林俊峰 雷從冀 潘傳偉

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)現(xiàn)代化水平越來越高，智能變電站應(yīng)用日益廣泛。相比傳統(tǒng)變電站，智能變電站在運行維護上有很大的優(yōu)勢。它大大解放了人類勞動，在能源緊缺的當(dāng)今社會，成為保障電力供應(yīng)安全穩(wěn)定，為經(jīng)濟社會發(fā)展奠定基礎(chǔ)的重要手段。近年來，我國在智能變電站研究方面取得了突破性的成果，技術(shù)水平越來越高，逐步克服了各類難題。文章基于智能變電站的應(yīng)用狀況，介紹了智能變電站概念和運行維護的主要特點，將其與常規(guī)變電站進行比較，分析其優(yōu)勢和需要進一步關(guān)注的重點，然后對智能變電站運行維護工作進行總結(jié)。

關(guān)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(shè)備，實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)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(shù)，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(gòu)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(shè)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(yīng)用和普及。

1.2 智能變電站應(yīng)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(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用。在智能變電站系統(tǒng)內(nèi)，電子互感器、智能接收器、交換機設(shè)備等相互配合，共同為電網(wǎng)運行安全服務(wù)。在智能變電站工作系統(tǒng)內(nèi)，先進技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)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(nèi)部，從設(shè)計、開發(fā)、維護到后期的運行維護，該系統(tǒng)內(nèi)對象能夠建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在智能變電站系統(tǒng)內(nèi)，采用面向?qū)ο笠约耙粋€抽象通信服務(wù)接口連接，并且這個接口是獨立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(shù)應(yīng)用實現(xiàn)了運行維護的及時性和高效性。GOOSE技術(shù)的應(yīng)用是智能變電站的基礎(chǔ)，通過該技術(shù)的應(yīng)用，變電站系統(tǒng)內(nèi)部的開關(guān)量能夠進行準(zhǔn)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(biāo)，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(yīng)。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(nèi)，電子互感器的應(yīng)用是必不可少的，它主要由合并單元和傳感模塊構(gòu)成。通過使用電子式互感器，能夠?qū)ψ冸娬鞠到y(tǒng)內(nèi)各類性能指標(biāo)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。與此同時，電子式互感器因為體積小、重量小等不會對變電站系統(tǒng)產(chǎn)生危害，能夠更好確保設(shè)備運行安全，也維護了操作人員的人身安全。

2 智能變電站與常規(guī)變電站運行維護的差異

隨著技術(shù)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(yīng)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(chǔ)。

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(fù)正常。但前提是保護裝置對于故障信號要有正確的響應(yīng)。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(jié)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(nèi)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(yán)重。在常規(guī)變電站系統(tǒng)中，二次電纜連接的設(shè)備多，負(fù)載重，這就造成了系統(tǒng)中二次額定負(fù)載問題的出現(xiàn)。二次設(shè)備與保護裝置的配合比較復(fù)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(shè)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(yīng)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?，F(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(shù)水平更高。IEC61850的應(yīng)用使保護第二次設(shè)備具備遠方操作的技術(shù)條件。（4）網(wǎng)絡(luò)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(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，安全措施也相應(yīng)發(fā)生了調(diào)整。（5）方式方法變化，工作效率大幅度提高。自動化、專業(yè)化的運行檢修工作逐漸替代過去依靠系統(tǒng)進行定位，人工排查的模式，調(diào)試方法也發(fā)生了變化，利用現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)了運行維護的高效化。無論是從設(shè)備技術(shù)角度還是從維護技術(shù)上，都有了質(zhì)的飛躍。

綜合以上內(nèi)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(shù)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(zhì)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(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。設(shè)備之間的連接媒介轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫|或雙絞線，相應(yīng)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(diào)整，常規(guī)的保護功能“硬壓板”轉(zhuǎn)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(guān)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(yīng)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(jié)合在了后臺監(jiān)控系統(tǒng)界面上，利用GOOSE技術(shù)，將跳、合閘壓板在全站設(shè)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(zhǔn)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(nèi)數(shù)據(jù)被保護裝置共享，因此在智能終端采集的開關(guān)、刀閘信息在GOOSE網(wǎng)絡(luò)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(zhǔn)確性對于保護裝置影響的改變。必須確保信息的準(zhǔn)確性和高效性。

3.4 檢修狀態(tài)壓板作用的改變

常規(guī)變電站系統(tǒng)，裝置檢修壓板主要是屏蔽裝置故障和動作信息，不上傳控制層。智能變電站發(fā)生了改變，更加有利于設(shè)備檢修。在保護裝置、測控裝置、智能操作箱、合并單元都配置了相應(yīng)“檢修狀態(tài)”硬壓板，并在網(wǎng)絡(luò)上進行標(biāo)注，裝置間相互配合，智能操作箱未加用，當(dāng)保護裝置跳閘指令發(fā)出后，開關(guān)不會跳閘，因智能操作箱的“檢修狀態(tài)壓板”未加用，二者狀態(tài)不對應(yīng)。

3.5 地理信息系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)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(yīng)用進來，它不僅能夠?qū)ν粫r間變電站內(nèi)的狀況進行實時監(jiān)測，并且能夠?qū)?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(yīng)用是通訊技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。

4 結(jié)束語

技術(shù)的進步改變了世界能源發(fā)展的方向，集合智能化技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站應(yīng)用日益廣泛。隨著智能變電站應(yīng)用的擴大，我們不僅要熟練掌握運行維護的技術(shù)，也應(yīng)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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作者簡介：林俊峰（1987-），男，重慶梁平人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事變電運維的研究。