智能變電站二次設備檢修技術探討

國網電力科學研究院有限公司 袁 莉 崔 縉

當前，我國社會經濟發展持續加快，人們日常用電量也有所增加，在一定程度上提高了對電力供應的需求，需要確保供電的穩定性才能夠避免給人們的生活造成過多影響。變電站在供電系統中占據重要地位，其中包括繼電保護裝置、自動裝置、測控裝置、計量裝置以及自動化系統等多種不同類型的設備，其均屬于二次設備，具有重要的保護和監控作用。在智能化技術融入之后，系統可對一次設備運行的狀態進行分析，如果發現存在異常問題可及時做出適當的處理措施，確保電力系統整體運行的穩定性。由于智能變電站在運行過程中會受到各種因素的影響，二次設備經常會出現不同類型的故障問題，影響一次設備運行的安全性以及穩定性，相關人員應當加強二次設備的檢修力度，不斷開發全新的檢修技術，確保智能變電站運行的可靠性。

1 智能變電站二次設備系統特點

變電站在電力運輸過程中占有重要地位，負責接收電能并對電能進行分配，如果變電站出現運行故障，則會直接影響到人們的正常用電。智能變電站是一種融合了智能技術的變電站系統，重視使用集成化理念和環保性理念，打造了信息化的信息平臺，及時完成數據通信和信息共享，讓設備的運行狀態呈現為可視化的狀態，保證變電站的運行效率[1]。智能變電站具有智能化的特點，可以自主完成信息收集，具有自動控制以及智能調節的功能，形成了良好的協同互動模式。

在智能變電站中二次設備是在光纜運輸之下，利用數字化技術完成信息傳輸，將設備的運行信息傳輸給后臺系統。如220kV 線路間隔保護網絡結果的電壓和間隔電流，會在合并單元的引導下逐漸匯合，在匯合之后其又會變成兩路，分別為母差保護、間隔保護提供相應的服務，當刀閘以及主開關裝置也處于智能終端后也會變成兩路，為保護裝置以及GOOSE 網絡提供相應的服務，在保護的過程中會利用直跳跳閘做出保護動作[2]。

綜上，可總結出在智能變電站內二次設備的特點較為明顯，和常規變電站二次設備相比有較多的不同之處：一是硬壓板的數量較少，但是軟壓板的數量增多。二是在保護內部斷開點處于不明顯的狀態。三是當端子排轉后會改變成虛端子。

2 智能變電站二次設備檢修

智能變電站融入了智能化技術以及自動化技術，引進了各種不同類型的自動化儀器設備，構建了信息平臺，減少了人力在系統運行中的干預，利用輔助設備系統提升電力系統運行的智能化水平。智能變電站系統具有集成化和自動化的特點，能夠對數據進行及時的傳輸和收集，保證控制中心能夠了解智能變電站的具體運行情況，提升了電力系統整體運行的穩定性。二次設備是影響智能變電站運行的關鍵要素，特別是在電網規模持續擴大的今天，輸變電電壓等級有所上升，二次設備數量增加，內部結構變得愈發復雜，對二次設備進行檢修時所需要投入的費用也有所增加，需要投入大量的資金完成繼電保護設備維護。

為了能夠避免二次設備出現故障問題，應當重視對檢修技術進行調整，以此來保證二次設備的運行穩定性[3]。在智能變電站二次設備檢修過程中，工作人員普遍對二次設備的了解不足，在維修過程中需要投入較多的精力以及時間，這樣才能夠確保智能變電站的穩定運行，提高供電穩定性。通過檢修工作能夠防止一次設備和二次設備同時出現故障問題，對檢修工作進行合理的規劃和分配。與一次設備檢修工作相比，二次設備在檢修活動中存在抽象性的特點，主要針對交流電機測量控制、直流電機控制等進行檢修，對電力信號、通信管理、設備接地屏蔽等各類系統實施檢查，以此來保證二次設備的穩定性。

3 智能變電站二次設備檢修技術

智能變電站成為現階段變電站建設過程中所關注的重點，提高了電能的運輸和分配效率，但是變電站內部設備結構的精密化和智能化，也進一步增加了設備的檢修難度。二次設備是負責對供電系統、一次設備進行測量以及監控主要設備，可以保證一次設備的穩定運行，避免電力系統出現故障問題。因此，要想保證智能變電站的穩定運行，必須重視對二次設備進行定期檢修。在以往的變電站二次設備檢修過程中，由于設備來自不同的生產廠家，在使用時需要遵循不同的規范以及協議，設備之間無法進行信息共享，出現了信息孤島的問題。智能變電站的建設則有效避免了這一問題，提升了二次設備狀態檢修的效率以及質量，應當在后續不斷研發新的檢修技術，確保能夠提升狀態檢修的效率。

3.1 狀態監測技術

二次設備檢修具備抽象性的特點，主要針對直流電機、交流電機及電力信號等多個系統進行檢修，并不是針對某一軟件實施單獨檢修，而是從整體角度出發，對系統實施精準檢測。以往多數使用定期檢修的方式預防二次設備出現故障，但是檢修周期具有固定性的特點，不能及時了解二次設備存在的隱患問題，容易出現檢修不足或者過度的現象。因此，現階段開始選擇狀態檢修的方式對二次設備實施檢修，充分利用了信息技術的優勢，對二次設備運行情況進行監測，能夠及時了解二次設備的工作參數，根據參數情況評估二次設備是否處于不穩定的狀態，從而盡快識別存在的故障隱患。

在數據收集過程中，可對跨時間段的數據進行收集，在完成數據收集后不會將所有數據均上傳到系統中，會利用計算機自動篩選，有效提高了后續數據價值挖掘以及檢修工作的效率水平。結合數據分析結果可確定故障出現的位置以及故障是否嚴重，從而制定合理的檢修計劃，挑選合適的檢修時機。當發現運行數據出現異常問題時會自動發出報警信號，讓后臺人員了解二次設備的運行情況，以此來保證故障分析和處理的效率。在智能變電站會利用有線方式完成數據傳遞，如母線、開關或者變壓器的，二次設備也會利用有線對信息進行傳遞，保證了監測的有效性[4]。

3.2 使用電子互感集裝器

在對二次設備進行狀態監測時可選擇電子式互感器，能夠對智能變電站的各類信息進行監測，了解變電站二次設備的信息。保護裝置所收集的信號屬于光數字信號，不存在二次電流以及電壓輸入，可以針對數字采樣實施準確的狀態監測。電子互感集裝器能夠對采樣值報文采取有效的監視，當出現掉幀或者數據接收中斷的問題時，能夠及時進行預警，得出SMV 采樣異常的問題。電子互感集裝器攜帶更為方便，使用靈巧，可以利用專門的設備針對腹感裝置實施檢修，對合并器參數實施調整，保證在檢修完畢后設備可以以穩定的狀態繼續運行，控制故障的發生，提升電力系統的運行和影響。

3.3 使用電流互感器

電流互感器通過改變電流的方式，利用較小電壓對變電站信號進行模擬，將電壓信號和電流信號進行統一，是一種以電磁感應原理為基礎的設備[5]。電流互感器具有變換電流以及電氣隔離的功能，主要包括兩種不同類型：一是屬于測量用途，在正常工作電流范圍內可向測量裝置以及計量裝置提供電流數據。特別是在測量大電流時，通過該裝置可以針對電流進行統一，為二次儀表測量的開展提供重要便利。二次設備可利用該裝置了解一次回路中的具體電流數據，一次側接和二次側接分別為一次系統和二次設備，如測量裝置、繼電保護裝置等。

二是屬于保護用途，主要和繼電裝置能夠形成配合的狀態，當出現短路問題時向繼電保護裝置提供相應的數據，讓其能夠立即切斷發生故障的電路，保證電力系統的穩定運行。通過利用電流互感器能夠提升二次設備的檢修效率，確保及時對信號進行整合，如果同時使用MU 合并器，能夠提升信號接收的安全性和便捷性，保證能夠獲取可靠的檢修信息。

除此之外，通過利用智能化的開關裝置，可以使用軟件編程的手段提升二次控制的自動化水平和智能化水平，使其自身即可做到智能監測，在使用軟件的過程中完成監測活動，更好了解繼電保護裝置的運行情況。

4 智能變電站二次設備檢修對策

4.1 選擇“軟硬兼施”的檢測方式

二次設備在融入智能化技術后本身已擁有了自我檢修的功能，是軟件開發方面仍然有待研究，應當結合網絡系統實施有效的監測，能夠進一步提高檢修的效率水平。如當前在DOS 中PING 屬于較為常見的協議，也是具備探索功能的軟件，可以利用其完成探索式監測。ICMP 網絡探索可視化軟件已得到了廣泛應用，通過將其用到二次設備檢修體系中，可對關鍵位置的具體情況進行實時監測。

例如，ICMP-ECHO 能夠了解設備內部不同部件是否處于正確的連接狀態，分析運行數據，從而評估二次設備的運行情況，如果發現二次設備存在安全隱患，能夠及時做出預警。ICMP 探索硬件也是檢修過程中可以利用的一種手段，可以針對二次設備實施持續性的、全面性的探索，觀察二次設備所存在的故障問題，在第一時間明確故障位置。該種軟硬件在云計算系統中存在較為廣泛，能夠完善二次檢測設備的部署方式，充分發揮二次設備的功能和作用。

4.2 以光纖專用網絡和電力載波網為基礎的專用網絡

根據目前的部署情況進行分析，可以發現在部署中包括了開關站、變電站這一類電力設施，帶有電源進線以及負荷出線，利用該種特點能夠讓電力系統的各個部分連接在一起，形成互相連通的一種網絡形式，在其中帶有工頻電力流，以此為基礎調制載波可以融入千兆載波，同時和調制解調裝置進行配合，能夠在讀取電力載波的同時完成信號發生，使用電能質量整理的方式可以對信號進行抹除。如可利用光纖專線將配電和變電設備進行連接，使用專業打造專用建設體系。在電力系統中已經將專線和電力載波體系進行了連接，形成了協同運作的模式。

4.3 完善智能二次設備主備機自動投切體系

自動投切設備屬于一種新型的開關設備，并不需要過于煩瑣的調試維護流程，并且占地面積較小，所需要投入的資金量也較少，對于實時供電有著重要的保障作用，同時還可以針對電源進行自動切換，在電流管理過程中占有重要地位。自動投切設備在電力系統中應用可以取得較好的效果，當ICMP 出現持續丟包問題后選擇時鐘同步的設備可以完成通信活動，達到自動投切的效果，投入通信設備能夠對出現故障問題的設備進行狀態轉換，使其及時切入故障，并進行故障預警和報警。通過該種方式可以完成操作單制作，之后將出現故障問題的設備拆除。自動投切設備的使用有效提高了后續設備檢修的效率，可以根據用戶的具體要求設置相應的主、備投優先級，同時還可以實現遙控功能、遙測功能、遙信功能以及遙調功能。

5 結語

信息技術的快速發展為各行各業帶來了重要的影響，變電站建設過程中也開始重視應用各種智能化技術，提高電網的供電能力，保證人們日常生活中對于電能的需求。二次設備在變電站系統中占有極其重要的地位，在對二次設備實施狀態監測時，應當對傳感器技術進行不斷地改進和優化，合理利用先進的傳感技術收集相關狀態數據，并將狀態數據上傳到系統中，合理利用數據技術對狀態數據實施分析，總結判斷二次設備是否處于可靠的運行狀態，預估可能出現的故障問題，及時做好防范措施。在未來的變電站發展過程中，應當重視對智能化技術進行高效利用，加強設備檢修效果，改變傳統的檢修模式，為智能變電站的穩定運行提供重要技術保障，提升供電系統的運行可靠性。