劉 戈

(珠海供電局，廣東珠海 519000）

淺談數(shù)字化變電站二次設(shè)備運行維護策略

劉 戈

(珠海供電局，廣東珠海 519000）

變電站作為供電系統(tǒng)的樞紐，只有保證其運行的安全性、穩(wěn)定性，才能保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量?；诖?，對當(dāng)前應(yīng)用廣泛的數(shù)字化變電站的運行維護策略進行了探討。

數(shù)字化變電站；二次設(shè)備；運行維護

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，數(shù)字化變電站不斷推廣，電力系統(tǒng)逐漸走向一個新的發(fā)展階段。為了保證數(shù)字化變電站的運行效率，提高電力系統(tǒng)的供電效率，需要做好數(shù)字化變電站的運行維護工作，及時消除其潛在的故障風(fēng)險，全面提高數(shù)字化變電站的運行效率。

1 數(shù)字化變電站概述及220 kV琴韻站概況

數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備(電子式互感器、智能化開關(guān)等）和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層(過程層、間隔層、站控層）構(gòu)建，建立在IEC61850標(biāo)準和通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。數(shù)字化變電站將信息技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等充分運用起來，實現(xiàn)信息的共享性、互操作性、標(biāo)準化等，從而實現(xiàn)對變電站進行監(jiān)視、測量、信息管理、控制保護等自動化功能[1]。

220 k V琴韻站是典型的數(shù)字化變電站，該站二次網(wǎng)絡(luò)是在靜態(tài)組播原理的冗余以太網(wǎng)基礎(chǔ)上，實施全站GOOSE、SV組網(wǎng)方式，采用獨立雙套雙網(wǎng)架構(gòu)。因為智能一次設(shè)備尚在研究和試驗階段，而數(shù)字化變電站的站控層與傳統(tǒng)綜自站并無本質(zhì)區(qū)別，因此，基于筆者對220 k V琴韻站的維護經(jīng)驗，本文將從繼電保護專業(yè)的角度探討GOOSE和SV網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的數(shù)字化變電站二次設(shè)備維護策略。

2 數(shù)字化變電站二次設(shè)備運行維護策略

2.1 電子互感器和合并單元的運行維護

電子互感器是數(shù)字化變電站的重要組成部分，而合并單元是電子互感器與站內(nèi)IEC61850網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)的重要節(jié)點，互感器與合并單元之間是由廠家的內(nèi)部協(xié)議通訊，因此，應(yīng)將電子互感器和合并單元視為整體。

(1）檢查通信線路連接的設(shè)備元器件是否完好，是否發(fā)生損壞，有無松動以及信號傳輸光纜是否完好等。數(shù)字化變電站的設(shè)備都高度智能化，有損壞時會發(fā)告警信號。以筆者親歷的一次缺陷為例:某天調(diào)度收到琴韻站某間隔報合并單元告警信號，工作人員到達現(xiàn)場后用筆記本電腦的模擬面板功能接入合并單元，發(fā)現(xiàn)信道通訊異常，通道測試儀顯示其中一條從電子互感器到合并單元的尾纖衰耗達-33 dBm，證明此光纖內(nèi)部已經(jīng)損壞，更換后裝置恢復(fù)正常。因此，在平常定檢時，工作人員應(yīng)當(dāng)增加檢查光纖通道的項目，正常情況下，通道的衰耗不會超過-8 dBm，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常時，應(yīng)進行整改。

(2）檢查電子互感器設(shè)備的外觀是否有損傷，電子互感器的連接是否有松動。

(3）利用儀表對電子互感器進行檢測，檢查測量值是否在正常運行的范圍之內(nèi)。電子互感器的采樣檢測比較復(fù)雜，缺陷發(fā)生時不直觀。以筆者的一次缺陷處理為例:琴韻站某天曾經(jīng)出現(xiàn)過母差差流告警信號，因為當(dāng)時兩套母差只有一套告警，工作人員開始認為是母差保護自身故障，檢查后才發(fā)現(xiàn)是某間隔的A相從SV網(wǎng)上送電流為0所致。按以往經(jīng)驗，工作人員到所在間隔的合并單元檢查，發(fā)現(xiàn)合并單元并沒有任何異常信號，最后才確定問題在該間隔電子互感器的A/D轉(zhuǎn)換上。更換后，保證新A/D轉(zhuǎn)換器正常的唯一方法是從一次通流，在兩套獨立合并單元之間進行對比。但該方法還有一個缺陷，因為電子互感器是將CT和PT結(jié)合在一起，如果是GIS設(shè)備，一次升壓會非常復(fù)雜，在緊急情況下，無法通過試驗方法驗證A/D轉(zhuǎn)換器的電壓信號轉(zhuǎn)換和傳輸功能。

采用以上幾種策略對電子互感器進行運行維護，能夠進一步保證電子互感器運行的可靠性，也能提高數(shù)字化變電站的運行效率[2]。

2.2 保護裝置和自動裝置的運行維護

保護裝置和自動裝置是數(shù)字化變電站運行的關(guān)鍵，對于保護裝置和自動裝置的運行維護，主要是觀察各個裝置自身是否在報警信息、告警信息方面規(guī)范和正確，同時，也可以從GOOSE通信信息來觀察裝置的運行狀態(tài)。通過這幾種方式來觀察數(shù)字化變電站的保護裝置和自動裝置的運行狀態(tài)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)問題，要根據(jù)實際情況及時進行檢修，避免故障的擴大化。另外，日常對保護裝置、自動裝置進行維護，對消除裝置的運行風(fēng)險也有一定作用，可確保保護裝置和自動裝置在最佳狀態(tài)下運行。

對于數(shù)字化保護設(shè)備，因為所有數(shù)據(jù)都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，在檢修的過程中最重要的措施是與運行設(shè)備隔離。比如單一間隔的SV信號，主要影響接收該信號的其他裝置。而GOOSE信號與之類似，失靈啟動信號同樣會向母差保護裝置發(fā)送。而數(shù)字化站不能像常規(guī)站那樣通過解線完成隔離，因此，檢修時母差保護成為任何間隔工作都必須考慮的裝置?，F(xiàn)行辦法是將被檢修設(shè)備的“檢修壓板”投入，使之發(fā)出的信號被其他運行裝置認為無效，同時將母差保護等裝置內(nèi)該間隔有效的控制字置“0”，保證不被影響。

另外，因為數(shù)字化變電站的特殊結(jié)構(gòu)，也帶來了母差保護、備自投(帶低頻減載）和安穩(wěn)這類裝置不能像常規(guī)站那樣進行定檢的問題，只能加強巡視和檢查。

2.3 交換機和GPS的運行維護

交換機和GPS設(shè)備的維護是數(shù)字化變電站特有的項目，因為數(shù)字化變電站的運行主要是靠通信系統(tǒng)來完成。對交換機的運行維護主要是在日常工作中觀察設(shè)備是否正常運行、主機或從機的指示燈是否與說明書一致。另外，交換機的運行維護，還可以從遠程控制后臺直接了解信息，一旦交換機發(fā)生故障，調(diào)度主站也會直接觀察到故障現(xiàn)象，從而在第一時間對設(shè)備進行維修。交換機維護的難度主要在交換機更換上，以琴韻站為例，站內(nèi)一臺GOOSE網(wǎng)交換機從機曾經(jīng)發(fā)生過故障，需整機更換。當(dāng)時，與故障交換機相連的裝置包括#1主變保護、測控，2012母聯(lián)保護、測控，#1主變變高，2012母聯(lián)的智能終端等，更換時須把這些設(shè)備全部退出且投入“檢修狀態(tài)”，另外還必須停用與該網(wǎng)相關(guān)的母差保護。因為IEC61850采用組播通訊，交換機配置也須更改。更換交換機風(fēng)險巨大，必須考慮周全。

GPS裝置重荷是因為在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的數(shù)字化變電站中，所有的信號都必須打上時標(biāo)，如果時標(biāo)信息出錯會被認為無效。因此，數(shù)字化變電站的GPS負荷會比常規(guī)站要重很多。琴韻站就曾出現(xiàn)過因GPS模塊故障，導(dǎo)致全站一半設(shè)備退出運行的情況。因此，除了靠自動化系統(tǒng)監(jiān)視GPS設(shè)備外，二次人員在巡檢過程中要注意觀察GPS裝置的各種指示燈，同時還要應(yīng)用紅外測溫儀對GPS外殼進行測量，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。另外，在惡劣天氣來臨前，應(yīng)檢查GPS天線是否牢固可靠，再對其進行檢查，平時GPS天線巡檢周期應(yīng)比常規(guī)站更頻密。

2.4 建立數(shù)字化變電站長期運行維護模型

數(shù)字化變電站的運行維護不僅是一項復(fù)雜的工程，更是一項長期的工作，因此，在對二次設(shè)備進行運行維護的過程中，要根據(jù)數(shù)字化變電站的實際運行情況以及工作環(huán)境制定一個長期的運行維護模型，并嚴格按照維護模型上涉及的結(jié)構(gòu)進行維護，維護模型不需太詳細，但必須將數(shù)字化變電站所有的大結(jié)構(gòu)包攬進來，這樣便于將各個結(jié)構(gòu)的運行維護工作任務(wù)分配到部門乃至個人。筆者所在單位借鑒其他單位經(jīng)驗，為保證數(shù)字化變電站的正常安全運行，針對數(shù)字化變電站的運行維護做了一個簡單的模型(圖1），并結(jié)合該模型將其中的各大結(jié)構(gòu)分配到各個部門負責(zé)，從而提高數(shù)字化變電站的整體運行維護工作質(zhì)量。

圖1 數(shù)字化變電站運行維護模型

3 結(jié)語

實踐證明，數(shù)字化變電站在運行過程中有諸多優(yōu)點都是傳統(tǒng)變電站無法比擬的，但在其運行過程中，必須加強運行維護，否則可能會存在一定的安全隱患。本文主要對數(shù)字化變電站運行維護策略進行了分析，希望對提高數(shù)字化變電站的運行效率能有一定的幫助。

[1]丁書文，史志鴻.數(shù)字化變電站的幾個關(guān)鍵技術(shù)問題[J].繼電器，2011(10）

[2]趙麗君，席向東.數(shù)字化變電站技術(shù)應(yīng)用[J].電力自動化設(shè)備，2012(5）

2014-10-15

劉戈(1983—），男，廣東韶關(guān)人，電氣工程師，研究方向:變電繼保技術(shù)、變電繼保管理、智能電網(wǎng)技術(shù)等。