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智能變電站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)技術(shù)探討

□ 張偉國(guó)網(wǎng)營(yíng)口供電公司檢修公司

變電站在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中處于關(guān)鍵地位，目前最先進(jìn)的變電站類型為智能變電站，相對(duì)于常規(guī)變電站和數(shù)字化變電站而言，智能變電站的優(yōu)點(diǎn)有很多。然而這對(duì)變電站的運(yùn)行維護(hù)也提出了更高的要求，這就需要對(duì)智能變電站實(shí)行高效的管理，保證其能夠正常運(yùn)行。

智能變電站；設(shè)備運(yùn)行；維護(hù)技術(shù)

一、智能變電站的含義

變電站智能化是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理（DSP）等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等功能。它綜合了變電站內(nèi)除交直流電源以外的全部二次設(shè)備功能。電力系統(tǒng)進(jìn)行的農(nóng)網(wǎng)改造、城網(wǎng)改造對(duì)于變電站二次系統(tǒng)的改造主要是以智能化系統(tǒng)替換原有的常規(guī)二次系統(tǒng)。變電站智能化是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。

二、智能化變電站的技術(shù)特征和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于智能化開關(guān)和光電式/電子式互感器的應(yīng)用，各類數(shù)據(jù)、信號(hào)從源頭實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，智能化變電站真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，網(wǎng)絡(luò)通信和信息集成。信息的集成化改變了傳統(tǒng)變電站的保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、錄波等功能單一、設(shè)備獨(dú)立的模式，避免設(shè)備重復(fù)配置，降低了智能化變電站的建設(shè)成本。由于一、二次設(shè)備的高度集成，設(shè)備也更加緊湊，變電站內(nèi)部，變電站與電網(wǎng)調(diào)度間實(shí)現(xiàn)無縫通信，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)難度。在線監(jiān)測(cè)、在線分析決策等高級(jí)應(yīng)用，使智能化變電站內(nèi)設(shè)備無需做定期采油樣、色譜分析、預(yù)防性試驗(yàn)等工作，提高了供電可靠性和勞動(dòng)生產(chǎn)率。

據(jù)前所述，智能化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可以分為兩類，即智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備；在邏輯結(jié)構(gòu)上，根據(jù)IEC61850通信協(xié)議，可分為三個(gè)層次，即過程層、間隔層和站控層。

三、智能變電站運(yùn)行和維護(hù)中面臨的主要問題

1 基礎(chǔ)設(shè)備安裝的安全性問題

在智能化變電站運(yùn)行維護(hù)工作中，基礎(chǔ)設(shè)備安裝工作是其重要工作之一。這是因?yàn)?，基礎(chǔ)設(shè)備的安裝質(zhì)量會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，安裝人員一定要認(rèn)真，確保安裝的正確性，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性。但是，就目前情況來看，基礎(chǔ)設(shè)備安裝過程中還存在一定的安全隱患，特別是一些安裝人員對(duì)安裝知識(shí)不了解或者了解甚少。另外，不同的設(shè)備型號(hào)安裝方法不同，這給工作人員帶來了一定的難度，增加了變電站系統(tǒng)的不安全因素。

2 安裝技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性問題

和傳統(tǒng)技術(shù)相比，智能化變電站具有智能化、數(shù)字化、系統(tǒng)化等特點(diǎn)，正是由于這些特點(diǎn)，更增加對(duì)了整個(gè)變電站系統(tǒng)維護(hù)的難度，稍一不注意，便會(huì)發(fā)生問題，一旦故障發(fā)生，若運(yùn)行維護(hù)人員不能及時(shí)找到問題并解決，便會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行，這就要求運(yùn)行維護(hù)人員具備一定的專業(yè)知識(shí)，針對(duì)問題采取相應(yīng)對(duì)策。但是，由于我國(guó)智能化變電站還在發(fā)展階段，變電站運(yùn)行維護(hù)人員也在學(xué)習(xí)和探索當(dāng)中，很多技術(shù)在使用過程中，其可靠性和穩(wěn)定性不強(qiáng)。

3 快速保護(hù)的問題

與傳統(tǒng)的互感器相比，電子互感器的數(shù)據(jù)傳輸需要從互感器到交換機(jī)，中間還需要合并等過程，這樣，就延長(zhǎng)了傳輸時(shí)間，增加了流程。據(jù)廠家統(tǒng)計(jì)，智能變電站和傳統(tǒng)變電站相比，動(dòng)作保護(hù)的時(shí)間延長(zhǎng)了5s左右，因此，快速保護(hù)問題也是智能化變電站亟待解決的問題之一。

4 安裝保護(hù)工程

在設(shè)備附近安裝保護(hù)設(shè)備，可以很好地保護(hù)電纜，提高變電站使用壽命，但由于智能匯控柜對(duì)室外環(huán)境要求較高，溫度在-25℃-70℃，濕度控制在90%，大大增加了設(shè)備成本，甚至有些輔助空調(diào)的成本比主要設(shè)備成本還高。另外，設(shè)備檢修也成了難點(diǎn)，不利于工作人員操作。

5 火災(zāi)漏電報(bào)警控制系統(tǒng)

絕緣監(jiān)測(cè)報(bào)警功能：實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)低壓配電線路的絕緣狀態(tài)，通過電流顯示，低壓配電線路及設(shè)備的泄漏電流及漏電電流一目了然，當(dāng)配電線路及設(shè)備絕緣惡化產(chǎn)生漏電并達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，儀器立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并顯示漏電電流的大小，顯示漏電的線路地址，并記憶存儲(chǔ)漏電故障的信息，打印檢測(cè)結(jié)果，并可把漏電信息傳至上位機(jī)；

溫度檢測(cè)報(bào)警功能：當(dāng)配電線路因電流異常、接觸不良或其它原因引起線路過熱時(shí)，儀器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并顯示溫度值，指示故障方位；（雖然目前規(guī)范無此要求，但該功能對(duì)預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生也有一定的作用）；報(bào)警信號(hào)輸出、控制信號(hào)輸出功能：漏電報(bào)警信號(hào)及故障信息可通過信號(hào)接口傳至上位機(jī)。在漏電嚴(yán)重的情況下，控制信號(hào)輸出可切斷配電線路電源或者啟動(dòng)其它電氣設(shè)備。

四、智能變電站的運(yùn)行維護(hù)管理措施

1 對(duì)于操作票和工作票的管理

在變電站的運(yùn)行維護(hù)的安全管理工作當(dāng)中，對(duì)于操作票和工作票的管理一直都是一項(xiàng)比較重要的工作。在智能變電站當(dāng)中，因?yàn)樾略黾恿司W(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)、合并單元、過程層設(shè)備的智能終端、設(shè)備在線的檢測(cè)傳感器等一些設(shè)備，所以除了要建立和完善編號(hào)、命名的臺(tái)賬之外，還應(yīng)該要對(duì)各種設(shè)備的參數(shù)和設(shè)置進(jìn)行相關(guān)的備份，從而來防止因?yàn)樵O(shè)置的信息丟失而使得設(shè)備異常的情況出現(xiàn)。而且對(duì)于各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的工作，也應(yīng)該要實(shí)施操作票和工作票的管理模式，比如有些設(shè)備在進(jìn)行檢修的時(shí)候需要一次設(shè)備停電或者是要做相應(yīng)的安全措施，那么就需要填寫變電站的第一種工作票等。

2 對(duì)于倒閘操作的安全管理

在智能變電站當(dāng)中，要完成倒閘的操作主要可以通過就地操作、遙控操作和程序操作。其優(yōu)勢(shì)有：（1）大大減少運(yùn)行人員。過去每個(gè)大型操作需要操作人、第一監(jiān)護(hù)人、第二監(jiān)護(hù)人、站長(zhǎng)、安全員、配合人員等大約需要4—6人，而智能化操作只需1—2人即可輕松的工作。（2）對(duì)于集控中心控制的子站，如果所屬子站在滿足建立智能化操作變電站的同時(shí)，一、二次設(shè)備的可靠性及自動(dòng)化水平比較高，對(duì)于各種典型操作，只需要子站1人進(jìn)行配合，通過可靠的通信聯(lián)絡(luò)手段，在集控中心就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方可靠的操作。（3）大大降低運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。常規(guī)操作從操作準(zhǔn)備到操作完畢經(jīng)歷了填寫操作票、審票、核對(duì)、操作演習(xí)、監(jiān)護(hù)復(fù)誦、操作等多個(gè)過程，運(yùn)行人員進(jìn)行反復(fù)的檢查、匯報(bào)，占用人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。智能化操作后，運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度將大大降低。

3 對(duì)于在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的管理

在對(duì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收、維護(hù)、巡查和監(jiān)視的時(shí)候，應(yīng)該要把在線監(jiān)測(cè)設(shè)備看成是高壓主設(shè)備來進(jìn)行。對(duì)于那些被監(jiān)測(cè)的一次設(shè)備，要對(duì)它們測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最終形成一定的數(shù)據(jù)曲線。然后利用測(cè)量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行橫向和縱向的比較分析，并且結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際環(huán)境，判斷出這些一次設(shè)備的運(yùn)行情況，從而可以使得一次設(shè)備的狀態(tài)達(dá)到可視化的程度。

4 能量管理系統(tǒng)的管理

能量管理系統(tǒng)是微電網(wǎng)的核心，先進(jìn)的能量管理系統(tǒng)將使微電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)更具經(jīng)濟(jì)性和高效性。微電網(wǎng)是各種微電源和分散負(fù)荷的匯總，可當(dāng)作一個(gè)整體的系統(tǒng)來運(yùn)行和控制。1個(gè)微電網(wǎng)，至少含有1個(gè)分布式電源和相關(guān)負(fù)荷，并且微電網(wǎng)一般與配電網(wǎng)相連，而與非主網(wǎng)相連。不過雖然微電網(wǎng)解決了分布式電源大規(guī)模接入所產(chǎn)生的問題，充分發(fā)揮了分布式電源的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，但由于微電網(wǎng)的特殊性，傳統(tǒng)的大規(guī)模發(fā)電機(jī)組的能量管理系統(tǒng)并不適合微電網(wǎng)能量管理，因此需要研究新的能量管理技術(shù)。

五、結(jié)語

智能變電站是未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，但也應(yīng)該看到當(dāng)前在智能變電站運(yùn)行維護(hù)中存在的諸多問題，如運(yùn)行維護(hù)人員素質(zhì)和技術(shù)發(fā)展程度都需進(jìn)一步提高，這需要科研人員與現(xiàn)場(chǎng)工作人員立足崗位，進(jìn)一步的探索智能變電站的優(yōu)化空間，不斷提升智能變電站的運(yùn)行效率，為我國(guó)的電力事業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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