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        數(shù)字化變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用研究

        2018-11-08 03:09:36卓曉冬
        電子測試 2018年21期
        關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)化變電站檢修

        卓曉冬

        (南京高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校,江蘇南京,210019)

        1 相關(guān)理論定義概述

        1.1 數(shù)字化變電站

        數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)電站相區(qū)別,是通過分層構(gòu)建智能化一次設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備,并且嚴(yán)格遵守IEC61850全國通用電力系統(tǒng)自動化標(biāo)準(zhǔn),在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)平臺完成數(shù)據(jù)的建模以及交互,最終實現(xiàn)現(xiàn)代化電站智能設(shè)備之間的相互作用交流的現(xiàn)代變電站。數(shù)字化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由一次的智能化設(shè)備以及二次的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備組成。智能化一次設(shè)備主要是指的在發(fā)電、輸電、配電等過程中在主系統(tǒng)中所需要使用到的設(shè)備,包括了電纜、發(fā)電機、母線等一系列的基礎(chǔ)設(shè)備。二次設(shè)備則是對一次設(shè)備進行控制保護以及測量、是圍繞著一次設(shè)備進行工作的,像是進行操作的開關(guān)和按鈕,用于測量的儀表、還有自動控制設(shè)備以及計算機、控制電纜等作用于一次設(shè)備的設(shè)備,被稱為二次設(shè)備。

        1.2 數(shù)字化變電站特點

        數(shù)字化變電站主要有三個特點,一是智能化的一次設(shè)備,二是網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備,三是管理及運行系統(tǒng)自動化。首先是一次設(shè)備智能化,在數(shù)字化變電站中,一次設(shè)備大量采用了微處理技術(shù)以及光電技術(shù)進行設(shè)計處理,使用了現(xiàn)代化的電子式互感器取代了傳統(tǒng)的互感器,通過一次設(shè)備的集成智能化來實現(xiàn)了原來通過二次電纜傳輸?shù)男盘杺鬟f,利用高新技術(shù)完成一次設(shè)備智能化。其次是實現(xiàn)了二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化,在變電站系統(tǒng)中,充分使用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實現(xiàn)不同設(shè)備之間的連接,真正的實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源共享,簡化控制,用具有邏輯的功能模塊取代原有的簡單的、常規(guī)的功能模塊,讓二次化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。三是管理及運行系統(tǒng)的自動化,在傳統(tǒng)電站中,需要對變電站設(shè)備進行定期檢修,從而保證變電站的正常運行,而在數(shù)字化變電站中則是采用了無紙化的狀態(tài)記錄和統(tǒng)計,管理以及運行系統(tǒng)都自動化檢查分析,并提供故障的分析報告,實現(xiàn)了管理運行系統(tǒng)的自動化。

        圖1 變電站綜合自動化

        2 數(shù)字化變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點

        2.1 建立了統(tǒng)一變電站的信息平臺

        數(shù)字化變電站基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進行建模交互的,目的就是通過分層建構(gòu)智能化的一次設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備,實現(xiàn)變電站內(nèi)部的不同智能設(shè)備之間的信息共享和交流。傳統(tǒng)的變電站中需要針對不同的功能建立不同的信息管理系統(tǒng),像是變電站的保護測量系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)都要分開獨立建設(shè),不便于信息的提取以及管理,浪費了較多的人力物力,而數(shù)字化變電站則是使用同一個通信網(wǎng)絡(luò)對一次設(shè)備以及二次設(shè)備的信息實現(xiàn)共享和交互,將變電站的檢測、控制、計量等系統(tǒng)都整合成為一個信息管理系統(tǒng),真正實現(xiàn)了統(tǒng)一化的變電站信息平臺建設(shè)。

        2.2 安全可靠性更高

        與數(shù)字化變電站相比,傳統(tǒng)變電站的二次設(shè)備由于采用技術(shù)較為老舊,使用的多為傳統(tǒng)的互感器,變電站信息系統(tǒng)并不統(tǒng)一、較為復(fù)雜。而且由于技術(shù)上不達標(biāo),傳統(tǒng)的變電站沒有實時監(jiān)察設(shè)備運行情況的能力,設(shè)備問題排查以及監(jiān)管大多數(shù)依靠人員實現(xiàn),系統(tǒng)設(shè)備運行信息時效性低,進行檢修時需要停下大量相關(guān)設(shè)備以便工作進行。數(shù)字化變電站則是采用的綜合自動化系統(tǒng),通過一次設(shè)備智能化以及二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)了變電站統(tǒng)一信息平臺的建設(shè),相關(guān)智能設(shè)備具有自檢功能,并對相關(guān)故障排查進行總結(jié)報告,當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障時及時自動報警,有效的避免了由于設(shè)備故障造成的變電站損失,完全系數(shù)以及可靠系數(shù)更高。

        2.3 設(shè)備維護成本降低

        圖2 數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站結(jié)構(gòu)對比圖

        傳統(tǒng)的變電站采用的設(shè)備質(zhì)量不足,在高工作強度下容易損壞,當(dāng)設(shè)備發(fā)生損壞時不能及時自檢,需要耗費大量時間以及人力物力進行檢修,檢修工作量大,除了設(shè)備損壞時的檢修,傳統(tǒng)的變電站還需要進行定期的停電校驗,保證繼電保護整定值的正常,每次檢修停電都會影響變電站的正常工作,定期維護的工作量大,維護成本高,需要大量人力物力,在停電校驗之后還需要專人對校驗的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,設(shè)備維護量大。而數(shù)字化變電站則是采用的自動化綜合檢測系統(tǒng),通過電子設(shè)備實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和整理,不再需要大量人力進行校驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計,省去了人工超標(biāo)數(shù)據(jù)整理等步驟,降低了設(shè)備維護工作量,設(shè)備維護成本降低。

        3 數(shù)字化變電站自動化技術(shù)實踐難點

        3.1 技術(shù)人員專業(yè)程度不足

        在數(shù)字化變電站的運行中,采用了大量的新型設(shè)備以及技術(shù),過去的老舊操作系統(tǒng)被部分淘汰,設(shè)備的檢修方式以及相應(yīng)的故障處理方式也產(chǎn)生了改變。變電站設(shè)備的操作更加注重精密設(shè)備的操作,減少了人力物力的參與,因此對于技術(shù)人員的專業(yè)程度也提出了新的要求,原來的工作人員需要快速的掌握新的信息傳遞以及網(wǎng)絡(luò)通信方式,學(xué)會新設(shè)備的操作,正確的使用數(shù)字化系統(tǒng)的自我檢修及故障排查功能,這些對于只掌握了老舊設(shè)備操作技術(shù)的員工來說是一個巨大的挑戰(zhàn),像是在進行電纜檢查的時候,新的GOOSE技術(shù)和原有的電纜查線法完全不適用,需要員工進行學(xué)習(xí)操作,這些設(shè)備的操作以及新的檢修方式都是員工急切需要學(xué)習(xí)的技巧和知識,現(xiàn)有的技術(shù)人員專業(yè)性不能充分滿足數(shù)字化變電站運行需要。

        3.2 技術(shù)人員學(xué)習(xí)實踐機會較少

        數(shù)字化變電站和傳統(tǒng)變電站不同,修建周期較短,從規(guī)劃到最終完成所需時間較少,員工沒有充足的時間進行設(shè)備相關(guān)知識的學(xué)習(xí)以及實際操作實踐。而且由于數(shù)字化變電站屬于新技術(shù),專業(yè)人員在通信規(guī)約、信號測試等方面的專業(yè)技能缺失,在新設(shè)備進行檢測、運行出現(xiàn)問題時難以有效應(yīng)對。新設(shè)備的相關(guān)配套軟件在投入運行以后基本沒有測試和操作機會,技術(shù)人員的學(xué)習(xí)以及實踐機會較少。

        3.3 沒有標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)化的相關(guān)資料

        當(dāng)前數(shù)字化變電站的相關(guān)資料還不夠系統(tǒng)化以及標(biāo)準(zhǔn)化,雖然都是嚴(yán)格遵守IEC61850全國通用電力系統(tǒng)自動化標(biāo)準(zhǔn),通過一次設(shè)備智能化以及二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化來實現(xiàn)數(shù)字化變電站,但是在實際的操作過程中,不同的變電站采用的數(shù)字式二次設(shè)備資料和通用性知識沒有一個系統(tǒng)性的對應(yīng)整理。對于數(shù)字化變電站的相關(guān)設(shè)備檢修維護沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場操作細則也沒有系統(tǒng)化的敘述?,F(xiàn)在所使用的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)也是將歐美的標(biāo)準(zhǔn)作為參照,在實際操作過程中可能存在部分差異,因此相關(guān)的資料還是沒有標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化的整理,不利于數(shù)字化變電站自動化技術(shù)的充分應(yīng)用。

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