曾爭艷

摘 要：目前，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)上升至國家戰(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維過程中存在的問題，才能為今后智能站的運維工作提出有效建議。由此，本文主要總結(jié)了智能變電站在運維過程中存在的問題。

關(guān)鍵詞：智能變電站;運維;智能電網(wǎng)

中圖分類號：TM63;TM76 文獻標識碼：A 文章編號：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)中已然成為電力運行進程中的一個普遍現(xiàn)象。隨著工業(yè)生產(chǎn)用電和人們?nèi)粘Ｉ钣秒姷脑黾?，電網(wǎng)系統(tǒng)也變得越來越復(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，因此，做好智能變電站設(shè)備的管理和維護工作具有十分重要的意義和作用。對各類先進技術(shù)、工藝以及材料的合理化應(yīng)用，可以有效解決傳統(tǒng)互感器測量范圍、絕緣、飽和、諧振、二次負載、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題等。但是，新技術(shù)的應(yīng)用也給運行維護帶來了新問題。只有深入分析運維工作方面新問題產(chǎn)生的原因及特點，才能更好地優(yōu)化智能變電站，為電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行提供保障。

1 智能變電站的基本特點

智能變電站是指使用具有先進性、集成性、低碳環(huán)保以及可用性較強的智能化設(shè)備，堅持全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化及信息共享標準化的基本原則，自主實現(xiàn)信息收集、檢測、管控、維護、計算和監(jiān)控等諸多功能，并且可以結(jié)合實際情況建立起具有電網(wǎng)實時自控、數(shù)字化調(diào)節(jié)、決策分析及互動協(xié)作功效的高級變電站。智能變電站的優(yōu)勢為：①各種功能共用的共享化信息平臺，避免設(shè)備重復(fù)投入;②測量精度高、無飽和、無CT二次開路;③二次接線簡單;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;⑥自動化管理。

結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化是智能變電站的一大特點?；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，繼電維護體系不再通過直接裝置完成，而是通過單元模塊整合、繼電裝置維護及其智能終端通過光纖形成一個集合體予以完成。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)交換機完成，達到關(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)字化帶入模擬信號中，二次裝置儲存檢修壓板。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單元合并采集，并由SV報文在網(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GOOSE報文完成，經(jīng)過科學合理的運用GOOSE報文體系，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)延時達到保護裝置的基本要求。

2 智能變電站在運維過程中存在的問題

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站在技術(shù)上實現(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導(dǎo)致部分新問題無據(jù)可循，進而給變電站的運行管理部門提出了新的挑戰(zhàn)。由于在智能變電站的實際工作過程中仍然存在許多問題，因此，需要專業(yè)維護人員制定相關(guān)解決策略，從而及時有效地解決問題。

2.1 智能匯控柜安裝在戶外所引起的問題及解決措施

作為智能變電站中的一項重要構(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，其電子元件對運行環(huán)境有著較高的標準。因此，室外溫度、濕度都會對智能組件的平穩(wěn)運行產(chǎn)生影響。盡管智能控制柜中配備了加熱器、溫度控制器及排風扇等設(shè)備，但是，隨著時間的推移，這些設(shè)備皆會出現(xiàn)性能下降或老化的問題。如果匯控柜沒有做好密封工作，那么臺風天氣就很可能會導(dǎo)致匯控柜內(nèi)出現(xiàn)進水狀況，進而造成設(shè)備出現(xiàn)故障。

筆者認為，解決這些問題最根本的措施是，于設(shè)計之初將一次設(shè)備與智能匯控柜皆設(shè)計為室內(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。對于已經(jīng)是戶外安裝的變電站，要注重加強對室外智能匯控柜的巡查，檢查熱交換機運行是否正常及柜內(nèi)溫度是否超過允許值等，同時還應(yīng)注重加強對溫控器、熱交換器的維護。出現(xiàn)間隔停電的現(xiàn)象時，要及時使用空壓機清除熱交換機的灰塵，以保證熱交換機得以正常運行。另外，通過及時檢測溫濕度數(shù)據(jù)和查看后臺的監(jiān)控界面，有利于及時發(fā)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)方面的異常，從而盡可能避免對設(shè)備構(gòu)成破壞性影響。當出現(xiàn)高溫、大負荷現(xiàn)象時，可以適當增加對戶外智能終端柜的檢查次數(shù)。而對在雨季及臺風等惡劣天氣下，可加強對匯控柜密封性能的檢查，必要時還可以使用防雨罩等防護工具[1]。

2.2 軟壓板操作重點及注意事項

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化后臺顯示的虛擬軟壓板。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觀察、認真思考。數(shù)量較少的硬壓板包括保護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，進而不能將信息有效傳遞至站控層，減少設(shè)備檢測階段中所出現(xiàn)的動作信號對其常規(guī)監(jiān)盤方面所造成的影響。如果使用正處于運行狀態(tài)的檢修壓板，那么關(guān)聯(lián)的GOOSE和SV報文中有關(guān)檢修壓板的標識位置就會發(fā)生變化，而這些變化將會對IED設(shè)備造成直接影響。因此，當設(shè)備處于工作狀態(tài)及日常維護過程中，工作人員應(yīng)嚴格依據(jù)相關(guān)規(guī)范及標準來實施專業(yè)化操作，重視檢修壓板投退工作，在工作崗位上盡職盡責，嚴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)檢修人員來實施專業(yè)化操作。工作量雖然因為裝置的虛擬化和信息化而有所減少，但也在一定程度上會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二次全防誤功能，相信在不久的將來，二次全防誤功能就可以實現(xiàn)[2-3]。

2.3 順序控制操作的運維要點

傳統(tǒng)倒閘操作需要經(jīng)過唱票、復(fù)誦、操作、狀態(tài)核對等一系列人工步驟，而使用“一鍵順控”系統(tǒng)后，變電運維人員只需要點擊指令，即可完成電氣設(shè)備工作狀態(tài)的自主切換。傳統(tǒng)運行操作模式受程序化操作模式的沖擊，通過倒閘操作程序化，在使用過程中應(yīng)盡量避免人為錯誤，達到減少或無須人工操作的目的，以在降低人為操作產(chǎn)生問題概率的同時，提高工作效率。為了達到進一步實現(xiàn)無人操作模式的目的及促進智能變電站的不斷發(fā)展和進步，應(yīng)注重解決人員流失及變電站競爭環(huán)境日趨激烈等方面的問題。但是，也正因為順控操作中運行人員的參與度大大降低，從而導(dǎo)致對監(jiān)控系統(tǒng)與二次網(wǎng)絡(luò)的依賴性越來越大。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)度者來決定由誰來順控，同一個運維站15天之內(nèi)沒有操作任務(wù)的優(yōu)先安排順控操作。順控全部都是自動成票，這是廠家根據(jù)事先所設(shè)定的邏輯及結(jié)合拓撲之間的關(guān)系，然后予以實施的自動成票。自動成票的正確率基本達到95%以上，但不可能百分百正確，所以操作人員、監(jiān)護人員和值班負責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)的過渡階段，順控主要完成運行和冷、熱備用之間的轉(zhuǎn)換、母線倒排，也就是開關(guān)、刀閘分合的一步邏輯操作。在應(yīng)用過程中，不少順控不成功的例子及五防校驗不成功的情況，而且站端的IES600系統(tǒng)很容易死機，需要平時及時發(fā)現(xiàn)問題并報自動化班運程處理方可。因為順控操作的完成被一、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，運維班組應(yīng)定期開展技術(shù)培訓，并分析和考慮可能出現(xiàn)的問題，如事故發(fā)生或告警信號異常，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，通過定期開展相關(guān)培訓活動來強化工作人員對順控操作運行方面的能力和應(yīng)對緊急狀況的能力。

2.4 智能組件的運行狀態(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)境相對惡劣。因此，平時要加強智能組件的巡視與檢查，檢查外觀是否正常、有無異常發(fā)熱現(xiàn)象、裝置運行狀態(tài)是否平穩(wěn)、通道否暢通、對時同步燈是否同步、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關(guān)的實際運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，智能設(shè)備異常及事故處理要遵循以下主要原則：①保護裝置發(fā)生故障時，應(yīng)退出相應(yīng)保護裝置的出口軟壓板;②當無法經(jīng)由退軟壓板停止保護時，應(yīng)用其他方法，但可能會對其他設(shè)備的正常運行造成影響。當智能組件發(fā)生異常時，首先應(yīng)根據(jù)裝置信號指示燈與后臺報文快速查找異常原因，并將異?，F(xiàn)象與原因匯報給調(diào)度和上級相關(guān)部門。運維人員到達現(xiàn)場后，應(yīng)該立即匯報調(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)系檢修或廠家對智能終端進行缺陷處理。實際工作中，智能站通信中斷、智能終端接收某某保護直流出口GOOSE斷鏈、某某保護裝置接收和智能裝置SV斷鏈的異常信號是時有發(fā)生的，一旦發(fā)現(xiàn)異常，運維人員無論何時都要迅速趕往現(xiàn)場，如通信中斷，重啟遠動機和交換機后大部分能恢復(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)，就要報缺陷聯(lián)系檢修處理。根據(jù)缺陷統(tǒng)計可知，大部分缺陷是由光口損壞及智能組件運行情況不穩(wěn)定造成，因此，在實施安裝過程中加強檢測也是很有必要的，需要進一步檢測高低溫、潮濕、振動、電磁干擾等工作狀況。

3 結(jié)語

隨著社會科學技術(shù)的不斷革新，智能變電站在智能電網(wǎng)的變電運行過程中發(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)化智能變電站維護工作是重中之重。由于當前我國在智能變電站方面的維護技術(shù)與一些具備高新科技的發(fā)達國家相比仍存在一定的差距，因此在各個方面方面都需要加以完善和創(chuàng)新。只有不斷創(chuàng)新，才能提高維護技術(shù)的水平，為智能變電站的良性發(fā)展提供強有力的保障，從而有利于加強電網(wǎng)運行過程中的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]劉朋輝，牛越，劉文靜，等.智能化變電站運維問題分析[J].數(shù)碼設(shè)計（上），2018（6）：168.

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[3] TEN C-W， TANG Y. Electric Power： Distribution Emergency Operation [M]. Boca Raton， FL， USA： CRC Press Taylor & Francis Group， 2018