智能化变电站运行维护技术的研究

曾宝华

【摘要】智能化变电站的运行和维护是保证国家电网顺利运行的一个关键环节。本文针对智能化变电站运行维护技术进行了分析与探讨。

【关键词】智能化变电站；运行维护技术；研究

变电站智能化是指利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和数字信号处理（DSP）等技术，实现对变电站主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等功能。它综合了变电所内除交直流电源以外的全部二次设备功能。电力系统进行的农网改造、城网改造对于变电站二次系统的改造主要是以智能化系统替换原有的常规二次系统。变电站智能化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。

一、智能化变电站在运作及管理方面存在的问题

1、安全性问题

智能变电站虽然实现了信息的共享以及实时传输，方便了变电站的运行监管，同时也埋下了安全隐患。传统的变电站采用点对点的信息传递模式，能够在局部范围内实现信息的交互，不容易受到外部攻击，安全系数较高。但是智能变电站将每个子部分以及子系统科学有效的结合在一起，逐步形成了一个共享性网络。任何攻击都有可能牵连整个系统，这给智能变电站带来了安全隐患。

2、可靠性问题

目前，智能化变电站采用的是有源电子互感器，由于该设备中具有有源模块以及有源元器件等需要长时间供电的结构，在一定程度上会影响到变电站的可靠性。用于高压输电网络的互感器由于受到高压电磁场的影响，其运行的性能也会受到一定的影响，需要采用特殊的保护措施才能确保其正常运行。而光学互感器的运作性能与外界的温度、光线等多种因素有着极为密切的关系，严重影响其运作的稳定性及运作效率。此外，互感器内部的光纤以及玻璃的连接处同样也是故障的多发区域，也会对其稳定性产生一定的不良影响。

3、安装保护问题

智能变电站的某些一次设备附近需要安装保护性设备，可以有效控制电缆的使用量，能够更好的体现其智能化。当前，在室外安装智能化汇控柜是较为有效的方案之一。但在室外安装智能化汇控柜对于环境的要求极为严格，湿度必须低于90%，温度要控制在-25？C～70？C之间，而这就大大增加了设备的成本。另外，设备在维护及检修方面也存在许多问题。

二、智能化变电站运行与维护技术

1、明确一次设备运行维护重点

在当下的智能变电站中，依旧强调重点维护GIS 组合电气以及电子互感器等一次运行设备。对于GIS 设备，需要对其外观腐蚀、损伤、变形等进行目视检查，对其汇控箱门是否密封良好、加热器是否规范启退、继电器是否出现过热等，以及SF6 气体压力等仪表指示、异常气味和声音、电缆空洞封堵、二次线发热和松脱等进行日常检查；同时每隔一年进行螺栓紧固、静止阀复位等操作，每隔两年就地和远方操作一次很少使用的设备；每隔五年对SF6 气体水分、压力动作、罩子密封性、主回路电阻、多级插头等进行检查，以此确保设备正常运行。而对于电子互感器则应做好日常运行巡检工作，包括外观、传输光缆、外绝缘等有无腐蚀、裂纹等损伤，器件连接是否松动，运行时有无异味或异常振动，关键连接点是否伴有变色、过热、跳火、锈蚀等异常，以便及时消除隐患。

2、强化二次设备运行管理维护

根据智能变电站二次设备特点，可对下述设备加大运行管理和维护力度，一是自动和保护装置，需要密切关注装置运行状态、告警信息、MU 和GOOSE 等光纤熔接、光口闪烁等情况；运行保护装置时，严禁触摸带电部位或拔插插件或社保，不得操作固化定值、修改定制、更改通信地址、开出传动等命令，并定期检查其保护状态、定值、压板、差流等信息，以保证网络正常通信，装置可靠运行；其中智能终端、测控装置、合并单元等位置的检修压板需要予以高度重视，必须确保其单独或并行投入和退出以及故障处理等操作规范到位；二是对于合并单元，要求重点观看液晶显示屏中是否存在告警信息，合理分析合并单元工作状态、GPS 对时、采样光纤通道等情况，以此及时发现、解决异常[3]；三则要加强通讯系统运行维护，其中电子设备运行、单机或主机的值班灯较为关键，并由后台稳步操控不同层序的开启与隔阂。上述维护要点有助于提高变电站数据的实时性和准确性。

3、加强整定值和压板管理

随着科技与信息一体化的飞速发展， 智能变电站在一体化信息平台上， 对数字化保护装置的操控性， 显得更为便捷， 因此，要保证智能变电站的安全运行， 必须加强数字化保护的定值管理， 严格各项操作， 尤其是对定值的修改和切区等操作。智能变电站中， 传统保护的功能投入和出口跳闸硬压板， 被数字化软压板所取代。装置检修硬压板， 也不再是原来的含义， 而是被赋予了新含义， 因此， 对于智能变电站的各项操作规范与流程，都必须严格规定。

4、继电保护校验

1）光缆技术的数字信息传输作用。对一次设备采集到的信息就地转化为数字量， 通过光缆技术把信息传输到测控保护装置中，接着输送到后台监控系统，同时监控系统和保护装置对一次设备的监控也是通过光缆技术传输信息实现。随着科学技术的不断进步，IEC61850标准、电子式电压互感器、电子式电流互感器技术日益成熟并被使用，通过这些技术，可以让开关量信号直接就地转化为数字量。同时保护装置通过网络接收电子互感器的数字量信息，且对智能操作单元的开关数字量进行接收和监控，从而对智能变电站进行继电保护。

2）数字化保护测试方法的运用。对智能变电站的继电保护装置进行测试要严格按照IEC61850标准来，主要技术设备有继电保护装置、保护测试仪等，主要测试方法有一对一测试和一对多测试，具体来说，一对一测试就是用两根光纤太网线把试验仪和一台保护装置连接起来， 按一定的时间差提供数字化模拟量并接发信息。同理，一对多测试方法就是连接多台保护装置进行测试。

5、运行监视和故障分析

一般来说， 在一次设备和二次设备之间有开关位置信号、控制信号等信息需要传输。在智能变电站中，对这些信息的传输是通过光纤以太网来进行的，具体来说，就是过程层与间隔层之间、间隔层和变电站层之间都是通过光纤以太网进行连接的，通过网络信息自动化操作， 可以方便快捷的进行自测， 一旦有问题， 能及时发现。同时， 智能变电站把信息通过光纤以太网进行传输， 通过网络接口在网络系统中设置具有故障录波功能的设备， 不仅可以完成信息记录和监控， 而且可以直接把信息输送到后台系统中。

6、注重倒闸操作的安全管理

智能变电站的现场倒闸操作运行的相关设备要满足一定的技术条件，并具备一键式顺控（标准化）操作的功能，满足监护双机操作的条件，同时顺控操作也应当填写操作票，在顺控操作前应当进行预演，保证操作过程的安全可靠准确的运行。在执行顺控操作时，监控后台要执行规范的操作票显示功能，把每一个操作进程都显示出来， 同时也要与站端方式保持一致。操作结束后，运行人员要检查设备运行的最终状态，完成操作。若发现异常情况，就必须严禁顺控操作，并将情况上报技术管理部门。

三、结束语

变电站的智能化是一项处于动态发展中的技术，要實现完全的智能化的变电站的架构和设计，需要的是对变电站运行的原理以及其在整个的电网中的作用和位置进行全面的分析。随着计算机技术和变电站智能技术的发展，智能化变电站的运行维护技术将获得更大的发展空间和前景，智能化、数字化、程序化和动态化将成为运行维护技术今后的发展趋势。