王興橋

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司湘西供電分公司，湖南吉首 416000）

隨著信息技術(shù)及智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能變電站逐漸增多，變電站運(yùn)維人員面對突如其來的新技術(shù)設(shè)備，工作中存在較多問題。本文從運(yùn)維值班員角度出發(fā)，對220 kV智能變電站新技術(shù)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)維方面解析，為變電站運(yùn)維值班員提供參考，為保障變電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供幫助。

1 220 kV智能變電站設(shè)備結(jié)構(gòu)解析

智能變電站指基于常規(guī)與數(shù)字變電站，運(yùn)用先進(jìn)、環(huán)保、集成以及可靠的智能設(shè)備滿足全站的信息數(shù)字化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化以及通信平臺網(wǎng)絡(luò)化需求。

智能變電站可以自動完成信息采集、保護(hù)、測量以及監(jiān)測等功能，還可以按照需求對變電站電網(wǎng)實(shí)施智能調(diào)節(jié)、自動控制以及協(xié)調(diào)互動等基本功能。

220 kV智能變電站由一次智能化與二次網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備構(gòu)成，通信運(yùn)行遵循規(guī)范IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。

一次智能化設(shè)備主要有電子式互感器、合并單元、智能終端及智能化開關(guān)等，二次網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備可以分為過程層、間隔層、站控層及過程層網(wǎng)絡(luò)、站控間隔層網(wǎng)絡(luò)，即智能站三層兩網(wǎng)。常規(guī)變電站的一次和二次設(shè)備通過二次電纜連接，智能變電站主要是通過網(wǎng)絡(luò)光纖點(diǎn)對點(diǎn)或二次網(wǎng)絡(luò)通信的方式連接。

220 kV智能變電站設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 220kV智能變電站設(shè)備結(jié)構(gòu)

1.1 電子式互感器運(yùn)維解析

電子式互感器與常規(guī)互感器工作原理不同，設(shè)備結(jié)構(gòu)及參數(shù)也存在差異。電子式互感器與常規(guī)互感器相比，具有高低壓完全隔離、磁飽和及鐵磁諧振不存在、TA二次開路及TV短路危害小、二次輸出為數(shù)字信號等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是易受環(huán)境影響，電磁屏蔽要求高，小負(fù)荷運(yùn)行時二次輸出誤差大等。針對以上分析，智能站運(yùn)維時應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注互感器運(yùn)行工況，如壓力和油位正常、互感器外觀無異常、末屏應(yīng)接地（減少電磁輻射干擾）、控制柜內(nèi)溫度和濕度在規(guī)定范圍、電源可靠等。

1.2 智能斷路器運(yùn)維解析

智能斷路器由斷路器與智能控制單元共同組成，實(shí)現(xiàn)人員操作、系統(tǒng)故障繼電保護(hù)裝置分閘、重合閘的智能操作及分、合閘相角控制，實(shí)現(xiàn)斷路器選相合閘和同步分?jǐn)?。在智能站運(yùn)維時應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注智能斷路器安裝地溫度和濕度控制、斷路器壓力表值、各相位置及指示應(yīng)正確、智能控制單元運(yùn)行無異常、定值正確等。

1.3 合并單元、智能終端運(yùn)維解析

智能站合并單元是將二次轉(zhuǎn)換器的電流和電壓數(shù)據(jù)隨時進(jìn)行時間相關(guān)組合的物理單元，將互感器所導(dǎo)出的不同類型的數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為規(guī)范的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，通過光纖或借助交換機(jī)將采樣所得數(shù)據(jù)進(jìn)行交互使用。

智能變電站中，通過智能終端實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備與二次設(shè)備的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對斷路器、刀閘的操控及一次設(shè)備開入信號的收集與處理。光纖替代電纜，信號干擾與影響相比采用電纜時小。

智能站合并單元、智能終端運(yùn)維時應(yīng)重點(diǎn)檢查外觀正常、無異常發(fā)熱，檢查各間隔電壓切換運(yùn)行方式指示與實(shí)際一致。授時正確，電源可靠，安裝地溫度、濕度控制處于正常狀態(tài)。裝置運(yùn)行因保持無異常、且壓板投退正確。此外，還應(yīng)維持各種指示燈正常，不出現(xiàn)告警情況。

1.4 交換機(jī)運(yùn)維解析

作用于站控層網(wǎng)的傳統(tǒng)變電站交換機(jī)，僅對站控層功能造成影響，并不會影響保護(hù)功能。交換機(jī)是智能變電站關(guān)鍵設(shè)備，具有重要的作用。具體運(yùn)行過程中，站控層依靠網(wǎng)絡(luò)，且其保護(hù)功能也需要網(wǎng)絡(luò)，如斷路器失靈保護(hù)、連閉鎖功能以及備自投功能等。

在此情況下，一旦交換機(jī)發(fā)生異常與故障，會使智能變電站的保護(hù)功能失效。交換機(jī)運(yùn)維應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備外觀、溫度、電源及運(yùn)行指示燈指示是否正常，是否存在告警，網(wǎng)絡(luò)通信是否正常，定期做好交換機(jī)光纜備用芯的檢驗(yàn)維護(hù)，避免彎折光纜造成光纜折斷，其彎曲半徑應(yīng)符合相關(guān)規(guī)程要求，定期開展屏柜清掃等。

1.5 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)、綜合應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)維解析

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)用以實(shí)現(xiàn)智能變電站與調(diào)度、生產(chǎn)等主站系統(tǒng)之間通信，主要服務(wù)于主站系統(tǒng)，為智能變電站的監(jiān)視控制、遠(yuǎn)程瀏覽以及信息查詢等功能實(shí)現(xiàn)提供環(huán)境條件。此外，智能變電站還可為通信提供數(shù)據(jù)、圖形以及模型的傳輸服務(wù)。對于智能變電站的綜合應(yīng)用服務(wù)器，其運(yùn)行能夠通過狀態(tài)監(jiān)測、電源、計(jì)量、安防以及環(huán)境監(jiān)測等設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息通信。經(jīng)統(tǒng)一展示與綜合分析，可實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的輔助設(shè)備與在線監(jiān)測的運(yùn)行監(jiān)測與管控目標(biāo)。

智能站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)、綜合應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)維時應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備外觀、溫度正常、電源及運(yùn)行指示燈指示是否正常，有無告警以及網(wǎng)絡(luò)通信是否正常等。

1.6 解析網(wǎng)絡(luò)分析儀運(yùn)維

作為能夠?qū)崟r在線監(jiān)測全站間隔層與過渡層設(shè)備信息流的網(wǎng)絡(luò)分析儀，主要控制的信息類型包括SMV、GOOSE和IEEE1588等。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這些信息能夠顯示裝置來源、發(fā)送過程、發(fā)送時間以及發(fā)送格式和內(nèi)容。

2 操作變化運(yùn)維解析

2.1 順控操作

220 kV智能變電站的順控操作又被稱為程序化操作，即遙控操作過程，如設(shè)備從執(zhí)行、控制、測量以及監(jiān)控等操作，均通過程序完成全部程序執(zhí)行。經(jīng)過計(jì)算機(jī)才能對具體操作步驟進(jìn)行計(jì)算，并在完成后進(jìn)行下一步操作。此外，順控操作還可作用于操作票編制的順序控制。主要根據(jù)220 kV智能變電站的技術(shù)環(huán)境、接線方式與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)。變電站設(shè)備與接線方式發(fā)生變化，能夠及時對操作票進(jìn)行修改。順序控制是能夠?qū)崿F(xiàn)圖像監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時控制的關(guān)鍵，操作完成后，智能變電站還能通過設(shè)備在線監(jiān)測可視化與后臺監(jiān)控，核對控制可視化界面一次、二次設(shè)備操作是否正確。

2.2 保護(hù)壓板操作方式變化

220 kV智能變電站的保護(hù)壓板操作方式調(diào)整工作主要集中在保護(hù)裝置的軟壓板。需要通過保護(hù)裝置壓板檢修、遠(yuǎn)方控制以及合閘出口和合并單元的檢修硬壓板等，常規(guī)站保護(hù)投退通過硬壓板投退實(shí)現(xiàn)，智能站通過軟壓板投退實(shí)現(xiàn)，裝置硬壓板只有在裝置異常處理、事故檢查等特殊情況下才能操作。智能站保護(hù)采用軟壓板簡化電氣連接回路，并為順序控制操作奠定基礎(chǔ)，運(yùn)行人員應(yīng)采用后臺操作軟壓板，操作前、后均應(yīng)在監(jiān)控畫面上核對軟壓板的實(shí)際狀態(tài)。

智能站的“置檢修”壓板與常規(guī)站的壓板含義存在較大差異，在常規(guī)變電站的運(yùn)行中，“置檢修”壓板投入僅屏蔽該設(shè)備信息，預(yù)防故障、動作信息影響變電站的監(jiān)控，不影響本保護(hù)裝置功能。智能變電站“置檢修”壓板投入，不僅屏蔽該設(shè)備信息，且保護(hù)裝置不會跳閘出口。處于正常運(yùn)行狀態(tài)的智能變電站，其智能組件不得投入“置檢修”壓板，也不得進(jìn)行任何操作。

3 智能巡檢機(jī)器人運(yùn)維解析

智能巡檢機(jī)器人通過全自主與遙控巡檢模式完成運(yùn)行維護(hù)控制，全自主模式包含兩種方式，即例行與特巡。例行方式指系統(tǒng)能夠按照預(yù)定的時間、周期、內(nèi)容以及路線等參數(shù)信息，且以自主啟動狀態(tài)進(jìn)行巡視。特巡方式指操作人員對巡視的內(nèi)容、時間以及路線等信息進(jìn)行選定，并以手動控制狀態(tài)進(jìn)行巡視。在此過程中，機(jī)器人也能夠自主完成選定的巡視工作。

智能巡檢機(jī)器人檢測功能強(qiáng)大，機(jī)器人主要服務(wù)于變電站的生產(chǎn)管理、消防、綜自等系統(tǒng)的聯(lián)動。具體過程需要通過配備紅外熱成像儀、聲音采集設(shè)備以及可見光攝像機(jī)等設(shè)施實(shí)現(xiàn)。機(jī)器人設(shè)備運(yùn)行操作可將實(shí)時操作設(shè)備的圖像信息顯示出來，再與順序控制配合，變電站能夠根據(jù)圖像自動識別斷路器、接地開關(guān)以及隔離開關(guān)的作用狀態(tài)。在消防系統(tǒng)方面，通過與其他元件的聯(lián)動，使得系統(tǒng)能夠在出現(xiàn)報(bào)警后及時找到告警部位。配備智能巡檢機(jī)器人的智能變電站采取遠(yuǎn)程巡視為主、現(xiàn)場巡視為輔的巡視方式，并適當(dāng)延長現(xiàn)場巡視周期。智能巡檢機(jī)器人維護(hù)時，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注維護(hù)、保養(yǎng)等相關(guān)工作，使其隨時保持工作狀態(tài)等。

4 同步時鐘對時運(yùn)維解析

智能站與常規(guī)站都采用北斗、GPS兩個時鐘源，智能站間隔層設(shè)備對時多采用電IRIG-B碼對時，過程層設(shè)備對時多采用光IRIG-B碼對時。常規(guī)站僅對站控層設(shè)備對時，對時方式多樣，多采用電IRIG-B碼對時。但智能站對時鐘同步要求高，是實(shí)現(xiàn)變電站各項(xiàng)功能之間的同步關(guān)鍵，保證電子式互感器同步采樣，保障保護(hù)功能的可靠性，如涉及多間隔合并單元（合智一體單元）的母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、線路縱聯(lián)保護(hù)時鐘出現(xiàn)故障，會影響保護(hù)裝置不能正確動作。常規(guī)站對時只是對設(shè)備授時，為系統(tǒng)故障分析和處理提供準(zhǔn)確的時間依據(jù)，對時系統(tǒng)故障不影響繼電保護(hù)正確動作。

智能站運(yùn)維時應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注主、從時鐘運(yùn)行情況、電源及各種指示燈情況、告警情況。天氣變化影響時間信號接收時，應(yīng)及時采取更換天線、加強(qiáng)監(jiān)控等措施，定期開展時間同步精度檢測等。

5 安全措施變化運(yùn)維解析

由于二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化與二次安措隔離容易出現(xiàn)相應(yīng)變化，應(yīng)摒棄常規(guī)變電站通過斷開PT回路、解除電纜接線以及短接CT回路等操作進(jìn)行安措隔離。智能變電站的安措隔離目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，需要通過投入檢修壓板，退出出口硬壓板以及裝置軟壓板，提高變化運(yùn)維的安全控制效果。

6 結(jié)語

綜上所述，220 kV智能變電站設(shè)備維護(hù)要求、檢測手段、檢測指標(biāo)、作業(yè)流程和方法與常規(guī)變電站不同，要求智能變電站運(yùn)維值班員具備更高的專業(yè)技術(shù)。本文從運(yùn)維角度對存在差異進(jìn)行解析，幫助運(yùn)維值班員掌握智能變電站的特點(diǎn)，提升運(yùn)維技能。