智能变电站在运维过程中存在的问题

曾争艳

摘 要：目前，我国的智能电网建设已经上升至国家战略层面，且智能变电站不仅是智能电网中的重要内容，同时也是智能变电领域的核心构成部分。只有深入分析智能变电站在运维过程中存在的问题，才能为今后智能站的运维工作提出有效建议。由此，本文主要总结了智能变电站在运维过程中存在的问题。

关键词：智能变电站;运维;智能电网

中图分类号：TM63;TM76 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）31-0123-03

Trial Analysis of Problems in Intelligent Substation

during Operation and Maintenance

ZENG Zhengyan

（State Grid Fujian Electric Power Co.， Ltd. Zhangzhou Power Supply Company，Zhangzhou Fujian 363000）

Abstract： At present， the construction of smart grid in China has risen to the level of national strategy， and smart substation is not only an important part of smart grid， but also the core component of the field of Smart Substation. Only by analyzing the problems existing in the operation and maintenance process of intelligent substation， can effective suggestions be put forward for the operation and maintenance work of intelligent substation in the future. Therefore， this paper mainly summarized the problems existing in the operation and maintenance process of intelligent substation.

Keywords： intelligent substation;operation and maintenance;smart grid

現阶段，智能技术应用到电网中已然成为电力运行进程中的一个普遍现象。随着工业生产用电和人们日常生活用电的增加，电网系统也变得越来越复杂。由于智能电网是现阶段电力系统发展的主要趋势，因此，做好智能变电站设备的管理和维护工作具有十分重要的意义和作用。对各类先进技术、工艺以及材料的合理化应用，可以有效解决传统互感器测量范围、绝缘、饱和、谐振、二次负载、信息难以共享、设备之间不具备互操作性以及系统可靠性受二次电缆影响的问题等。但是，新技术的应用也给运行维护带来了新问题。只有深入分析运维工作方面新问题产生的原因及特点，才能更好地优化智能变电站，为电力系统的平稳运行提供保障。

1 智能变电站的基本特点

智能变电站是指使用具有先进性、集成性、低碳环保以及可用性较强的智能化设备，坚持全站信息数字化、通信平台网络化及信息共享标准化的基本原则，自主实现信息收集、检测、管控、维护、计算和监控等诸多功能，并且可以结合实际情况建立起具有电网实时自控、数字化调节、决策分析及互动协作功效的高级变电站。智能变电站的优势为：①各种功能共用的共享化信息平台，避免设备重复投入;②测量精度高、无饱和、无CT二次开路;③二次接线简单;④光纤取代电缆，电磁兼容性能优越;⑤信息传输通道都可自检，规范性强;⑥自动化管理。

结构网络化是智能变电站的一大特点。基于IEC 61850通信规范基础，智能变电站完成了一次设备的智能化与二次设备的网络化，继电维护体系不再通过直接装置完成，而是通过单元模块整合、继电装置维护及其智能终端通过光纤形成一个集合体予以完成。在完善的数字化变电站中，变电站结构按模式可分为站控层、过程层和间隔层，各设备间的联结可以使用光纤以太网交换机完成，达到关联设备的信息连接及GOOSE跳合闸命令控制的目的，光纤可以代替二次回路。将数字化带入模拟信号中，二次装置储存检修压板。在传统变电站中，各回路的接入和接收发送跳合闸指令主要由电缆完成，而大量光纤和以太网交换机被投入智能变电站之中。在智能变电站中，传统的电缆采样回路主要通过单元合并采集，并由SV报文在网络上完成传送任务。传统的电缆跳闸指令及回路管控在智能变电站中主要通过GOOSE报文完成，经过科学合理的运用GOOSE报文体系，可以有效保证装置跳闸指令的安全性和稳定性，从而确保网络延时达到保护装置的基本要求。

2 智能变电站在运维过程中存在的问题

与传统变电站相比，智能变电站在技术上实现了飞速发展及重大突破。随着众多高科技、新技术的推广以及应用，虽然有效打破了传统管理理念，但在一定程度上也会导致部分新问题无据可循，进而给变电站的运行管理部门提出了新的挑战。由于在智能变电站的实际工作过程中仍然存在许多问题，因此，需要专业维护人员制定相关解决策略，从而及时有效地解决问题。

2.1 智能汇控柜安装在户外所引起的问题及解决措施

作为智能变电站中的一项重要构成部件，智能变电站的合并单元、智能终端均安装在智能汇控柜上，变电站的部分工作也在这里完成，如数模转换和信息分配等。由于智能汇控柜一般安装于室外，随着温度上升，合并单元与智能终端在工作状态下也会出现发热现象，尤其是在夏季高温天气的影响下，装置升温更加明显。作为智能组件的合并单元及智能终端，其电子元件对运行环境有着较高的标准。因此，室外温度、湿度都会对智能组件的平稳运行产生影响。尽管智能控制柜中配备了加热器、温度控制器及排风扇等设备，但是，随着时间的推移，这些设备皆会出现性能下降或老化的问题。如果汇控柜没有做好密封工作，那么台风天气就很可能会导致汇控柜内出现进水状况，进而造成设备出现故障。

笔者认为，解决这些问题最根本的措施是，于设计之初将一次设备与智能汇控柜皆设计为室内布置。笔者所在的供电公司，110kV的GIS站大部分都是室内布置，因而，汇控柜出现缺陷的数量以及概率也明显较少。对于已经是户外安装的变电站，要注重加强对室外智能汇控柜的巡查，检查热交换机运行是否正常及柜内温度是否超过允许值等，同时还应注重加强对温控器、热交换器的维护。出现間隔停电的现象时，要及时使用空压机清除热交换机的灰尘，以保证热交换机得以正常运行。另外，通过及时检测温湿度数据和查看后台的监控界面，有利于及时发现相关数据方面的异常，从而尽可能避免对设备构成破坏性影响。当出现高温、大负荷现象时，可以适当增加对户外智能终端柜的检查次数。而对在雨季及台风等恶劣天气下，可加强对汇控柜密封性能的检查，必要时还可以使用防雨罩等防护工具[1]。

2.2 软压板操作重点及注意事项

智能变电站与普通变电站相比，最明显的不同是：之前二次保护设备屏前数量繁杂的硬压板大幅减少，代替其工作的是自动化后台显示的虚拟软压板。与传统的硬压板相比，软压板类别更为丰富。在平时工作中，哪些压板需要清理，哪些压板不该使用，工作人员都必须要仔细观察、认真思考。数量较少的硬压板包括保护屏上的检修压板及智能终端上出口处的硬压板。与传统变电站中的检修压板相比，智能变电站检修压板的作用已经发生了变化。传统变电站使用检修压板主要是为了预防装置出现故障，进而不能将信息有效传递至站控层，减少设备检测阶段中所出现的动作信号对其常规监盘方面所造成的影响。如果使用正处于运行状态的检修压板，那么关联的GOOSE和SV报文中有关检修压板的标识位置就会发生变化，而这些变化将会对IED设备造成直接影响。因此，当设备处于工作状态及日常维护过程中，工作人员应严格依据相关规范及标准来实施专业化操作，重视检修压板投退工作，在工作岗位上尽职尽责，严禁私自使用检修压板。需要注意的是，检修压板的拆装要由专业检修人员来实施专业化操作。工作量虽然因为装置的虚拟化和信息化而有所减少，但也在一定程度上会增加一些安全方面的影响因素。为了有效防止误投入以及退出一些重要的软压板，目前笔者所在公司正在试点二次全防误功能，相信在不久的将来，二次全防误功能就可以实现[2-3]。

2.3 顺序控制操作的运维要点

传统倒闸操作需要经过唱票、复诵、操作、状态核对等一系列人工步骤，而使用“一键顺控”系统后，变电运维人员只需要点击指令，即可完成电气设备工作状态的自主切换。传统运行操作模式受程序化操作模式的冲击，通过倒闸操作程序化，在使用过程中应尽量避免人为错误，达到减少或无须人工操作的目的，以在降低人为操作产生问题概率的同时，提高工作效率。为了达到进一步实现无人操作模式的目的及促进智能变电站的不断发展和进步，应注重解决人员流失及变电站竞争环境日趋激烈等方面的问题。但是，也正因为顺控操作中运行人员的参与度大大降低，从而导致对监控系统与二次网络的依赖性越来越大。笔者所在的供电公司目前执行的是站端顺控，遵循任务均衡的原则，由调度者来决定由谁来顺控，同一个运维站15天之内没有操作任务的优先安排顺控操作。顺控全部都是自动成票，这是厂家根据事先所设定的逻辑及结合拓扑之间的关系，然后予以实施的自动成票。自动成票的正确率基本达到95%以上，但不可能百分百正确，所以操作人员、监护人员和值班负责人员的审票非常重要。目前，笔者所在的供电公司主要是处于全遥控技术与一键顺控技术的过渡阶段，顺控主要完成运行和冷、热备用之间的转换、母线倒排，也就是开关、刀闸分合的一步逻辑操作。在应用过程中，不少顺控不成功的例子及五防校验不成功的情况，而且站端的IES600系统很容易死机，需要平时及时发现问题并报自动化班运程处理方可。因为顺控操作的完成被一、二次设备的功能所限制，因此其发展程度与使用方式较为滞后。由此，运维班组应定期开展技术培训，并分析和考虑可能出现的问题，如事故发生或告警信号异常，设备出现分、合不到位或是不满足使用条件等。针对不同的情况，考虑和制定出符合站内情况的有效解决策略，通过定期开展相关培训活动来强化工作人员对顺控操作运行方面的能力和应对紧急状况的能力。

2.4 智能组件的运行状态及异常处理

智能变电站中添加了合并单元、智能终端。笔者所在公司220kV智能站的一系列设备都装设在户外，所以工作环境相对恶劣。因此，平时要加强智能组件的巡视与检查，检查外观是否正常、有无异常发热现象、装置运行状态是否平稳、通道否畅通、对时同步灯是否同步、GOOSE通信灯及LED指示灯的指示功效是否正常、电压切换指示灯与其隔离开关的实际运行位置是否指示一致及其他故障灯是否都已熄灭等。根据变电站智能设备的功能特点，智能设备异常及事故处理要遵循以下主要原则：①保护装置发生故障时，应退出相应保护装置的出口软压板;②当无法经由退软压板停止保护时，应用其他方法，但可能会对其他设备的正常运行造成影响。当智能组件发生异常时，首先应根据装置信号指示灯与后台报文快速查找异常原因，并将异常现象与原因汇报给调度和上级相关部门。运维人员到达现场后，应该立即汇报调度，经调度同意可以重启一次装置，重启前需要退出相应出口功能的软压板，如果不能恢复正常，应根据调度命令考虑将相关的一次设备停电，并联系检修或厂家对智能终端进行缺陷处理。实际工作中，智能站通信中断、智能终端接收某某保护直流出口GOOSE断链、某某保护装置接收和智能装置SV断链的异常信号是时有发生的，一旦发现异常，运维人员无论何时都要迅速赶往现场，如通信中断，重启远动机和交换机后大部分能恢复正常，GOOSE断链和SV断链在重启后也都能恢复正常，如重启不能恢复，就要报缺陷联系检修处理。根据缺陷统计可知，大部分缺陷是由光口损坏及智能组件运行情况不稳定造成，因此，在实施安装过程中加强检测也是很有必要的，需要进一步检测高低温、潮湿、振动、电磁干扰等工作状况。

3 结语

随着社会科学技术的不断革新，智能变电站在智能电网的变电运行过程中发挥着至关重要的作用。为了确保智能变电站的工作效率及工作水平得以稳步提升，优化智能变电站维护工作是重中之重。由于当前我国在智能变电站方面的维护技术与一些具备高新科技的发达国家相比仍存在一定的差距，因此在各个方面方面都需要加以完善和创新。只有不断创新，才能提高维护技术的水平，为智能变电站的良性发展提供强有力的保障，从而有利于加强电网运行过程中的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]刘朋辉，牛越，刘文静，等.智能化变电站运维问题分析[J].数码设计（上），2018（6）：168.

[2]卢伟，孔维宝.智能变电站运维调试技术实用性分析[J].商品与质量，2017（52）：122.

[3] TEN C-W， TANG Y. Electric Power： Distribution Emergency Operation [M]. Boca Raton， FL， USA： CRC Press Taylor & Francis Group， 2018