智能變電站與常規(guī)變電站運行維護的差異

楊富宇 郭小江 高令

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學技術的不斷進步，國內電力行業(yè)及電力系統(tǒng)的管控已基本實現(xiàn)了智能化。與較傳統(tǒng)的常規(guī)變電站相比較，智能變電站在運行維護方面具有明顯的優(yōu)點，其能夠在很大程度上節(jié)約人力資源和物力資源，同時也能在很大程度上保障電力供應的可靠性和穩(wěn)定性。因此，本文針對智能變電站與常規(guī)變電站運行維護的差異進行了分析。

關鍵詞：智能變電站;運行維護;常規(guī)變電站;差異化

1 智能變電站運行維護背景介紹

1.1 智能變電站概述

所謂智能變電站，主要體現(xiàn)在智能化上，是指利用先進的智能設備，實現(xiàn)電力網(wǎng)絡內部變電站間信息傳達、資源共享和信息化接收，為變電站信息傳輸帶來便利，并借助先進的狀態(tài)監(jiān)測和智能輔助控制技術，進行變電站運行維護的一種電力系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展進步，我們國家提出了智能電網(wǎng)構建的組織和部署規(guī)劃，在“十二五”規(guī)劃期間，將智能變電站建設放在突出位置，逐步實現(xiàn)和進一步推進智能化變電站的應用和普及。

1.2 智能變電站應用概述

與常規(guī)變電站相比，智能變電站有了很大的變化，主要體現(xiàn)在先進設備和技術的應用。在智能變電站系統(tǒng)內，電子互感器、智能接收器、交換機設備等相互配合，共同為電網(wǎng)運行安全服務。在智能變電站工作系統(tǒng)內，先進技術和設備的應用，大大解放了人類勞動，提高了工作效率，同時也減少了變電站危害事故的發(fā)生，提高了運行維護水平。與傳統(tǒng)變電站運行維護相比，智能變電站的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）通信規(guī)范化帶來了運行維護的便捷化。相比傳統(tǒng)變電站，智能變電站采用統(tǒng)一的自動化系統(tǒng)，在該系統(tǒng)內部，從設計、開發(fā)、維護到后期的運行維護，該系統(tǒng)內對象能夠建立統(tǒng)一的標準。在智能變電站系統(tǒng)內，采用面向對象以及一個抽象通信服務接口連接，并且這個接口是獨立于網(wǎng)絡結構的。這就實現(xiàn)了系統(tǒng)通信的規(guī)范化，能夠提高變電站的操作性能，運行維護更加輕松和便捷。（2）GOOSE技術應用實現(xiàn)了運行維護的及時性和高效性。GOOSE技術的應用是智能變電站的基礎，通過該技術的應用，變電站系統(tǒng)內部的開關量能夠進行準確傳送，與此同時，還可以對變電器及其他電子元器件的各項性能指標，如溫度、檔位、運行狀況等進行信息的傳輸，一旦出現(xiàn)問題，客戶端能夠迅速發(fā)現(xiàn)和反應。大大提高了運行維護的效率和水平。（3）電子式互感器實現(xiàn)了智能變電站運行維護的動態(tài)化。在智能變電站系統(tǒng)內，電子互感器的應用是必不可少的，它主要由合并單元和傳感模塊構成。通過使用電子式互感器，能夠對變電站系統(tǒng)內各類性能指標進行實時監(jiān)控，并且這種檢測的精確度和敏感度要更高，傳輸性能也更好。

2 智能變電站與常規(guī)變電站運行維護的差異

隨著技術的進步，擁有更高科技含量，信息共享更加便捷的現(xiàn)代化智能變電站系統(tǒng)逐漸形成，并且應用越來越廣泛。因此，我們要對智能變電站與傳統(tǒng)變電站運行維護差異進行分析，以為變電站運行維護手段創(chuàng)新與改革奠定基礎。

2.1 常規(guī)變電站運行維護的主要方法簡介

2.1.1 常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)運行維護狀況介紹。在常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)中，主要分為了保護和測控兩個部分。保護裝置的主要功能在于一旦變電站系統(tǒng)發(fā)生故障，能夠進行快速的切除和故障隔離，保證系統(tǒng)恢復正常。但前提是保護裝置對于故障信號要有正確的響應。另一個部分就是測控系統(tǒng)部分，它主要是對系統(tǒng)中電流信號的檢測，以便對系統(tǒng)故障進行發(fā)現(xiàn)和解決。通過保護裝置和測控單元的結合，常規(guī)變電站系統(tǒng)完成了日常的運行和維護工作。

2.1.2 常規(guī)變電站運行維護工作的不足。首先，常規(guī)變電站受模塊工作范圍和要求的限制和影響，很難在各自區(qū)域內進行精確地維護。例如，保護裝置需要電力信號的反饋，但是系統(tǒng)本身問題和保護裝置性能因變電站系統(tǒng)故障引起的變化很難實現(xiàn)保護的精確化，只能夠針對系統(tǒng)的反饋進行常規(guī)的保護工作。其次，常規(guī)變電站二次載荷問題較為嚴重。在常規(guī)變電站系統(tǒng)中，二次電纜連接的設備多，負載重，這就造成了系統(tǒng)中二次額定負載問題的出現(xiàn)。二次設備與保護裝置的配合比較復雜，效率較低。最后，信息共享難度較大。在常規(guī)變電站系統(tǒng)中，信息處理的及時有效性較低，同時共享難度也很大，設備之間不具備互操作性，信息在傳輸過程中有時間間隔，無法確保傳遞信息的高效性，這也降低了變電站運行維護工作的效率和水平。

2.2 基于常規(guī)變電站運行維護不足的智能變電站工作提升

經(jīng)過以上分析，我們看到了常規(guī)變電站在運行維護上的諸多問題。近年來，智能變電站應用已經(jīng)十分廣泛，并且在未來，將替代傳統(tǒng)的變電站自動化系統(tǒng)，成為推動電力運行安全重要的保障。與常規(guī)變電站運行維護工作相比，智能變電站主要有以下幾大不同。

（1）減少常規(guī)二次電纜使用量，智能變電站終端主要是使用光纜，不僅信息傳遞效率高、用時少，而且更加安全，受電磁影響較小。（2）加強了跳閘保護，改變傳統(tǒng)的跳閘方式。現(xiàn)代化的智能變電站系統(tǒng)采用軟壓板方式進行投退，改變了傳統(tǒng)的跳閘方式。（3）操作系統(tǒng)更加人性化，技術水平更高。IEC61850的應用使保護第二次設備具備遠方操作的技術條件。（4）網(wǎng)絡化信息系統(tǒng)，安全工作更加到位。智能變電站實現(xiàn)了二次設備的網(wǎng)絡化，安全措施也相應發(fā)生了調整。

綜合以上內容，我們看到與常規(guī)變電站系統(tǒng)相比，智能變電站在運行維護工作上有了很大的創(chuàng)新。從保護功能、信息傳輸功能、測檢功能等方面進行了大幅度技術突破，大大解放了人類勞動，維護了電力運行的安全。

3 現(xiàn)代化智能變電站的差異化運行維護

3.1 連接介質的變化帶來了保護功能裝置的變化

在智能變電站中，實現(xiàn)了一次設備智能化、二次設備網(wǎng)絡化。設備之間的連接媒介轉變?yōu)楣饫|或雙絞線，相應的運行維護時的裝置也發(fā)生了一定變化。例如保護功能壓板投退發(fā)生了調整，常規(guī)的保護功能“硬壓板”轉變?yōu)楹笈_監(jiān)控系統(tǒng)界面上的“軟壓板”。在投退保護裝置操作上，操作人員只需要在后臺監(jiān)控系統(tǒng)上進行計算機操作就能夠完成全部工作，不在需要進行保護屏上的作業(yè)。

3.2 GOOSE回路及相關保護的改變

常規(guī)變電站繼電保護時，跳閘、合閘壓板是對系統(tǒng)故障反應后進行的自動行為，但很難實現(xiàn)統(tǒng)一控制。智能變電站系統(tǒng)則將這些行為結合在了后臺監(jiān)控系統(tǒng)界面上，利用GOOSE技術，將跳、合閘壓板在全站設成了唯一，所有的保護裝置都是通過智能控制柜操作去實現(xiàn)的，不僅效率更高，而且也更加準確，保護效果更好。

3.3 信息共享更加便捷，裝置的影響擴大

相較于常規(guī)變電站，智能變電站系統(tǒng)內數(shù)據(jù)被保護裝置共享，因此在智能終端采集的開關、刀閘信息在GOOSE網(wǎng)絡中共享測控裝置、保護單元、合并單元。一旦這些裝置發(fā)生了故障，整個智能變電站保護系統(tǒng)就會同時反映，因此信息傳遞的便捷也帶來了準確性對于保護裝置影響的改變。必須確保信息的準確性和高效性。

3.4 地理信息系統(tǒng)的結合應用提高了檢測的動態(tài)化

在智能變電站運行維護工作中，地理信息系統(tǒng)被應用進來，它不僅能夠對同一時間變電站內的狀況進行實時監(jiān)測，并且能夠對數(shù)據(jù)進行收集和處理，反饋故障位置，提出改善的方案，這一點是常規(guī)變電站無法企及的。地理信息系統(tǒng)的應用是通訊技術發(fā)展的必然結果。

4 結束語

技術的進步改變了世界能源發(fā)展的方向，集合智能化技術、計算機技術和現(xiàn)代網(wǎng)絡技術的智能變電站應用日益廣泛。隨著智能變電站應用的擴大，我們不僅要熟練掌握運行維護的技術，也應該將其與傳統(tǒng)方式進行比較分析，為未來的工作提供有益參考。

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（作者單位：國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司）