國網(wǎng)太原供電公司 謝錫樑

1 220kV 智能變電站概述

1.1 智能變電站的應(yīng)用優(yōu)勢

在對電力資源需求量不斷上漲的當(dāng)下，傳統(tǒng)的變電站已經(jīng)無法滿足用戶的用電需要，多樣化的技術(shù)方法被融入了當(dāng)前的變電站電力技術(shù)應(yīng)用工作中。通過推動變電站朝著現(xiàn)代化，智能化方向發(fā)展的方式，解決了傳統(tǒng)電力輸運事業(yè)中存在的諸多問題。筆者從《國家電網(wǎng)公司發(fā)展戰(zhàn)略綱要》中了解到國網(wǎng)規(guī)劃2020-2025年間共計新增6380左右智能變電站，具體數(shù)量統(tǒng)計如圖1所示，其中包括1986座220kV 的智能變電站。新增智能化的變電站有著先進、可靠的運維管理系統(tǒng)，并且相較于傳統(tǒng)的變電站，主要依賴人力開展運維管理的模式，大量智能化、自動化設(shè)備的應(yīng)用，不僅有效提升了變電工作的自動化程度，還可以有效提升信息的傳輸速度。

圖1 “十四五”期間國網(wǎng)新增智能變電站數(shù)量統(tǒng)計圖

同時，變電站在運轉(zhuǎn)過程中本身會消耗一定量的能源，具體計算公式為：ξc=Σpi×Ti×0.7，其中，ξc 指的是變電站的年用電量，單位為kWh/a；Pi 單項用電設(shè)備的負荷，單位為kW；Ti 單項用電設(shè)備的運行時間，單位為h；0.7指的是負荷系數(shù)。但是在智能設(shè)備融入變電站后，變電站Pi、Ti 都會有所下降，變電站在投入使用后整體會消耗更少的能源，因此在低碳環(huán)保型電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)過程中，智能變電站有著較大的應(yīng)用優(yōu)勢。此外，相較于傳統(tǒng)變電站需要耗費大量人力、物力資源開展設(shè)備檢修維護工作的情況，智能變電站中智能設(shè)備的應(yīng)用有效減少了工作人員的工作壓力，為電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)提供了保障[1]。

1.2 智能變電站的關(guān)鍵設(shè)備

智能互感器。為了切實提升智能變電站的抗干擾力，在開展布線操作時，線纜的走線方式均為溝槽盒形式，這不僅滿足了高壓電纜、配電電纜的裝配需要，還降低了線纜裝配工作中光纖與組合式的電子互感器連接到一起的難度?？傊?，結(jié)合智能變電站的具體運維管理需要，應(yīng)用溝槽盒形式，在保證線纜轉(zhuǎn)歐賠、互感器運作質(zhì)量的同時，提升了變電站信息傳輸工作的效率，為智能變電站的高質(zhì)量發(fā)展提供了助力。

網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)。為降低電力資源運轉(zhuǎn)管理工作的難度，在變電站建設(shè)過程中，需要構(gòu)建一個符合變電站實際需要的高效網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)。相較于其他變電站，220kV 智能變電站的網(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)可以被分成GOOSE 與SMV 站，在應(yīng)用過程中，可通過記錄故障信息波段、幫助工作人員調(diào)取故障歷時信息等方式，降低變電站設(shè)備運維管理工作的難度，為智能變電站各設(shè)備的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)提供支持。此外，網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)的應(yīng)用，使得變電站有了線上辦公這種工作模式可以選擇，不僅為變電站工作人員工作量的減少提供了支持，還可以切實提升變電站電力設(shè)備故障的處理效率，為變電站應(yīng)急處理能力的提高提供助力。

1.3 繼電保護系統(tǒng)的工作流程

我國220kV 變電站繼電保護方式是一種以合并單元為核心的智能繼電保護體系，相較于傳統(tǒng)點對點的繼電保護模式，這種新型繼電保護模式的應(yīng)用，有效提升了繼電保護工作的成效。在某智能變電站的改造過程中，繼電保護體系的具體工作流程如下。

首先，應(yīng)用前端裝置收集220kV 智能變電站設(shè)備運轉(zhuǎn)信息的過程中，可通過將收集到的設(shè)備運轉(zhuǎn)信息與標(biāo)準(zhǔn)信息加以比較，了解設(shè)備的具體運轉(zhuǎn)狀態(tài)；其次，為了挖掘信息的價值，可利用通信網(wǎng)絡(luò)，將設(shè)備實時運轉(zhuǎn)信息傳輸至合并單元中，在完成信息格式化處理工作后，將其傳輸?shù)浇粨Q機系統(tǒng)當(dāng)中，可以滿足多臺設(shè)備的信息共享需要；最后，利用繼電保護單元分析相應(yīng)設(shè)備運行的安全系數(shù)，若發(fā)現(xiàn)過程數(shù)據(jù)超過安全系數(shù)閾值，那么保護單元執(zhí)行保護動作，停止異常用電行為，從而達到保護變電站設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)的目的。

表1 220kV 智能變電站繼電保護基本模式

2 智能變電站繼電保護關(guān)鍵問題

現(xiàn)場工作量大、技術(shù)性能要求較高，是220kV智能變電站繼電保護調(diào)試工作的典型特點?，F(xiàn)階段，為了切實提升調(diào)試工作的質(zhì)量水平，工作人員需要結(jié)合變電站的實際情況，通過明確變電站繼電保護關(guān)鍵問題，并在調(diào)試過程中，提升對問題關(guān)注度的方式，為變電站繼電保護裝置的正常運轉(zhuǎn)提供保障。某220kV 智能變電站保護系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)為三層結(jié)構(gòu)，通過這種設(shè)計方式，其設(shè)備組成包括智能傳感器和網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)。使實時自動保護目標(biāo)達成。

2.1 開展調(diào)試準(zhǔn)備工作

調(diào)試準(zhǔn)備是正式開展220kV 智能變電站繼電保護調(diào)試工作前的重要環(huán)節(jié)，為保證調(diào)試準(zhǔn)備工作能夠取得令人滿意的效果，降低后續(xù)運維調(diào)試工作的耗時，以《繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗規(guī)程》為基礎(chǔ)，結(jié)合變電站的具體情況，構(gòu)建系統(tǒng)化的變電設(shè)備調(diào)制機制，確定適合變電站調(diào)試工作開展的調(diào)試制度、調(diào)試流程、作業(yè)指導(dǎo)書等文件，確保在后續(xù)調(diào)試工作開展過程中能夠做到有規(guī)可依。

為了提升調(diào)試工作的質(zhì)量與效率，本案例在組織構(gòu)建調(diào)試隊伍的過程中，變電站在明確調(diào)試工作需求的基礎(chǔ)上，組織工作人員開展與保護調(diào)試相關(guān)的知識與技能培訓(xùn)工作，并在培訓(xùn)工作結(jié)束后，對工作人員的專業(yè)素養(yǎng)進行考核，選擇綜合成績達標(biāo)的人員組成專業(yè)的調(diào)試隊伍，確保調(diào)試人員在后續(xù)調(diào)試工作過程中能夠高質(zhì)量地完成各項調(diào)試保護工作；考慮到調(diào)試監(jiān)測設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)與調(diào)試結(jié)果的準(zhǔn)確性之間存在著直接的聯(lián)系，因此，在準(zhǔn)備階段需要以相應(yīng)規(guī)范為基礎(chǔ)，完成調(diào)試監(jiān)測設(shè)備的準(zhǔn)備校驗工作，然后結(jié)合調(diào)試任務(wù)，明確變電站繼電保護調(diào)試工作的關(guān)鍵點，確保調(diào)試工作能夠取得預(yù)期的效果。

2.2 開展通用調(diào)試工作

通用調(diào)試工作的內(nèi)容主要包括對于繼電保護裝置的類型、接地情況等與通電后設(shè)備運行狀況相關(guān)的信息進行測試與調(diào)整。

具體來說，本案例在調(diào)試過程中，先檢查裝置的整體狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)繼電保護裝置存在破損情況，對其及時更換。在檢查裝置接地裝置的過程中，若發(fā)現(xiàn)接地設(shè)備性能不達標(biāo)，絕緣效果無法切實滿足繼電保護裝置的工作需要，則可在確定導(dǎo)致這一情況出現(xiàn)的原因后，開展針對性的檢修工作，例如，若導(dǎo)致絕緣效果不達標(biāo)的原因在于絕緣裝置不能正常工作，那么工作人員則可以通過更換絕緣設(shè)備的方式，保障裝置的運轉(zhuǎn)安全。

2.3 調(diào)試保護裝置元器件

本案例在開展保護裝置元件調(diào)試工作時，保護裝置元件調(diào)試方法需要以現(xiàn)場實際情況、變電設(shè)備的具體運行方式為基礎(chǔ)，合理選擇，并且通過提升對關(guān)鍵檢查節(jié)點關(guān)注度的方式，達到提升檢查工作質(zhì)量的目的。

一是先檢查設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，確保各插件完整并且能夠正常工作；二是重點檢查端子排壓板是否存在松動現(xiàn)象；三是在切斷電源、拔出所有邏輯插件后，對交流、直流回路絕緣情況進行檢查；四是在檢測設(shè)備電流流轉(zhuǎn)狀態(tài)時，為避免觸電事故的出現(xiàn)，則可以先切斷對應(yīng)電路，并短接端子排，然后應(yīng)用測試儀，讀取電路電壓、電流零漂等數(shù)據(jù)，并將最終讀數(shù)記錄下來；五是本案例在采樣精度測試過程中，控制各測定數(shù)據(jù)誤差不大于5%的基礎(chǔ)上，在端子臺上加載交流電壓與電流，然后讀取采樣值；六是檢查開關(guān)量的過程中，對各類供電情況進行模擬，并了解輸出節(jié)點的具體動作情況。七是在完成固定值校驗工作后，需要對光纖通道的聯(lián)調(diào)情況進行檢查，以便保證光纖的通信功能能夠得到正常的發(fā)揮；八是在正式開展保護裝置的現(xiàn)場安裝工作前，需要先開展裝置的廠內(nèi)聯(lián)調(diào)工作，避免將本身存在問題的裝置安裝到智能變電站當(dāng)中，增大智能變電站的后續(xù)運維管理難度。但需要注意的是，若對設(shè)備進行版本升級處理，在升級工作完成后，工作人員需要對其再次進行嚴(yán)格測定，確保設(shè)備原有功能均能正常實現(xiàn)。

2.4 開展通道調(diào)試工作

光纖通道運行狀態(tài)與光纖通信質(zhì)量之間存在著直接的聯(lián)系，現(xiàn)階段為了保證光纖通信工作能夠順利推進。本案例借助調(diào)試通道的方式，完成光纖通道狀態(tài)的檢查調(diào)試工作。在工作過程中，觀察光纖通道內(nèi)部發(fā)光功率、通道插件標(biāo)稱值狀況等信息，了解光纖是否處于正常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下。開展通道調(diào)試工作前，需要對光纖通信情況加以檢測，若在檢查過程中，發(fā)現(xiàn)光纖完整，異常燈沒有被點亮，并且在測定其他相關(guān)通道狀態(tài)數(shù)據(jù)時，計數(shù)結(jié)果沒有出現(xiàn)明顯波動，就可以開展后續(xù)調(diào)試工作。

需要注意的是，為了保證調(diào)試工作能夠正常進行，需對光纖進行清潔處理，然后檢查設(shè)備的接地情況，在保證設(shè)備接地狀況良好的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)備具體接線要求開展接線工作，并且在接線過程中需要將不同的接地網(wǎng)正確分開。為了了解光纖收信率是否存在異常，本案例除測定收信裕度，還確定通信時鐘設(shè)置統(tǒng)一識別編碼，若縱聯(lián)通道運轉(zhuǎn)狀態(tài)保持穩(wěn)定，則表明光纖正常運轉(zhuǎn)。

此外，一般情況下，智能化繼電保護校驗儀可以被應(yīng)用于220kV 線路繼電保護裝置入量通道的狀態(tài)監(jiān)測工作當(dāng)中，為了切實提升校驗工作的可靠性，本案例先后檢查了校驗儀的配置情況、光網(wǎng)口燈的狀態(tài)、模型文件配置情況等檢查工作，在確定校驗儀能夠正常工作后、光網(wǎng)口指示燈持續(xù)閃爍、文件在模型出口位置有相同的跳閘數(shù)據(jù)集后，確定設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)正常。同時，考慮到特殊保護裝置檢測過程中存在特殊要求，為了切實提升檢測工作的準(zhǔn)確性，需核查GOOSE 基本參數(shù)，確保數(shù)據(jù)及名稱不存在謬誤，如果發(fā)現(xiàn)異常情況則及時對其處理，達到保證進入閉鎖能夠正常工作的目的。

2.5 GOOSE 的調(diào)試工作

查GOOSE 報文統(tǒng)計與通信統(tǒng)計狀態(tài)，是菜單欄設(shè)備調(diào)試工作中的關(guān)鍵點之一。在實踐活動中，若檢查結(jié)果正常，則表明GOOSE 能夠正常工作。同時，為了保證GOOSE 能夠正常發(fā)送信息，在開展GOOSE 調(diào)試工作時，在明確GOOSE 調(diào)試工作要求的基礎(chǔ)上，以GOOSE 系統(tǒng)的具體部件設(shè)置情況為基礎(chǔ)，為其配置發(fā)送壓板，為后續(xù)設(shè)備退出使用時的零值處理提供可靠的裝置參照。

3 結(jié)語

總而言之，220kV 智能變電站是保證電力資源正常傳輸?shù)闹匾糠?，繼電保護設(shè)備作為變電站中不可或缺的重要設(shè)備，其調(diào)試工作量相對較大，調(diào)試內(nèi)容較為復(fù)雜，為了切實保證變電設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)，本文所研究的220kV 智能變電站在調(diào)試工作中，以智能變電站的具體運營管理需要為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)備的運維管理標(biāo)準(zhǔn)，制定具有針對性的設(shè)備運維調(diào)試方案，確定在設(shè)備投入使用前后需要調(diào)試的項目，確定調(diào)試工作中，表示設(shè)備是否能夠正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)信息，然后結(jié)合調(diào)試工作中獲得的狀態(tài)信息，匯總分析測試結(jié)果，確保繼電調(diào)試工作能夠取得滿意的效果。