湖北電網(wǎng)智能化之我見

柳庚

摘 要：智能化是目前我國電力企業(yè)大力進(jìn)行推廣和實(shí)用化研究的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，智能變電站具有信息化、自動化、互動化的特征，能有效進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測和評估，電網(wǎng)運(yùn)行將更好地滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定的相關(guān)規(guī)程要求，各層防范措施彼此嚴(yán)密配合，加強(qiáng)電力輸送方式的多變性，具有應(yīng)對緊急事件和突發(fā)重大故障的能力，有效避免大范圍聯(lián)鎖故障的發(fā)生，提升災(zāi)害預(yù)警能力，建立強(qiáng)大的聯(lián)合抵御風(fēng)險(xiǎn)能力，對建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)和提升設(shè)備可靠性都有著顯著的積極作用。

關(guān)鍵詞：變電站；現(xiàn)狀；智能化

中圖分類號：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）17-0126-01

1 選題的背景

據(jù)調(diào)查顯示，2011年，湖北電網(wǎng)220 kV系統(tǒng)共發(fā)生一次設(shè)備故障跳閘85次，繼電保護(hù)按功能評價共計(jì)動作1 100次，同比2010年（1 319次）減少219次，按裝置統(tǒng)計(jì)共計(jì)動作690次，同比2010年（779次）減少89次，正確動作率與2010年持平，連續(xù)三年正確動作率保持100%。220 kV保護(hù)設(shè)備發(fā)生異常引起裝置停運(yùn)的缺陷共計(jì)158次，同比2010年故障次數(shù)（206次）下降48次，保護(hù)裝置故障率為4.79次/百臺年，同比2010年保護(hù)裝置故障率（6.59次/百臺年）降低1.80次/百臺年。保護(hù)裝置缺陷大幅減少。同年，保護(hù)裝置故障47次，同比2010年（95次）減少了48次，降幅為50.5%，其中的重要原因是伴隨綜自型繼電保護(hù)設(shè)備升級改造步伐的加快，現(xiàn)代繼電保護(hù)設(shè)備工藝層次不斷提高，同時進(jìn)口保護(hù)、故障錄波裝置和穩(wěn)控裝置的異常缺陷也下降較多，保護(hù)裝置缺陷大幅減少，但是通道缺陷（含光纖）比例上升。從2010年的40.3%上升為48.7%，主要原因?yàn)楦哳l通道缺陷處理效率不高、部分缺陷處理時間過長。同一缺陷多次發(fā)生，應(yīng)加強(qiáng)對保護(hù)高頻及光纖通道的運(yùn)行維護(hù)，同時制定、修編相關(guān)管理規(guī)定，完善運(yùn)行維護(hù)管理制度，對通道設(shè)備進(jìn)行全面檢查，同時結(jié)合線路停電檢修對高頻通道加工設(shè)備及光纖傳輸設(shè)備等進(jìn)行全面檢查，線路兩側(cè)專業(yè)人員應(yīng)緊密配合，分段測試，切實(shí)提高通道消缺成功率。老舊保護(hù)裝置故障率較高。在220 kV系統(tǒng)保護(hù)中，仍有CSL、LFP、WBH100和41型母線保護(hù)等老、舊保護(hù)在運(yùn)行，這些保護(hù)裝置運(yùn)行時間都超過十年，元器件老化、缺陷較多，部分裝置不滿足國網(wǎng)十八項(xiàng)反措要求，且廠家已不再生產(chǎn)，如在運(yùn)行中出現(xiàn)裝置硬件故障，很難得到盡快處理。2011年老舊保護(hù)異常發(fā)生率為6.12次/百臺年，高出保護(hù)設(shè)備平均異常發(fā)生率（2.03次/百臺年）2倍以上。此外WMH800母差保護(hù)也出現(xiàn)缺陷6次，運(yùn)維人員要對裝置缺陷進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)，認(rèn)真分析，制定出技改計(jì)劃，逐步將老舊保護(hù)更換，同時應(yīng)該根據(jù)保護(hù)配置情況，提高保護(hù)投運(yùn)率。

2 傳統(tǒng)變電站現(xiàn)狀

①設(shè)備對抵御電網(wǎng)突發(fā)狀況的應(yīng)對能力和維持電網(wǎng)穩(wěn)定性不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)高度智能化的要求。多數(shù)傳統(tǒng)保護(hù)的變電站常常使用常規(guī)的保護(hù)設(shè)備，特別是自動化設(shè)備中的繼電保護(hù)和自動裝置、遠(yuǎn)動裝置等（許多變電站幾乎沒有裝設(shè)自動裝置和遠(yuǎn)動裝置），設(shè)備本身可靠性不高又加之結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且沒有故障診斷的能力。目前常用辦法是依靠對二次常規(guī)系統(tǒng)進(jìn)行不定周期的停電測試和校驗(yàn)來挖掘隱患，這不但極大加大了保護(hù)人員的工作量，卻依然無力保證裝置絕對的可靠，往往是等到保護(hù)裝置發(fā)生拒動或誤動后才能發(fā)現(xiàn)問題再實(shí)行搶修或保護(hù)更換，并且保護(hù)人員在不定周期的停電檢修中發(fā)生裝置誤動或產(chǎn)生寄生回路的隱患情況伴有發(fā)生。加之二次設(shè)備基本上是按單一功用單獨(dú)設(shè)計(jì)的，設(shè)備之間電氣聯(lián)系很少，各個保護(hù)設(shè)備的生產(chǎn)批次繁雜，設(shè)備配合使用過程中聯(lián)系性差，造成不少運(yùn)行隱患。

②直流電源二次回路工作中，無統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)過后容易造成直流混接以及管理困難，在開關(guān)匯控柜、刀閘機(jī)構(gòu)箱、變壓器冷控柜、端子箱、中配室等有交流端子的二次回路上工作時，一旦沒有按圖施工和做好交直流端子的隔離，或交直流混接就會造成許多的直流接地故障，兩點(diǎn)接地造成保護(hù)誤動，就需要停止一切現(xiàn)場二次設(shè)備的工作，一般情況下不允許進(jìn)行一次設(shè)備的操作，待直流接地現(xiàn)象消失后，才可恢復(fù)工作，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行存有無法估量的不利影響。

③在對每一個變電站的驗(yàn)收交接上，都需對母差、失靈、直流電源、母線電壓等公用回路進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)收。由于變電站投產(chǎn)之后，很難對母差、失靈保護(hù)進(jìn)行模擬實(shí)際故障的保護(hù)傳動試驗(yàn)，來驗(yàn)證設(shè)備之間二次接線的正確性。新安裝的保護(hù)裝置交付使用時，對于有極性要求的保護(hù)，必須測量裝置的六角圖來判斷保護(hù)極性的正確性，至于保護(hù)裝置的CT、PT二次回路，既要測量每相的相電流大小角度，還要測量零線的電流大小，細(xì)致分析電流、電壓回路接線的正確性。對于現(xiàn)場工作人員的工作量大大加重。

④由于改、擴(kuò)建工程及保護(hù)換型工作大多涉及到變電站原有運(yùn)行設(shè)備，容易引起誤碰、誤接線，造成運(yùn)行設(shè)備的不正確動作。改造時拆除二次回路電纜之前，要注意檢測端子的電壓與電流，對于母線電壓，母差、失靈、穩(wěn)控裝置等無法由小開關(guān)斷開電源的電纜，一定要兩端拆除。二次電纜帶電時，進(jìn)行保護(hù)屏的拆除與安裝會對保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動影響。在保護(hù)換型工作中特別是針對新裝置的直流電源、母差、失靈、穩(wěn)控等公共回路運(yùn)行方式的改變，各相關(guān)回路的壓板、小開關(guān)、按鈕和把手都需要重新標(biāo)識。

⑤維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性差，不利于提高運(yùn)行管理水平和自動化水平。對因串接多級線路而導(dǎo)致難以對定值整定的情況，不但要對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究整改，盡量不多級串供。還要在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)完善前，采取順序重合閘、設(shè)置解列點(diǎn)及備自投等方式解決問題。對于定值的整定執(zhí)行都有相當(dāng)大的不便利性。

3 大力發(fā)展智能電網(wǎng)的意義

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)力度加大、速度加快，通過利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，傳感技術(shù)，測量技術(shù)，自動控制技術(shù)和功率控制的智能電網(wǎng)及電力控制策略建成瞬時響應(yīng)的復(fù)用電力通信網(wǎng)絡(luò)和供電網(wǎng)絡(luò)，然后憑借這個智能化的供電和通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電能的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)和高效的傳輸和運(yùn)行。

對智能電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行整齊的分層級的廣域?qū)崟r信息的取樣，促使實(shí)現(xiàn)智能控制的變電站，采取協(xié)調(diào)，靈活和集中的配置策略，提供安全穩(wěn)定運(yùn)行的電網(wǎng)的主干。對變電站的智能化的控制、自協(xié)調(diào)、柔性及集中化的保護(hù)配置，提供對主干電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和變電站內(nèi)的高級應(yīng)用；配合電力調(diào)度及運(yùn)維部門實(shí)現(xiàn)全面互動的設(shè)備電氣量采集和運(yùn)維策略，在對智能設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)變電站的全生命周期狀態(tài)檢修管理；全面實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)變電站智能設(shè)備普及，提供穩(wěn)定的設(shè)備基礎(chǔ)于堅(jiān)強(qiáng)的實(shí)體電網(wǎng)；隨著時間的推移終究會在數(shù)字化變電站全面建成的成就上，穩(wěn)步提升變電站各級設(shè)備的智能化技術(shù)?？傊?，如今的智能變電站進(jìn)入全面發(fā)展期已充分證實(shí)智能電網(wǎng)將成為我國電網(wǎng)以后長期發(fā)展的必然趨勢，怎樣加快發(fā)布智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、配套設(shè)施及相關(guān)的控制策略是目前迫切需要解決的任務(wù)。

建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，全力發(fā)揮智能設(shè)備在優(yōu)化各級資源配置、促使電力的可靠有力供給，對有力地推動國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高我國社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

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