智能变电站运维人员新技术培训研究

周秧 沈亮 蒋吉荪 陈向军

摘要：为适应电网的快速发展，满足智能变电站运维的要求，针对智能变电站的技术特征，并与常规变电站相比较找出差异性，主要从理论知识和操作技能两个方面探讨智能变电站新技术的培训，为今后的工作奠定了基础。

关键词：智能变电站;运行维护;新技术;培训

中图分类号：G726 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0130-02

智能变电站作为坚强智能电网的重要基础和支撑，在智能电网建设中的作用举足轻重。省内乃至全国在建设、已投运的智能化变电站不断增加，从事智能变电站的运行、维护人员也将逐年增加。但是，智能变电站的运维人员普遍缺乏智能变电站的运行、维护及技术管理等方面的实际工作经验，急需进行智能变电站相关的新技术、新技能培训。

本文结合智能变电站现状和发展趋势，主要对当前智能变电站的技术特征进行分析，并将智能变电站与常规变电站进行比较，总结出它们两者之间的异同点，从而得出智能变电站运维人员应加强培训学习的内容和要求，为今后开展智能变电站运维人员新技术培训以及相关培训打下基础。

一、智能变电站的主要技术特征

随着计算机技术、通信网络技术以及新型传感器技术等的飞速发展，变电站自动化系统有了极大的发展，产生了大量的新技术、新应用，这也使变电站中应用系统日益众多。这些新技术、新应用对变电站自动化的发展是一种促进，也是一种挑战。因此，采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的智能变电站成为不可阻挡的趋势。

1.一次设备智能化

采用常规一次设备+智能单元方式实现一次设备的智能化，通过智能终端完成断路器、隔離开关等设备的跳合闸回路、位置信号采集回路等。通过一次设备的状态在线监测，变人工巡视与定期检修为自动检测状态检修，提高变电站的可靠性，减少维护的工作量，提高效率。主要包括：主变压器采用“主变本体+传感器+智能组件”方式实现智能化合并单元：合并单元采用直流供电，提高电子式互感器的可靠性;智能终端接受保护装置跳合闸命令、测控手合/手分命令及闸刀、接地闸刀GOOSE分合命令;输入开关位置、闸刀及地刀位置、开关本体信号;跳合闸自保持功能等;实现了一次设备的数字接口功能;一次设备状态实现在线监测等功能。

2.二次设备数字化

电子式互感器、采集器实现二次设备的数字化，将二次设备的模拟量转换为数字量。合并单元实现电子式互感器电流、电压量的采集，并通过光纤或SV网传输将二次信号变为基于网络传输的数字化信息。保护装置保护动作后通过保护装置内的GOOSE跳闸软压板出口，再通过GOOSE直跳口将光信号经光纤输至智能终端，智能终端的A、B、C相跳闸接点闭合后通过A、B、C相保护跳闸压板将电信号传至智能终端内的A、B、C相跳闸保持继电器并最终传至开关操作机构箱实现跳闸。监控后台遥控操作发出的断路器控制信号通过MMS网传至保护测控一体装置，以光信号通过GOOSE网传输至智能终端，再完成对断路器的分合控制。保护跳闸示意如图2所示。

全站所有信息交换均依托于GOOSE报文和MMS报文，GOOSE服务通过广播方式传送报文数据，实现IED装置之间互相通信及信息共享;保护测控装置不设置功能硬压板，通过在装置上设置软压板的方式以投退保护功能，为远程维护和无人值班提供了条件。

3.网络结构标准化

按照IEC61850及DL/T860中的系统结构，实现了信息建模与共享传输、通信网络的标准化和设备间的互操作性。全站自动化系统网络结构分为站控层、间隔层和过程层，网络系统构成分为站控层网络和过程层网络，分别设置GOOSE网和MMS网保护直接采样（或网采），直接跳断路器。

全景数据的统一信息平台实现了全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁等相关功能。交直流一体化电源系统，站内直流、交流、逆变、UPS、通信等电源采用一体化监控，通过全站MMS网络统一上送到一体化信息平台，实现了控制自动化、信息可视化、配置标准化。

4.高级应用功能

实现了一键式顺序控制、故障信息分析决策与智能告警、与上级调度的源端维护、网络报文记录分析、智能辅助系统等高级应用功能。

二、智能变电站运维人员的新技术培训

智能变电站中一次设备智能化，二次设备网络化。设备之间连接介质由光缆替代了传统的电缆，电磁信号被转换成了数字信号，二次回路成为了“虚回路”。相对于传统的综合自动化变电站而言，其运行维护必然带来一些改变。对运维人员而言，智能变电站和常规变电站存在较大区别，他们面临着知识的更新与挑战。为了使运维人员能更好地适应电网快速发展和智能变电站快速的要求，需要从理论知识和操作技能两个方面加强培训。

1.智能变电站的理论知识培训

智能变电站和常规综合自动化变电站存在差异，故需对运维人员进行相关理论知识培训，主要内容包括：

（1）IEC61850、DL/T860标准及智能变电站继电保护应用模型、设计方案、工程配置和实施的基本办法。

（2）智能变电站的网络系统结构、通讯机制、传输信号、对时方式、交换机接口对应表、GOOSE断链告警二维表、网络报文分析仪的使用方法。

（3）电子式互感器、合并单元技术规范、工作原理;合并单元传输规约、采集信息图及二维表;电子式互感器、合并单元的巡视要点;交换机、网络的的基本工作原理，巡视要点及异常处理方法;交换机故障情况下的处理方法和危险点控制。

（4）智能变电站继电保护技术规范;智能变电站继电保护工作原理、告警信息含义、软压板功能、运行操作说明、故障处理原则、巡视要点;上级职能部门制订的继电保护运行规程及运行管理规范。

（5）智能变电站继电保护SCD文件、CID文件的解读，装置保护虚端子的配置情况及信息流，各继电保护的跳闸逻辑及各类遥测、遥信信号的上送机制，智能变电站内各IED之间的信息流向。

（6）输变电设备在线监测装置工作原理，输变电设备在线监测系统的使用方法、巡视要点、运行管理规范。

（7）监控后台常规操作、顺序控制操作、保护整定值的调取打印、保护动作事件报告的调取打印、保护定值区的切换等操作的方法，顺序控制操作的运行规定。

（8）各级部门关于智能变电站运行管理规范、设备运行维护导则、巡视技术规范、交接验收规范的规章制度。

2.智能变电站的操作技能培训

智能化变电站中对于新技术的应用和新安全问题的出现对运维人员的素质提出了更进一步的要求。运维人员不仅需要掌握智能化变电站的技术层面，还需要了解在智能化变电站工作存在的危险因素，采取的安全措施，必须遵守的安全规则等;运维人员必须掌握在新技术下如何做好运行巡视、规范倒闸操作，还必须掌握对智能化设备异常的分析和应急处理，掌握如何做好检修设备的安全措施以及动态危险点的预防工作。因此，为了使运维人员能更快地适应工作的变化，他们除了具备传统站的技术技能要求外，还必须进行相关操作技能培训。我中心有110kV智能变电站，可以进行实际操作技能培训，主要包括五部分内容：

（1）设备监视。智能化变电站监控系统在监视对象、内容、重点和手段上都有明显的区别，除了传统站一次设备告警以及保护动作信号外，必须监视保护装置的遥测信息、通道信息、软压板状态;交换机信息、GOOSE跳闸链路信息、保护MMS通信信息;户外柜的运行环境温度、湿度以及变化信息;时钟同步、对时系统工况;光电流电压互感器的采样信息等。

（2）设备巡视。智能变电站现场设备巡视工作重点与传统变电站有了很大的区别，在智能站中全站运行信息均上送监控后台，异常或缺陷情况在监控后台实现实时报警，因此，监控后台巡视数据可以指导现场设备的巡查，例如：后台报智能终端温湿度越限，则现场必须重点检查箱体内散热、除湿是否正常工作。随着智能变电站技术的不断推进，辅助巡视手段也会不断出现。

因此，根据智能变电站的技术特点，制订适用于智能站运行巡视指导书，研究辅助巡视系统的巡视策略，以及如何开展智能化变电站运行分析等都是运行需要解決的课题及现场培训的重点内容。

（3）倒闸操作。

1）智能化变电站程序化操作的应用：由于智能化变电所中的一、二次设备具备遥控操作的技术条件，通过在监控后台预先设定操作顺序、操作对象、执行条件和执行成功校验，由后台自动实现一系列的批操作。程序化操作在给倒闸操作带来便利和高效的同时，也给程序化操作票系统的维护带来风险，典型操作票库维护工作难度加剧，一旦设置错误极易造成误操作。运维人员不仅需要掌握程序化操作票系统的使用，也需要掌握程序化操作票系统的维护，同时必须能处理程序化操作票异常情况下的处理方法。

2）保护压板操作方式的改变。传统变电站保护屏“硬压板”操作被后台监控系统界面上的“软压板”操作所取代。如何有效执行软压板的监护操作也是运维人员遇到的课题之一。同时必须解决一旦在软压板五防遥控，必须在装置上进行软压板操作时操作规范的问题。因此，软压板操作规范的培训也是智能变电站与传统站的区别之一。

（4）工作许可安全措施。智能变电站与传统站相比，工作许可安全措施的变化主要体现在二次回路的工作上，运维人员操作软压板将保护改信号，并未在物理上实现保护装置的二次隔离，保护的GOOSE光纤出口（相当于传统的二次回路）仍与运行系统相连。在检修保护上试验时，仍有误发出口报文的危险。

（5）二次设备异常处理。智能化变电站保护装置、智能终端等微机设备出现异常，调度或主管部门往往希望运维人员进行初期处理，例如：采用重启装置的方法尝试使设备恢复正常。同时，针对“大检修”改革的方向，运维人员也必须学会分析处理简单的缺陷异常等。

三、结论

智能变电站作为智能电网的物理基础，将贯穿智能电网建设的整个过程。建设坚强智能电网，引领技术发展，制定标准规范，从而占领世界电网技术制高点。建设全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化特征的智能变电站已成为建设统一坚强智能电网的重要组成部分。本文基于智能化变电站的主要技术特征，深入研究智能变电站的特点，分析与常规综合自动化变电站的差异，如架构体系、通讯标准、高级应用等，并对智能变电站运维人员面临的新知识、新技能的挑战进行了研究，为今后开展智能变电站运维人员的相关培训提供了必要的理论基础。

参考文献：

[l]张红艳.变电运行（220kV）上、下[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]李峰.智能变电站运行维护中应注意几点问题分析[J].中国高新技术企业，2013，24（7）：293-294.

（责任编辑：王祝萍）