500kV变电站安全分析

刘文传

摘 要：作为电力系统关键性模块，500kV变电站的运行安全性将直接关乎整个供配电系统的运行安全、稳定特性，因此，对于变电站的运行安全性能进行分析与研究显得尤为重要。基于此，本文深入剖析了目前500kV变电站安全运行现状与存在的问题，在对于各类运行安全问题进行系统化研究的基础之上，提出优化500kV变电站安全管理的对策，以期对于工程实践具有一定的指导作用，保障电力系统安全、高效运行。

关键词：电力系统；变电站；运行安全；安全管理

中图分类号：TM63 文献标识码：A

1.项目背景概述

对于整个电力系统而言，500kV变电站的安全运行意义重大，在电压等级的转换以及电能的汇集传输等方面起着关键性作用。尤其是伴随我国经济社会高速发展，各类用电设施的功率也不断增大，电网规模进一步扩大，这对电力系统变电站的安全运行特性提出了更高的要求。对于500kV变电站的安全运行特性的研究，涵盖了安全保护装置、测控系统等方面，其关键在于系统控制的优化配置、统一化信息监管以及人力系统的优化配置等。

该500kV变电站项目数据调度拓扑架构涵盖了两台建立GE接口的PE路由器，两台路由器分别通过交换机各自与VLAN建立连接，vlan分区包括1号RTU、PMU以及电力采集；2号RTU、故障滤波、故障信息等业务。同时，两路由器均经由2M网线接入调度数据骨干网，实现信息交互。其中，两vlan分别代表了变电站业务的两安全分区，建立两交换机间的linkaggregation连接，由业务安全等级要求实现vlan接口的匹配。

2.目前500kV变电站安全运行现状与问题

2.1 安全运行管理工作欠缺

目前，不少电力项目企业及部门只重视电力生产，而对于变电站的安全运行管理欠于关注，或安全运行管理往往只追求表面工作，实则安全监管不到位，缺乏有效的运行管理机制，效率较低，这就造成了对于变电站安全运行管理的目标及权责分配不明确，盲目性较强，未能起到高效的运行监管目的。另一方面，安全管理模式仍停留在传统思路理念中，不懂得依据实际情况进行区别对待与创新，欠缺较为严谨科学的安全运行管理体系，进而无法有效发挥安全运行管理职能。

2.2 变电站设备可靠性较差

伴随经济社会的发展，电力系统负载不断增加，而这对于电力系统各设备模块的可靠性提出了更高层次的要求。现阶段我国电力行业智能化水平不断提升，系统也趋向复杂化发展，这进一步提高了500kV变电站中设备及控制的复杂程度，系统的整体性也日益凸显。而在相关设备的耦合控制中，系统安全运行监管体系也对于系统设备可靠性提出了更高的要求，当中间设备或模块出现故障时，与其相耦合的系统均无法正常运行，对于系统故障的检测也趋于复杂，有效的防护途径即定期进安全防护测试，以降低设备故障的发生频率，而目前大部分电力企业并未能做到定期对变电站设备进行有效的故障检测与可靠性维护等，具有较强的滞后性，从而影响到整个电力系统的安全运行。

2.3 相关人员综合素质偏低

变电站的安全运行维护为一项集复杂性与专业性于一体的极具挑战性的工作，对于工作人员的专业素养与协调能力有着较高的要求，不仅需对于系统各模块有着深入的理解，同时对于整个电力系统的各环节耦合均需有一定的认识，且对于系统的故障有一定的经验性判断能力。而大部分企业工作人员的综合素养与工作职位要求不相匹配，技术型与管理型人才的搭配不合理，导致实际工作管理无法正常进行，亦造成人才资源的浪费，因此，各企业运行各部门需依据实际工作需求合理匹配综合素养较高的工作人员，以保障高效运行安全管理。

3. 500kV变电站安全管理对策

3.1 管理措施

（1）提高安全运行管理水平。致力于500kV变电站安全管理层次的提升，首先需对其引起足够的重视，运行过程中需依据实际运行特性有针对性地创建职能管理部门，建立有效的运行管理机制，完善变电站安全运行管理的目标及权责分配体系，以较好地指导安全运行实践的进行。在实际项目中，通过较强可行性的运行管理制度实现阶段性安全管理目标，这对于变电站安全运行管理有较好的促进作用。同时，需依据工作岗位要求高效匹配综合素养较高的工作管理人员，增强管理人员责任心。最后，构建信息化、智能化管理体系，通过高效运行管理方案指导实际工作的开展，不断提升安全管理水平。

（2）开展相关人员培训教育。由于工作人员的整体素养直接关系到变电站安全运行管理成效，因此需依据岗位职责特性开展相关人员的培训教育，完善人才配伍，加强人才结构优化，建立多样化技能培训机制，对于现场工作人员进行有效的岗前培训，这对于变电站系统的安全高效运行起到积极作用。

（3）增强变电站设备可靠性。变电站设备的可靠性将直接关系到系统运行的安全状态，若变电站设备存在不可靠问题，那么势必会导致系统故障频发，带来系统安全隐患。因此，需配置专人定期进行设备性能的检测与维护，建立设备性能检测与维护机制，落实责任到人，并建立设备性能检测与维护反馈机制，对于故障设备进行及时反馈，并处理，消除系统安全隐患，降低设备故障率，保障变电站系统的正常运行。

3.2 技术措施

（1）建立调度数据网纵向安全防护系统。在调度数据网结构基础之上，建立系统的纵向防护设备体系，依据两安全分区的防护特性分别匹配有针对性的纵向防护设备：Ⅰ区路由与交换机接口设置加密认证模块，对于信息进行安全监管与防护，Ⅰ区路由与交换机接口设置防火墙，实现信息的安全防护，系统总体纵向防护建设结构如图1所示，于安全Ⅰ区设置两台互为备用的加密认证模块，该型加密认证模块为电力系统专用的装置，精确度及安全性能均能满足使用要求，且互为备用的两台安全模块也足够应对突发的安全防护问题：当其中一台出现安全故障时，另外一台可发挥安全认证作用，保障安全防护性能。该安全分区的纵向通信加密认证方式涵盖了以下几方面：基于业务数据的认证定向加密模式、互为备用的主、次认证加密模式、基于数字化网关的数据加密认证模式、基于动态管理的端口、协议、访问控制等的信息过滤模式。同时，于另一安全防护区设置两台互为备用的防火墻模块，该型防火墙模块亦为电力系统专用型，且可建立VRRP备份，该区业务信息在VRRP的传输作用下，依据安全等级要求及防火墙的故障情况合理选择防火墙的优先级进行传输，该区防火墙的主要功能与安全防护模式涵盖了以下几方面：基于多层次安全滤波的访问控制模式及状态识别、VPN认证加密功能、对于安全攻击及时监测及响应的功能、OTP认证功能等，且系统可实现GUI模式管理、SSL/SSH认证加密等，极大地保障了系统运行的安全稳定及可靠性能。

（2）站内设备的防护加固措施。在访问控制措施方面，可通过以下几方面完善防护系统加固：首先，强化口令管理，为避免访问口令被恶意篡改或调用，需对于系统口令进行系统化管理，合理设置应用账号权限；其次，对于系统中不必要的服务进行关闭或禁用，如IP Redirect，Boot Server等出厂缺省设置，合理配置系统服务；再次，可禁用系统远程访问功能，避免访问端口被恶意攻击，并删除默认共享功能；另外，控制入网流量，避免外来DOS恶意攻击。

结语

500kV变电站运行安全性将直接关乎整个供配电系统的运行安全、稳定特性，因此，对于变电站的运行安全性能进行分析与研究显得尤为重要。文章从安全运行管理工作、变电站设备可靠性、相关人员综合素质等方面系统化分析了目前500kV变电站安全运行现状与问题，并分别从管理、技术两方面提出500kV变电站安全管理对策，以保障电力系统安全稳定运行。

参考文献

[1]沈立荣.500kV变电站智能化仿真及反事故演习系统的组建及应用[D].华北电力大学，2015（20）：178-179.