中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司 王發(fā)恕

關(guān)于2 2 0 k V數(shù)字化變電站設(shè)備故障診斷系統(tǒng)之我見(jiàn)

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司 王發(fā)恕

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人均物質(zhì)生活水平顯著提升，用電量急劇增加，相應(yīng)的對(duì)我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展提出了更高的要求。電力能源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，維護(hù)社會(huì)長(zhǎng)治久安的關(guān)鍵性因素，在國(guó)家政策的支持和幫助下，電力事業(yè)獲得了良好的發(fā)展空間。電力設(shè)備和技術(shù)的推陳出新，為電力事業(yè)發(fā)展提供了堅(jiān)持的動(dòng)力基礎(chǔ)，電網(wǎng)逐漸朝著智能化方向發(fā)展，而作為電網(wǎng)系統(tǒng)中重要組成部分，數(shù)字化變電站具有十分重要的作用，變電站是否正常運(yùn)行直接影響到電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況，由于客觀因素影響，變電站設(shè)備很容易出現(xiàn)故障問(wèn)題，這就需要結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)一步做好診斷工作，確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

220kV；數(shù)字化變電站；故障診斷系統(tǒng)；電子互感器

伴隨著我國(guó)電力事業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，相應(yīng)的電網(wǎng)工程規(guī)模逐漸增加，電力事業(yè)經(jīng)過(guò)不斷完善和創(chuàng)新，取得了較為可觀的成效，電力網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸在全國(guó)范圍內(nèi)普及，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。但是，隨著科學(xué)技術(shù)水平的快速提升，相應(yīng)的電力設(shè)備和電力技術(shù)不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)電力實(shí)業(yè)逐漸朝著智能電網(wǎng)方向發(fā)展，變電站作為電網(wǎng)系統(tǒng)中重要組成部分，數(shù)字化變電站的運(yùn)行好壞直接影響到電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要管理人員予以高度重視，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，及時(shí)上報(bào)進(jìn)行處理。由此看來(lái)，加強(qiáng)220kV數(shù)字化變電站設(shè)備故障診斷系統(tǒng)研究是十分有必要的，對(duì)于后續(xù)理論研究和實(shí)踐工作開展具有一定參考價(jià)值。

一、數(shù)字化變電站概述

數(shù)字化變電站主要是指智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備為基礎(chǔ)，通信規(guī)范作為首要依據(jù)，促使變電站電氣設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，形成一種智能化的現(xiàn)代變電站。但是從實(shí)際角度來(lái)看，數(shù)字化變電站是一種在傳統(tǒng)變電站基礎(chǔ)上演化而來(lái)的，朝著智能化變電站發(fā)展的一種過(guò)渡階段，盡管采用了大量社會(huì)前沿的電氣設(shè)備，但是較之智能變電站而言，仍然缺少相應(yīng)的智能電表和監(jiān)測(cè)設(shè)備等，所以智能化水平偏低[1]。

數(shù)字化變電站由于采用的是智能化一次設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)了以往變電站信號(hào)傳輸功能的同時(shí)，還能夠簡(jiǎn)化繼電器和控制回路結(jié)構(gòu)，采用可編程原件代替原本的控制回路，信號(hào)接收能力更加突出；網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備，可以借助高速網(wǎng)絡(luò)將變電站內(nèi)部設(shè)備連接在一起，實(shí)現(xiàn)更高效率的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)化創(chuàng)新變電站的常規(guī)功能。

二、數(shù)字化變電站設(shè)備故障診斷系統(tǒng)

數(shù)字化變電站設(shè)備故障診斷系統(tǒng)建設(shè)，主要是為了提升變電站運(yùn)行可靠性和安全性，具有十分突出的自我故障診斷功能，一旦電氣設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題，會(huì)及時(shí)發(fā)生報(bào)警信息，告知管理人員。對(duì)于電氣設(shè)備的運(yùn)行情況可以做到全方位的監(jiān)測(cè)和管理，運(yùn)用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)來(lái)解決設(shè)備故障問(wèn)題，確保電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性；提高數(shù)據(jù)傳輸速度，實(shí)現(xiàn)大范圍的資源共享，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境及時(shí)有效的優(yōu)化調(diào)整，避免故障問(wèn)題對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響[2]。在數(shù)字化變電站設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中，關(guān)鍵在于以下幾個(gè)方面內(nèi)容：

（一）整體結(jié)構(gòu)

數(shù)字化變電站故障診斷系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)中涉及內(nèi)容較廣，其中包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)庫(kù)、操作站等軟件實(shí)施組成，硬件設(shè)施則是監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以及交換機(jī)等，這些設(shè)備互相配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備故障問(wèn)題的自我診斷。此外，還需要綜合考慮到自我診斷系統(tǒng)的功能發(fā)揮，充分展現(xiàn)變電站設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)靈活調(diào)整和優(yōu)化，確保系統(tǒng)可靠性。

（二）故障診斷原理

電子互感器。數(shù)字化變電站設(shè)備故障診斷系統(tǒng)主要是借助電子互感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行情況的真實(shí)反應(yīng)，了解電氣設(shè)備的實(shí)際情況運(yùn)行情況，判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障問(wèn)題[3]。為了能夠有效縮短故障診斷時(shí)間，有效提升工作效率，應(yīng)該借助小波基Bior3.1軟件實(shí)現(xiàn)，將電子互感器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為可識(shí)別的信息，通過(guò)該系統(tǒng)的診斷功能模塊，將轉(zhuǎn)換的信息進(jìn)行對(duì)比，確定故障信號(hào)來(lái)源。

繼電保護(hù)設(shè)備。數(shù)字化變電站在運(yùn)行中，采用繼電保護(hù)設(shè)備具有更為突出的信息共享特點(diǎn)，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要表現(xiàn)。故此，應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)備信息收集和處理能力的依賴，進(jìn)一步設(shè)備的自檢能力。對(duì)收集到的信息真實(shí)性和全面性踐行檢查，判斷電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，是否存在潛在的安全隱患，規(guī)避安全事故出現(xiàn)。諸如，在故障診斷系統(tǒng)中收集到的故障信息進(jìn)行對(duì)比，是否出現(xiàn)超出限定數(shù)值，如果對(duì)比結(jié)果是超出限定數(shù)值，那么就說(shuō)明電氣設(shè)備出現(xiàn)了故障問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行上報(bào)和處理。此外，還應(yīng)該對(duì)電氣設(shè)備數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)定期進(jìn)行檢查，是否出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象，有針對(duì)性的提出合理解決對(duì)策，提升故障診斷系統(tǒng)的可靠性。

（三）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

數(shù)字化變電站的一個(gè)突出特點(diǎn)就是高速度數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)也是變電站朝著智能化方向發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵所在。故此，加強(qiáng)變電站對(duì)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的故障診斷是十分有必要的，有助于提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，為變電站正常運(yùn)行提供保障。但是由于網(wǎng)絡(luò)診斷概念較為抽象，所以只是通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況進(jìn)行故障診斷和分析，判斷出故障發(fā)生的位置，尋求解決對(duì)策。數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)診斷是根據(jù)間隔層和站級(jí)網(wǎng)絡(luò)提出的，其中間隔層在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中具有一定的規(guī)律性特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，確定檢測(cè)周期即可，提升工作效率；站級(jí)網(wǎng)絡(luò)由于數(shù)據(jù)傳輸很容易受到客觀因素影響，其中潛藏著很大的不確定性，所以需要長(zhǎng)期的積累和完善，不斷調(diào)整才能保證故障診斷系統(tǒng)正常運(yùn)行[4]。

三、實(shí)例分析

以某220kV數(shù)字化變電站為例，采用分層構(gòu)建方式，應(yīng)用電子式互感器和GIS智能控制柜技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，為了能夠有效提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性，構(gòu)件設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變電站的智能化監(jiān)測(cè)，提高設(shè)備故障診斷自檢能力。故此，結(jié)合數(shù)字化變電站故障診斷系統(tǒng)建設(shè)實(shí)際需要，構(gòu)件多種功能模塊：其一，系統(tǒng)狀態(tài)模塊，主要是針對(duì)變電站內(nèi)部保護(hù)裝置和接線方式進(jìn)行檢測(cè)，判斷系統(tǒng)自身的運(yùn)行情況；其二，間隔層模塊，則是對(duì)變電站內(nèi)部不同的合并器單元進(jìn)行檢測(cè)，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)異常，會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，告知相關(guān)系統(tǒng)維護(hù)人員，將故障問(wèn)題上報(bào)處理。

四、結(jié)論

綜上所述，220kV數(shù)字化變電站是在傳統(tǒng)變電站基礎(chǔ)上，介于智能化變電站之間的形態(tài)，數(shù)字化變電站運(yùn)行穩(wěn)定與否直接影響到電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，這就需要相關(guān)工作人員予以高度重視，確保電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

[1]謝穎.220kV數(shù)字化變電站設(shè)備故障診斷系統(tǒng)探析[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013,13(24):73-73.

[2]錢玉春,袁敬中,趙琳等.唐山郭家屯220kV數(shù)字化變電站建設(shè)及應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012,33(24):94-97.

[3]李慧,趙萌,楊衛(wèi)星等.應(yīng)用IEC61850規(guī)約的220 kV變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2013,37(6):60-63.

[4]王文學(xué).智能終端裝置在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用--基于對(duì)白洋淀220kV數(shù)字化變電站的分析[J].電子世界,2014,22(12):48-48.

王發(fā)?。?985－），江西吉安人，助理工程師，現(xiàn)供職于中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司。