曾爭(zhēng)艷

摘 要：目前，我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)上升至國(guó)家戰(zhàn)略層面，且智能變電站不僅是智能電網(wǎng)中的重要內(nèi)容，同時(shí)也是智能變電領(lǐng)域的核心構(gòu)成部分。只有深入分析智能變電站在運(yùn)維過(guò)程中存在的問(wèn)題，才能為今后智能站的運(yùn)維工作提出有效建議。由此，本文主要總結(jié)了智能變電站在運(yùn)維過(guò)程中存在的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：智能變電站;運(yùn)維;智能電網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM63;TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）31-0123-03

Trial Analysis of Problems in Intelligent Substation

during Operation and Maintenance

ZENG Zhengyan

（State Grid Fujian Electric Power Co.， Ltd. Zhangzhou Power Supply Company，Zhangzhou Fujian 363000）

Abstract： At present， the construction of smart grid in China has risen to the level of national strategy， and smart substation is not only an important part of smart grid， but also the core component of the field of Smart Substation. Only by analyzing the problems existing in the operation and maintenance process of intelligent substation， can effective suggestions be put forward for the operation and maintenance work of intelligent substation in the future. Therefore， this paper mainly summarized the problems existing in the operation and maintenance process of intelligent substation.

Keywords： intelligent substation;operation and maintenance;smart grid

現(xiàn)階段，智能技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)中已然成為電力運(yùn)行進(jìn)程中的一個(gè)普遍現(xiàn)象。隨著工業(yè)生產(chǎn)用電和人們?nèi)粘Ｉ钣秒姷脑黾樱娋W(wǎng)系統(tǒng)也變得越來(lái)越復(fù)雜。由于智能電網(wǎng)是現(xiàn)階段電力系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)，因此，做好智能變電站設(shè)備的管理和維護(hù)工作具有十分重要的意義和作用。對(duì)各類先進(jìn)技術(shù)、工藝以及材料的合理化應(yīng)用，可以有效解決傳統(tǒng)互感器測(cè)量范圍、絕緣、飽和、諧振、二次負(fù)載、信息難以共享、設(shè)備之間不具備互操作性以及系統(tǒng)可靠性受二次電纜影響的問(wèn)題等。但是，新技術(shù)的應(yīng)用也給運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)了新問(wèn)題。只有深入分析運(yùn)維工作方面新問(wèn)題產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)，才能更好地優(yōu)化智能變電站，為電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

1 智能變電站的基本特點(diǎn)

智能變電站是指使用具有先進(jìn)性、集成性、低碳環(huán)保以及可用性較強(qiáng)的智能化設(shè)備，堅(jiān)持全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化及信息共享標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則，自主實(shí)現(xiàn)信息收集、檢測(cè)、管控、維護(hù)、計(jì)算和監(jiān)控等諸多功能，并且可以結(jié)合實(shí)際情況建立起具有電網(wǎng)實(shí)時(shí)自控、數(shù)字化調(diào)節(jié)、決策分析及互動(dòng)協(xié)作功效的高級(jí)變電站。智能變電站的優(yōu)勢(shì)為：①各種功能共用的共享化信息平臺(tái)，避免設(shè)備重復(fù)投入;②測(cè)量精度高、無(wú)飽和、無(wú)CT二次開(kāi)路;③二次接線簡(jiǎn)單;④光纖取代電纜，電磁兼容性能優(yōu)越;⑤信息傳輸通道都可自檢，規(guī)范性強(qiáng);⑥自動(dòng)化管理。

結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化是智能變電站的一大特點(diǎn)?；贗EC 61850通信規(guī)范基礎(chǔ)，智能變電站完成了一次設(shè)備的智能化與二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，繼電維護(hù)體系不再通過(guò)直接裝置完成，而是通過(guò)單元模塊整合、繼電裝置維護(hù)及其智能終端通過(guò)光纖形成一個(gè)集合體予以完成。在完善的數(shù)字化變電站中，變電站結(jié)構(gòu)按模式可分為站控層、過(guò)程層和間隔層，各設(shè)備間的聯(lián)結(jié)可以使用光纖以太網(wǎng)交換機(jī)完成，達(dá)到關(guān)聯(lián)設(shè)備的信息連接及GOOSE跳合閘命令控制的目的，光纖可以代替二次回路。將數(shù)字化帶入模擬信號(hào)中，二次裝置儲(chǔ)存檢修壓板。在傳統(tǒng)變電站中，各回路的接入和接收發(fā)送跳合閘指令主要由電纜完成，而大量光纖和以太網(wǎng)交換機(jī)被投入智能變電站之中。在智能變電站中，傳統(tǒng)的電纜采樣回路主要通過(guò)單元合并采集，并由SV報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)上完成傳送任務(wù)。傳統(tǒng)的電纜跳閘指令及回路管控在智能變電站中主要通過(guò)GOOSE報(bào)文完成，經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的運(yùn)用GOOSE報(bào)文體系，可以有效保證裝置跳閘指令的安全性和穩(wěn)定性，從而確保網(wǎng)絡(luò)延時(shí)達(dá)到保護(hù)裝置的基本要求。

2 智能變電站在運(yùn)維過(guò)程中存在的問(wèn)題

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展及重大突破。隨著眾多高科技、新技術(shù)的推廣以及應(yīng)用，雖然有效打破了傳統(tǒng)管理理念，但在一定程度上也會(huì)導(dǎo)致部分新問(wèn)題無(wú)據(jù)可循，進(jìn)而給變電站的運(yùn)行管理部門提出了新的挑戰(zhàn)。由于在智能變電站的實(shí)際工作過(guò)程中仍然存在許多問(wèn)題，因此，需要專業(yè)維護(hù)人員制定相關(guān)解決策略，從而及時(shí)有效地解決問(wèn)題。

2.1 智能匯控柜安裝在戶外所引起的問(wèn)題及解決措施

作為智能變電站中的一項(xiàng)重要構(gòu)成部件，智能變電站的合并單元、智能終端均安裝在智能匯控柜上，變電站的部分工作也在這里完成，如數(shù)模轉(zhuǎn)換和信息分配等。由于智能匯控柜一般安裝于室外，隨著溫度上升，合并單元與智能終端在工作狀態(tài)下也會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，尤其是在夏季高溫天氣的影響下，裝置升溫更加明顯。作為智能組件的合并單元及智能終端，其電子元件對(duì)運(yùn)行環(huán)境有著較高的標(biāo)準(zhǔn)。因此，室外溫度、濕度都會(huì)對(duì)智能組件的平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生影響。盡管智能控制柜中配備了加熱器、溫度控制器及排風(fēng)扇等設(shè)備，但是，隨著時(shí)間的推移，這些設(shè)備皆會(huì)出現(xiàn)性能下降或老化的問(wèn)題。如果匯控柜沒(méi)有做好密封工作，那么臺(tái)風(fēng)天氣就很可能會(huì)導(dǎo)致匯控柜內(nèi)出現(xiàn)進(jìn)水狀況，進(jìn)而造成設(shè)備出現(xiàn)故障。

筆者認(rèn)為，解決這些問(wèn)題最根本的措施是，于設(shè)計(jì)之初將一次設(shè)備與智能匯控柜皆設(shè)計(jì)為室內(nèi)布置。筆者所在的供電公司，110kV的GIS站大部分都是室內(nèi)布置，因而，匯控柜出現(xiàn)缺陷的數(shù)量以及概率也明顯較少。對(duì)于已經(jīng)是戶外安裝的變電站，要注重加強(qiáng)對(duì)室外智能匯控柜的巡查，檢查熱交換機(jī)運(yùn)行是否正常及柜內(nèi)溫度是否超過(guò)允許值等，同時(shí)還應(yīng)注重加強(qiáng)對(duì)溫控器、熱交換器的維護(hù)。出現(xiàn)間隔停電的現(xiàn)象時(shí)，要及時(shí)使用空壓機(jī)清除熱交換機(jī)的灰塵，以保證熱交換機(jī)得以正常運(yùn)行。另外，通過(guò)及時(shí)檢測(cè)溫濕度數(shù)據(jù)和查看后臺(tái)的監(jiān)控界面，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)方面的異常，從而盡可能避免對(duì)設(shè)備構(gòu)成破壞性影響。當(dāng)出現(xiàn)高溫、大負(fù)荷現(xiàn)象時(shí)，可以適當(dāng)增加對(duì)戶外智能終端柜的檢查次數(shù)。而對(duì)在雨季及臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣下，可加強(qiáng)對(duì)匯控柜密封性能的檢查，必要時(shí)還可以使用防雨罩等防護(hù)工具[1]。

2.2 軟壓板操作重點(diǎn)及注意事項(xiàng)

智能變電站與普通變電站相比，最明顯的不同是：之前二次保護(hù)設(shè)備屏前數(shù)量繁雜的硬壓板大幅減少，代替其工作的是自動(dòng)化后臺(tái)顯示的虛擬軟壓板。與傳統(tǒng)的硬壓板相比，軟壓板類別更為豐富。在平時(shí)工作中，哪些壓板需要清理，哪些壓板不該使用，工作人員都必須要仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考。數(shù)量較少的硬壓板包括保護(hù)屏上的檢修壓板及智能終端上出口處的硬壓板。與傳統(tǒng)變電站中的檢修壓板相比，智能變電站檢修壓板的作用已經(jīng)發(fā)生了變化。傳統(tǒng)變電站使用檢修壓板主要是為了預(yù)防裝置出現(xiàn)故障，進(jìn)而不能將信息有效傳遞至站控層，減少設(shè)備檢測(cè)階段中所出現(xiàn)的動(dòng)作信號(hào)對(duì)其常規(guī)監(jiān)盤方面所造成的影響。如果使用正處于運(yùn)行狀態(tài)的檢修壓板，那么關(guān)聯(lián)的GOOSE和SV報(bào)文中有關(guān)檢修壓板的標(biāo)識(shí)位置就會(huì)發(fā)生變化，而這些變化將會(huì)對(duì)IED設(shè)備造成直接影響。因此，當(dāng)設(shè)備處于工作狀態(tài)及日常維護(hù)過(guò)程中，工作人員應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施專業(yè)化操作，重視檢修壓板投退工作，在工作崗位上盡職盡責(zé)，嚴(yán)禁私自使用檢修壓板。需要注意的是，檢修壓板的拆裝要由專業(yè)檢修人員來(lái)實(shí)施專業(yè)化操作。工作量雖然因?yàn)檠b置的虛擬化和信息化而有所減少，但也在一定程度上會(huì)增加一些安全方面的影響因素。為了有效防止誤投入以及退出一些重要的軟壓板，目前筆者所在公司正在試點(diǎn)二次全防誤功能，相信在不久的將來(lái)，二次全防誤功能就可以實(shí)現(xiàn)[2-3]。

2.3 順序控制操作的運(yùn)維要點(diǎn)

傳統(tǒng)倒閘操作需要經(jīng)過(guò)唱票、復(fù)誦、操作、狀態(tài)核對(duì)等一系列人工步驟，而使用“一鍵順控”系統(tǒng)后，變電運(yùn)維人員只需要點(diǎn)擊指令，即可完成電氣設(shè)備工作狀態(tài)的自主切換。傳統(tǒng)運(yùn)行操作模式受程序化操作模式的沖擊，通過(guò)倒閘操作程序化，在使用過(guò)程中應(yīng)盡量避免人為錯(cuò)誤，達(dá)到減少或無(wú)須人工操作的目的，以在降低人為操作產(chǎn)生問(wèn)題概率的同時(shí)，提高工作效率。為了達(dá)到進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作模式的目的及促進(jìn)智能變電站的不斷發(fā)展和進(jìn)步，應(yīng)注重解決人員流失及變電站競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境日趨激烈等方面的問(wèn)題。但是，也正因?yàn)轫樋夭僮髦羞\(yùn)行人員的參與度大大降低，從而導(dǎo)致對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)與二次網(wǎng)絡(luò)的依賴性越來(lái)越大。筆者所在的供電公司目前執(zhí)行的是站端順控，遵循任務(wù)均衡的原則，由調(diào)度者來(lái)決定由誰(shuí)來(lái)順控，同一個(gè)運(yùn)維站15天之內(nèi)沒(méi)有操作任務(wù)的優(yōu)先安排順控操作。順控全部都是自動(dòng)成票，這是廠家根據(jù)事先所設(shè)定的邏輯及結(jié)合拓?fù)渲g的關(guān)系，然后予以實(shí)施的自動(dòng)成票。自動(dòng)成票的正確率基本達(dá)到95%以上，但不可能百分百正確，所以操作人員、監(jiān)護(hù)人員和值班負(fù)責(zé)人員的審票非常重要。目前，筆者所在的供電公司主要是處于全遙控技術(shù)與一鍵順控技術(shù)的過(guò)渡階段，順控主要完成運(yùn)行和冷、熱備用之間的轉(zhuǎn)換、母線倒排，也就是開(kāi)關(guān)、刀閘分合的一步邏輯操作。在應(yīng)用過(guò)程中，不少順控不成功的例子及五防校驗(yàn)不成功的情況，而且站端的IES600系統(tǒng)很容易死機(jī)，需要平時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并報(bào)自動(dòng)化班運(yùn)程處理方可。因?yàn)轫樋夭僮鞯耐瓿杀灰?、二次設(shè)備的功能所限制，因此其發(fā)展程度與使用方式較為滯后。由此，運(yùn)維班組應(yīng)定期開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)，并分析和考慮可能出現(xiàn)的問(wèn)題，如事故發(fā)生或告警信號(hào)異常，設(shè)備出現(xiàn)分、合不到位或是不滿足使用條件等。針對(duì)不同的情況，考慮和制定出符合站內(nèi)情況的有效解決策略，通過(guò)定期開(kāi)展相關(guān)培訓(xùn)活動(dòng)來(lái)強(qiáng)化工作人員對(duì)順控操作運(yùn)行方面的能力和應(yīng)對(duì)緊急狀況的能力。

2.4 智能組件的運(yùn)行狀態(tài)及異常處理

智能變電站中添加了合并單元、智能終端。筆者所在公司220kV智能站的一系列設(shè)備都裝設(shè)在戶外，所以工作環(huán)境相對(duì)惡劣。因此，平時(shí)要加強(qiáng)智能組件的巡視與檢查，檢查外觀是否正常、有無(wú)異常發(fā)熱現(xiàn)象、裝置運(yùn)行狀態(tài)是否平穩(wěn)、通道否暢通、對(duì)時(shí)同步燈是否同步、GOOSE通信燈及LED指示燈的指示功效是否正常、電壓切換指示燈與其隔離開(kāi)關(guān)的實(shí)際運(yùn)行位置是否指示一致及其他故障燈是否都已熄滅等。根據(jù)變電站智能設(shè)備的功能特點(diǎn)，智能設(shè)備異常及事故處理要遵循以下主要原則：①保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)退出相應(yīng)保護(hù)裝置的出口軟壓板;②當(dāng)無(wú)法經(jīng)由退軟壓板停止保護(hù)時(shí)，應(yīng)用其他方法，但可能會(huì)對(duì)其他設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響。當(dāng)智能組件發(fā)生異常時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)裝置信號(hào)指示燈與后臺(tái)報(bào)文快速查找異常原因，并將異?，F(xiàn)象與原因匯報(bào)給調(diào)度和上級(jí)相關(guān)部門。運(yùn)維人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)該立即匯報(bào)調(diào)度，經(jīng)調(diào)度同意可以重啟一次裝置，重啟前需要退出相應(yīng)出口功能的軟壓板，如果不能恢復(fù)正常，應(yīng)根據(jù)調(diào)度命令考慮將相關(guān)的一次設(shè)備停電，并聯(lián)系檢修或廠家對(duì)智能終端進(jìn)行缺陷處理。實(shí)際工作中，智能站通信中斷、智能終端接收某某保護(hù)直流出口GOOSE斷鏈、某某保護(hù)裝置接收和智能裝置SV斷鏈的異常信號(hào)是時(shí)有發(fā)生的，一旦發(fā)現(xiàn)異常，運(yùn)維人員無(wú)論何時(shí)都要迅速趕往現(xiàn)場(chǎng)，如通信中斷，重啟遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)和交換機(jī)后大部分能恢復(fù)正常，GOOSE斷鏈和SV斷鏈在重啟后也都能恢復(fù)正常，如重啟不能恢復(fù)，就要報(bào)缺陷聯(lián)系檢修處理。根據(jù)缺陷統(tǒng)計(jì)可知，大部分缺陷是由光口損壞及智能組件運(yùn)行情況不穩(wěn)定造成，因此，在實(shí)施安裝過(guò)程中加強(qiáng)檢測(cè)也是很有必要的，需要進(jìn)一步檢測(cè)高低溫、潮濕、振動(dòng)、電磁干擾等工作狀況。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷革新，智能變電站在智能電網(wǎng)的變電運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為了確保智能變電站的工作效率及工作水平得以穩(wěn)步提升，優(yōu)化智能變電站維護(hù)工作是重中之重。由于當(dāng)前我國(guó)在智能變電站方面的維護(hù)技術(shù)與一些具備高新科技的發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在一定的差距，因此在各個(gè)方面方面都需要加以完善和創(chuàng)新。只有不斷創(chuàng)新，才能提高維護(hù)技術(shù)的水平，為智能變電站的良性發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障，從而有利于加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。

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