岳顏

摘 要：隨著智能變電站的大力建設(shè)和發(fā)展，智能變電站內(nèi)的新設(shè)備都采用數(shù)字化管理，運(yùn)維人員的技術(shù)水平很難跟上智能變電站的發(fā)展。文章從運(yùn)維人員的角度分析了智能變電站的特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了智能變電站與常規(guī)變電站在倒閘操作和告警信息上的區(qū)別。

關(guān)鍵詞：智能變電站；常規(guī)變電站；倒閘操作；告警；區(qū)別

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)智能變電站大力建設(shè)，智能變電站內(nèi)的新設(shè)備、信息數(shù)字化等的運(yùn)用，運(yùn)維人員的技術(shù)水平并沒(méi)有跟上智能變電站的發(fā)展，多數(shù)人對(duì)智能變電站的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、GOOSE、SV、MMS網(wǎng)絡(luò)知識(shí)、合并單元、智能終端、電子式互感器等知識(shí)模糊不清；對(duì)倒閘操作及異常處理經(jīng)驗(yàn)明顯不及常規(guī)變電站。最近幾年，因?yàn)檫\(yùn)維人員對(duì)智能變電站的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)不足，造成了多起事故。

1 智能變電站的特點(diǎn)

1.1 智能變電站的基本概念

近年來(lái)，我國(guó)的變電站已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，智能變電站同傳統(tǒng)的常規(guī)變電站相比，智能變電站采用智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)的基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線(xiàn)分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。

1.2 智能變電站的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是運(yùn)行、保護(hù)和監(jiān)視變電站一次設(shè)備的系統(tǒng)，完成變電站的設(shè)備及饋線(xiàn)監(jiān)視、控制、保護(hù)等功能。智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采用開(kāi)放式分層分布結(jié)構(gòu)，由“三層兩網(wǎng)”構(gòu)成，“三層”指站控層、間隔層、過(guò)程層；“兩網(wǎng)”指站控層/間隔層網(wǎng)絡(luò)、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。

1.2.1 站控層

站控層由主機(jī)兼操作員站、遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置、一體化信息平臺(tái)、智能設(shè)備接口及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)構(gòu)成，提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面、實(shí)現(xiàn)管理控制間隔層、過(guò)程層設(shè)備等功能，形成全站的監(jiān)控、管理中心、并與遠(yuǎn)方監(jiān)控、調(diào)度中心通信。

1.2.2 間隔層

間隔層由保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、錄波、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析、相量測(cè)量等若干個(gè)二次子系統(tǒng)組成，在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能獨(dú)立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。

1.2.3 過(guò)程層

過(guò)程層由合并單元、智能終端等構(gòu)成，完成與一次設(shè)備相關(guān)的功能。合并單元的作用是實(shí)時(shí)采集及檢測(cè)設(shè)備的電氣量，智能終端的作用是對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)、控制命令的執(zhí)行等。

1.3 智能變電站的GOOSE、SV、MMS網(wǎng)絡(luò)功能

智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息根據(jù)其邏輯功能主要分為站控層/間隔層MMS信息、站控層/間隔層GOOSE信息、過(guò)程層SV信息。

1.3.1 站控層/間隔層MMS信息

主要用于間隔層設(shè)備與站控層設(shè)備之間通信，應(yīng)具備間隔層設(shè)備支持的全部功能，其內(nèi)容應(yīng)包含：四遙信息①及故障錄波報(bào)告信息。

1.3.2 站控層/間隔層GOOSE信息

主要用于間隔層之間通信，其內(nèi)容應(yīng)包含測(cè)控聯(lián)閉鎖信息等。站控層/間隔層GOOSE信息應(yīng)在站控層、間隔層網(wǎng)絡(luò)傳輸。

1.3.3 過(guò)程層SV信息

主要用于過(guò)程層設(shè)備與間隔層設(shè)備間的通信，其內(nèi)容應(yīng)包含合并單元于保護(hù)、測(cè)控、故障錄波、PMU、電能表等裝置間傳輸?shù)碾娏鳌㈦妷翰蓸又敌畔?。過(guò)程層SV信息可采用過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)傳輸，也可采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳輸。

1.4 合并單元和智能終端的功能及在智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的位置

1.4.1 合并單元的功能

合并單元（MergingUnit，簡(jiǎn)稱(chēng)MU）是對(duì)電流互感器和電壓互感器傳輸過(guò)來(lái)的電氣量進(jìn)行合并和同步處理，并將處理后的數(shù)字信號(hào)按照特定的格式轉(zhuǎn)發(fā)給間隔層設(shè)備使用的裝置。

1.4.2 智能終端的功能

智能終端（SmartTerminal）與一次設(shè)備采用電纜連接，與保護(hù)、測(cè)控等二次設(shè)備采用光纖連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、主變壓器等一次設(shè)備的信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作、控制及執(zhí)行的裝置。

1.4.3 合并單元、智能終端在智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的位置

智能變電站與常規(guī)變電站的一個(gè)重要區(qū)別就是在過(guò)程層增加了合并單元及智能終端等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備智能化的目的，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

1.5 智能變電站的其他特點(diǎn)

1.5.1 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的核心是信息建模和通信服務(wù)，是電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域唯一的全球通用標(biāo)準(zhǔn)。

1.5.2 光纖通信

智能變電站內(nèi)的通信方式為光纖通信方式，其優(yōu)點(diǎn)有：（1）通信容量大，它比傳統(tǒng)的明線(xiàn)、同軸電纜、微波等高出幾十乃至上千倍以上；（2）抗強(qiáng)電磁干擾，耐腐蝕；（3）體積小、重量輕便于施工、維護(hù)等。

1.5.3 電子式互感器

目前智能化一次設(shè)備主要體現(xiàn)在電子互感器上，電子式互感器具有優(yōu)良的性能，相較于傳統(tǒng)互感器，有絕緣相對(duì)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍廣，無(wú)磁飽和現(xiàn)象、精度高等優(yōu)點(diǎn)。

2 智能變電站與常規(guī)變電站倒閘操作的區(qū)別

2.1 智能變電站采用軟壓板操作

智能變電站大量減少了硬壓板的設(shè)置，除檢修狀態(tài)和遠(yuǎn)方操作采用硬壓板外，其余功能均采用軟壓板，滿(mǎn)足遠(yuǎn)方操作要求。軟壓板可分保護(hù)功能投退軟壓板、GOOSE接收類(lèi)軟壓板、GOOSE出口類(lèi)軟壓板、SV類(lèi)軟壓板和遠(yuǎn)方操作模式控制軟壓板。

智能變電站的軟壓板均在后臺(tái)機(jī)上遙控操作，運(yùn)維人員在操作軟壓板前必須在后臺(tái)監(jiān)控畫(huà)面上核對(duì)軟壓板，相對(duì)于常規(guī)變電站的壓板操作，減輕運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了電網(wǎng)運(yùn)行效率。

2.2 檢修狀態(tài)硬壓板操作的區(qū)別

常規(guī)站的檢修狀態(tài)壓板的功能是屏蔽裝置的故障和動(dòng)作信息，不上傳至站控層。智能變電站的保護(hù)測(cè)控裝置、智能終端及合并單元均配置了檢修狀態(tài)壓板，正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)維人員禁止投入檢修狀態(tài)、智能終端、保護(hù)測(cè)控裝置檢修狀態(tài)壓板，以下列舉了4種錯(cuò)誤的檢修狀態(tài)方式造成的后果。

（1）合并單元投檢修狀態(tài)，保護(hù)裝置不投檢修狀態(tài)的情況下保護(hù)裝置會(huì)顯示接收到的模擬量，但是不會(huì)將模擬量用于保護(hù)邏輯計(jì)算，會(huì)閉鎖相關(guān)保護(hù)。（2）合并單元未投檢修狀態(tài)，保護(hù)裝置投檢修狀態(tài)的情況下保護(hù)裝置會(huì)報(bào)“裝置檢修”并閉鎖本裝置的保護(hù)。（3）智能終端投檢修狀態(tài)，保護(hù)裝置未投檢修狀態(tài)的情況下保護(hù)不會(huì)出口，并且保護(hù)裝置的GOOSE接收到的隔離開(kāi)關(guān)和斷路器的位置均采用記憶的方式。（4）智能終端未投檢修狀態(tài)，保護(hù)裝置投檢修狀態(tài)，保護(hù)裝置會(huì)閉鎖出口。

3 智能變電站與常規(guī)變電站告警信息的區(qū)別

相對(duì)于常規(guī)變電站，智能變電站的一、二次設(shè)備呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫婢霈F(xiàn)了明顯變化。這一變化使智能變電站在通信鏈路、信息傳輸方面增加了大量告警信號(hào)，如表1所示。

面對(duì)智能變電站相對(duì)常規(guī)變電站站內(nèi)更復(fù)雜的告警信息，運(yùn)維人員應(yīng)掌握各類(lèi)告警產(chǎn)生的原因，可能造成的后果和處理方法，確保變電站的安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的主要方向，現(xiàn)在已上升到國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)的高度，智能變電站是智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，運(yùn)維人員應(yīng)掌握智能變電站的運(yùn)行知識(shí)，不斷提高自身運(yùn)行維護(hù)技術(shù)水平，確保智能變電站的安全運(yùn)行。

注釋

①四遙信息：其主要包括保護(hù)、測(cè)控、故障錄波裝置的模擬量、設(shè)備參數(shù)、定值區(qū)號(hào)及定值、自檢信息、保護(hù)動(dòng)作事件及參數(shù)、設(shè)備告警、軟壓板遙控、斷路器/刀閘遙控、遠(yuǎn)方復(fù)歸、同期控制等。

參考文獻(xiàn)

[1]肖志強(qiáng)，吳文斌，范運(yùn)珍.智能變電站與常規(guī)變電站運(yùn)行維護(hù)的幾點(diǎn)關(guān)鍵區(qū)別[J].華中電力，2012（3）：129-130.

[2]王鳴，朱群，姚建華，等.智能變電站運(yùn)行維護(hù)問(wèn)題的探討[J].浙江電力，2012（9）：53-55+58.

[3]鮑輝.淺談智能變電站的優(yōu)點(diǎn)及運(yùn)行維護(hù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（7）：86-87.

[4]王宗山.智能變電站若干關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D].上海：上海交通大學(xué)，2012.