變電站設備檢修過程中，不僅可以借助光纖、數字通道、軟壓板等部件，還可以借助硬壓板的投入與推出實現設備狀態的自我檢測，通過這種方式，可以實現變電站智能設備自我管理效果的提升，對存在問題的設備進行有效的隔離與屏蔽，可有效地降低安全隱患。

1.2 二次安全控制的意義

智能變電站是一種應用通信網絡化、通信協議統一化、設備智能化等技術手段，統一采集信息數據傳輸到數據中心，并將集中處理的電力資源傳輸至處理區域。在當前電網規模不斷擴大的背景下，智能變電站的應用可以為電網自動控制、智能調節等功能的實施提供有效支持。但需要注意的是，為切實滿足智能變電站的運轉需要，變電站內需要以先進的智能設備作為支撐，受電網運行方式越發復雜、電氣設備操作頻率不斷增加等因素的影響，智能設備出現故障的可能性不斷增加。現階段，為保證智能變電供電的穩定性，定期開展智能設備檢修成為了一項極為必要的工作。當前，智能變電站的智能設備大多為兩層設備，即一次設備較傳統變電站多了智能化模塊，二次設備增加了網絡化模塊，這種情況的出現在提升設備智能化、自動化程度的同時，還使得設備結構與設備檢修工作更為復雜。受限于變電站的工作需要，在開展智能設備檢修工作時，需要在保證設備正常運行的基礎上進行設備的檢修與維護。因此，在進行智能設備的檢修維護過程中，需要通過電纜、軟壓板等設備對數據進行隔離，以便切實提升二次安全控制的質量，為智能設備的正常運轉提供有效的支持［2］。

1.3 智能變電站設備檢修原則

在當前智能變電站設備檢修過程中，為保證二次安全控制措施的順利落實，需要兼顧物理與數字隔離，以便保證智能設備檢修工作的效果能夠滿足預期的目的。一般情況下，變電站智能設備的二次檢修需要在一次設備停運后才能進行，然后由工作人員依據設備的運行異常度，確定設備檢修隔離的范圍大小。例如，若收發雙側的壓板回路設備需要進行雙側同步操作，單側壓板設備需要壓板處于推出的狀態，在對設備進行檢修時，若設備存在異常，那么不僅需要對該設備進行安全隔離，還要對其相鄰設備進行安全措施操作，實現異常設備的進一步隔離，即在發現設備存在異常時，需要對可能會對變電站整體造成影響的部分進行數字與物理隔離，保證被檢修的設備無法與外界相接觸，從而在提升設備檢修安全的同時，降低設備對變電站整體運轉安全性造成不利影響。

2 智能變電設備檢修二次安全控制的風險

2.1 SCD文件風險

在當前的智能變電站運轉過程中，SCD 文件中包含著全站智能設備的配置信息，并且在后續設備配置信息導出的過程中，都需要SCD文件的幫助，這就使得在智能變電站設備檢修工作中變電站的SCD文件有著極為重要的意義。但需要注意的是，大部分SCD 文件缺乏必要的校核，文件管理更多依賴廠家配置，并且受變電站方面對SCD 文件重要性認識不足的影響，SCD文件管理工作較為混亂，同時，在智能變電站設備調試過程中，部分廠家存在對SCD 文件內容隨意增刪的現象。由于當前部分智能變電站在對智能設備進行二次安全控制的過程中往往需要參照SCD文件中的數據信息，若SCD文件存在解析錯誤或者文件本身存在謬誤，那么智能變電站二次安全控制工作質量將無法切實滿足人們的工作需要，繼而對智能設備的正常運轉產生阻礙。

2.2 二次虛擬回路不可視風險

相較于傳統變電站，智能變電站的一個典型特點是二次回路的虛擬化，這一情況的存在使得當前智能設備檢修過程中工作人員的檢修重點從保護各電流電壓回路、開入開出回路轉變為保護通過光纖進行傳輸的信息流回路。相較于傳統設備回路較為清晰的情況，智能設備的每個電纜回路都有著一兩根光纖，在檢修過程中，回路的分辨難度較高，增大了工作人員的檢修難度。同時，相較于傳統設備保護裝置的硬壓板，智能設備除檢修壓板這一部分使用硬壓板外，設備的其他部分保護裝置均為軟壓板。基于此，在開展二次安全控制措施分析時，壓板投退的執行與確認不夠直觀，使得工作人員檢修難度有所上漲，進而增加人為失誤的可能性。

2.3 安措執行風險

相較于傳統變電站，當前的智能變電站中不僅添加了合并單元、智能終端這類的過程層設備，還增加了大量交換機，使得當前的變電站設備管控網絡成為了由過程層與站控層共同組成的網絡，這使得當前的智能變電站智能設備的二次安全措施與常規變電站間出現了較大的差別。

一方面，傳統設備與智能設備之間的安措執行順序存在著較大的差別。當前智能變電站中的合并單元大多與多個保護設備相連接，在執行安全措施時，為保證其他設備能夠正常工作，需要令措施的執行順序出現一定的改變。現階段，在電網供電過程中，出現過多次因為安全措施執行順序不當導致保護誤動、拒動的現象，給電力資源的穩定供應造成了一定的負面影響。因此，為避免因保護誤動情況出現給電力供應工作造成不利影響，在執行安全措施時，壓板的退出順序為：先SV軟壓板，再GOOSE軟壓板；先接收軟壓板，再發送軟壓板；先智能終端出口硬壓板，再投入裝置檢修壓板。在恢復安全措施時，可以按照上述順序的倒序進行操作。

另一方面，智能變電站的安措執行對象與傳統變電站存在一定的差別。當前智能變電站的安全措施包括：智能終端保護跳閘、保護閘出口硬壓板；保護裝置功能軟壓板、控制器；保護裝置GOOSE發送軟壓板、接收軟壓板；保護裝置SV接收軟壓板；裝置檢修壓板等。對智能變電站的執行安全措施進行分析后，可以發現，在檢修過程中，工作人員需要進行大量與壓板相關的操作，并且壓板的操作順序有著一定的要求，若工作人員在操作過程中出現失誤，那么不可避免地會給設備的工作狀態帶來一定的影響［3］。

3 智能變電設備檢修的二次安全控制系統

智能變電站作為建設智能電網的重要組成部分，相較于常規變電站，智能變電站添加了合并單元智能終端為過程設備，在實際使用過程中，電纜傳輸的信號從模擬量信號轉化為數字量信號，并且可以通過光纖傳輸至間隔層、站控層的設備。在這種情況下，二次設備間的電氣連接轉變為通信連接，物理回路變為邏輯回路，這種將存在實體的模擬量電纜轉變為沒有實體的信息流虛回路，大大增加了二次設備檢修工作的風險。現階段，為切實降低設備檢修工作中的風險，明確檢修工作過程中可能出現的風險，并構建針對性的檢修模塊，在保證檢修工作質量的基礎上，降低人工檢修工作的工作量成為了一項極為必要的工作。本文主要通過利用將風險控制系統應用到智能設備的二次安全檢修工作當中的方式，在保證設備狀態檢查工作質量的同時，降低安全風險出現的可能性［4］。

3.1 風險識別模塊

在當前的智能變電站設備監測工作中，風險識別模塊主要負責辨別檢修工作的任務、對智能變電站的結構形式進行識別、對SCD 文件正確與否進行校核。例如，風險識別模塊在應用過程中，可以對變電站常用的常規互感器進行識別，了解變電站使用的是合并單元模式還是電子式的互感器，并且對單元模式加以合并，決定保護設備在工作時用的是雙重化模式還是單套裝置。在檢修過程中，風險識別模塊可以以具體的工作任務為基礎，分辨智能變電站形式的不同，然后結合SCD 文件對檢修工作過程中的任務風險點加以明確，然后依據工作任務量評估的風險信息，明確本次檢修工作的停電范圍，降低檢修工作的影響［5］。

3.2 風險分析模塊

現階段，風險分析模塊在實際使用過程中主要采用可視化手段，將被檢修設備與其他設備間的聯系直觀地展現出來，便于工作人員分辨停電區域與不停電區域設備間的聯系。然后對檢修設備的檢修位置進行模擬展示，并且對設備回路進行安全控制后，對設備、回路運行的影響進行模擬，以便在后續檢修工作開展時，工作人員可以針對不同的檢修風險點，應用不同的檢修安全技術措施。

3.3 自動化安全措施模塊

自動化安全措施模塊主要由安措票自動生成與安措執行步驟自動監視兩部分構成。其中，安措票自動生成主要是在風險分析模塊的基礎上，分析被檢修設備與其他設備間的關聯，然后結合安措規則，制定最為合適的安措票；安措執行步驟自動監視則是在工作人員執行安措票的過程中，將操作步驟與安措票進行比對，若發現操作存在漏項、執行順序錯誤等問題，及時發出警報，為保證安全控制措施的順利落實提供有效的支持。

4 智能變電設備檢修二次安全控制技術應用

4.1 關鍵技術

4.1.1 檢修風險評估

智能變電站檢修時，面臨的主要風險為保護誤動、拒動，現階段，為實現上述兩種風險的有效管控，需要在明確風險影響因子的基礎上，對風險信息進行評估。在對應用智能變電站設備檢修安全控制技術風險因子進行評估時，可以通過解析SCD文件與分析其中關聯關系的方式，明確二次設備檢修工作所造成的影響，然后依據檢修工作的難易度與工作量，對工作時間進行估算。

4.1.2 SCD文件可視化

考慮到SCD文件在當前智能變電站二次安全控制措施應用過程中的重要性，為切實降低因SCD文件內容錯誤所造成的檢修風險，可以在SCD文件優化前，先將各個階段的SCD文件修改版本進行存儲備份，并且在進行二次設備關聯性展示時，用不同顏色對新增設備、原有設備、新增回路、原有回路等信息進行標注，便于工作人員的分辨，為后續檢修工作的順利開展提供支持。

4.1.3 安措自動化

考慮到當前安全控制措施實施的效果與其實施順序之間存在著直接的聯系，現階段，為切實降低安全控制措施的執行風險，在構建二次安全控制系統時，可以通過構建安措執行票、按錯恢復票，將執行順序與恢復順序分開標注的方式，明確兩項操作的具體次序，降低人為操作失誤出現的可能性。

4.2 技術應用

某220kV 智能變電站在智能系統優化過程中，依據自身的實際情況，研制并應用了智能變電站設備檢修二次安全風險控制系統。系統在實際應用過程中，首先，可以實現對變電站SCD 文件修改歷史進行可視化展示，并對SCD 文件正確與否進行校驗；其次，對待測設備與其他設備之間的關聯性進行自動化的分析；再次，能夠自動建立安措票數據庫，實現安措票的自動構建與存儲；最后，為降低人為操作失誤造成的不利影響，系統可以對安措執行步驟進行自動監視，切實保證變電站設備工作的穩定性與安全性［6］。

5 結語

總而言之，當前智能變電站的設備相對較多，二次設備的操作難度較高。現階段，為切實降低二次檢修工作的風險，在明確設備檢修風險點的基礎上，設計科學合理的智能變電站智能設備檢修風險控制系統，加強對設備檢修工作的關注度，已經成為切實提高檢修工作自動化、智能化水平的有效措施之一。