智能變電站運(yùn)維人員新技術(shù)培訓(xùn)研究

周秧 沈亮 蔣吉蓀 陳向軍

摘要：為適應(yīng)電網(wǎng)的快速發(fā)展，滿足智能變電站運(yùn)維的要求，針對(duì)智能變電站的技術(shù)特征，并與常規(guī)變電站相比較找出差異性，主要從理論知識(shí)和操作技能兩個(gè)方面探討智能變電站新技術(shù)的培訓(xùn)，為今后的工作奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智能變電站;運(yùn)行維護(hù);新技術(shù);培訓(xùn)

中圖分類號(hào)：G726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）33-0130-02

智能變電站作為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐，在智能電網(wǎng)建設(shè)中的作用舉足輕重。省內(nèi)乃至全國(guó)在建設(shè)、已投運(yùn)的智能化變電站不斷增加，從事智能變電站的運(yùn)行、維護(hù)人員也將逐年增加。但是，智能變電站的運(yùn)維人員普遍缺乏智能變電站的運(yùn)行、維護(hù)及技術(shù)管理等方面的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，急需進(jìn)行智能變電站相關(guān)的新技術(shù)、新技能培訓(xùn)。

本文結(jié)合智能變電站現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，主要對(duì)當(dāng)前智能變電站的技術(shù)特征進(jìn)行分析，并將智能變電站與常規(guī)變電站進(jìn)行比較，總結(jié)出它們兩者之間的異同點(diǎn)，從而得出智能變電站運(yùn)維人員應(yīng)加強(qiáng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和要求，為今后開展智能變電站運(yùn)維人員新技術(shù)培訓(xùn)以及相關(guān)培訓(xùn)打下基礎(chǔ)。

一、智能變電站的主要技術(shù)特征

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及新型傳感器技術(shù)等的飛速發(fā)展，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)有了極大的發(fā)展，產(chǎn)生了大量的新技術(shù)、新應(yīng)用，這也使變電站中應(yīng)用系統(tǒng)日益眾多。這些新技術(shù)、新應(yīng)用對(duì)變電站自動(dòng)化的發(fā)展是一種促進(jìn)，也是一種挑戰(zhàn)。因此，采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的智能變電站成為不可阻擋的趨勢(shì)。

1.一次設(shè)備智能化

采用常規(guī)一次設(shè)備+智能單元方式實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的智能化，通過(guò)智能終端完成斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備的跳合閘回路、位置信號(hào)采集回路等。通過(guò)一次設(shè)備的狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)，變?nèi)斯ぱ惨暸c定期檢修為自動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)檢修，提高變電站的可靠性，減少維護(hù)的工作量，提高效率。主要包括：主變壓器采用“主變本體+傳感器+智能組件”方式實(shí)現(xiàn)智能化合并單元：合并單元采用直流供電，提高電子式互感器的可靠性;智能終端接受保護(hù)裝置跳合閘命令、測(cè)控手合/手分命令及閘刀、接地閘刀GOOSE分合命令;輸入開關(guān)位置、閘刀及地刀位置、開關(guān)本體信號(hào);跳合閘自保持功能等;實(shí)現(xiàn)了一次設(shè)備的數(shù)字接口功能;一次設(shè)備狀態(tài)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)等功能。

2.二次設(shè)備數(shù)字化

電子式互感器、采集器實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備的數(shù)字化，將二次設(shè)備的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。合并單元實(shí)現(xiàn)電子式互感器電流、電壓量的采集，并通過(guò)光纖或SV網(wǎng)傳輸將二次信號(hào)變?yōu)榛诰W(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字化信息。保護(hù)裝置保護(hù)動(dòng)作后通過(guò)保護(hù)裝置內(nèi)的GOOSE跳閘軟壓板出口，再通過(guò)GOOSE直跳口將光信號(hào)經(jīng)光纖輸至智能終端，智能終端的A、B、C相跳閘接點(diǎn)閉合后通過(guò)A、B、C相保護(hù)跳閘壓板將電信號(hào)傳至智能終端內(nèi)的A、B、C相跳閘保持繼電器并最終傳至開關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱實(shí)現(xiàn)跳閘。監(jiān)控后臺(tái)遙控操作發(fā)出的斷路器控制信號(hào)通過(guò)MMS網(wǎng)傳至保護(hù)測(cè)控一體裝置，以光信號(hào)通過(guò)GOOSE網(wǎng)傳輸至智能終端，再完成對(duì)斷路器的分合控制。保護(hù)跳閘示意如圖2所示。

全站所有信息交換均依托于GOOSE報(bào)文和MMS報(bào)文，GOOSE服務(wù)通過(guò)廣播方式傳送報(bào)文數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)IED裝置之間互相通信及信息共享;保護(hù)測(cè)控裝置不設(shè)置功能硬壓板，通過(guò)在裝置上設(shè)置軟壓板的方式以投退保護(hù)功能，為遠(yuǎn)程維護(hù)和無(wú)人值班提供了條件。

3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化

按照IEC61850及DL/T860中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了信息建模與共享傳輸、通信網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)備間的互操作性。全站自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為站控層、間隔層和過(guò)程層，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成分為站控層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，分別設(shè)置GOOSE網(wǎng)和MMS網(wǎng)保護(hù)直接采樣（或網(wǎng)采），直接跳斷路器。

全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了全站設(shè)備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA）、操作閉鎖等相關(guān)功能。交直流一體化電源系統(tǒng)，站內(nèi)直流、交流、逆變、UPS、通信等電源采用一體化監(jiān)控，通過(guò)全站MMS網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一上送到一體化信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了控制自動(dòng)化、信息可視化、配置標(biāo)準(zhǔn)化。

4.高級(jí)應(yīng)用功能

實(shí)現(xiàn)了一鍵式順序控制、故障信息分析決策與智能告警、與上級(jí)調(diào)度的源端維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析、智能輔助系統(tǒng)等高級(jí)應(yīng)用功能。

二、智能變電站運(yùn)維人員的新技術(shù)培訓(xùn)

智能變電站中一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。設(shè)備之間連接介質(zhì)由光纜替代了傳統(tǒng)的電纜，電磁信號(hào)被轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信號(hào)，二次回路成為了“虛回路”。相對(duì)于傳統(tǒng)的綜合自動(dòng)化變電站而言，其運(yùn)行維護(hù)必然帶來(lái)一些改變。對(duì)運(yùn)維人員而言，智能變電站和常規(guī)變電站存在較大區(qū)別，他們面臨著知識(shí)的更新與挑戰(zhàn)。為了使運(yùn)維人員能更好地適應(yīng)電網(wǎng)快速發(fā)展和智能變電站快速的要求，需要從理論知識(shí)和操作技能兩個(gè)方面加強(qiáng)培訓(xùn)。

1.智能變電站的理論知識(shí)培訓(xùn)

智能變電站和常規(guī)綜合自動(dòng)化變電站存在差異，故需對(duì)運(yùn)維人員進(jìn)行相關(guān)理論知識(shí)培訓(xùn)，主要內(nèi)容包括：

（1）IEC61850、DL/T860標(biāo)準(zhǔn)及智能變電站繼電保護(hù)應(yīng)用模型、設(shè)計(jì)方案、工程配置和實(shí)施的基本辦法。

（2）智能變電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通訊機(jī)制、傳輸信號(hào)、對(duì)時(shí)方式、交換機(jī)接口對(duì)應(yīng)表、GOOSE斷鏈告警二維表、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析儀的使用方法。

（3）電子式互感器、合并單元技術(shù)規(guī)范、工作原理;合并單元傳輸規(guī)約、采集信息圖及二維表;電子式互感器、合并單元的巡視要點(diǎn);交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)的的基本工作原理，巡視要點(diǎn)及異常處理方法;交換機(jī)故障情況下的處理方法和危險(xiǎn)點(diǎn)控制。

（4）智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范;智能變電站繼電保護(hù)工作原理、告警信息含義、軟壓板功能、運(yùn)行操作說(shuō)明、故障處理原則、巡視要點(diǎn);上級(jí)職能部門制訂的繼電保護(hù)運(yùn)行規(guī)程及運(yùn)行管理規(guī)范。

（5）智能變電站繼電保護(hù)SCD文件、CID文件的解讀，裝置保護(hù)虛端子的配置情況及信息流，各繼電保護(hù)的跳閘邏輯及各類遙測(cè)、遙信信號(hào)的上送機(jī)制，智能變電站內(nèi)各IED之間的信息流向。

（6）輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置工作原理，輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法、巡視要點(diǎn)、運(yùn)行管理規(guī)范。

（7）監(jiān)控后臺(tái)常規(guī)操作、順序控制操作、保護(hù)整定值的調(diào)取打印、保護(hù)動(dòng)作事件報(bào)告的調(diào)取打印、保護(hù)定值區(qū)的切換等操作的方法，順序控制操作的運(yùn)行規(guī)定。

（8）各級(jí)部門關(guān)于智能變電站運(yùn)行管理規(guī)范、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則、巡視技術(shù)規(guī)范、交接驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)章制度。

2.智能變電站的操作技能培訓(xùn)

智能化變電站中對(duì)于新技術(shù)的應(yīng)用和新安全問(wèn)題的出現(xiàn)對(duì)運(yùn)維人員的素質(zhì)提出了更進(jìn)一步的要求。運(yùn)維人員不僅需要掌握智能化變電站的技術(shù)層面，還需要了解在智能化變電站工作存在的危險(xiǎn)因素，采取的安全措施，必須遵守的安全規(guī)則等;運(yùn)維人員必須掌握在新技術(shù)下如何做好運(yùn)行巡視、規(guī)范倒閘操作，還必須掌握對(duì)智能化設(shè)備異常的分析和應(yīng)急處理，掌握如何做好檢修設(shè)備的安全措施以及動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)點(diǎn)的預(yù)防工作。因此，為了使運(yùn)維人員能更快地適應(yīng)工作的變化，他們除了具備傳統(tǒng)站的技術(shù)技能要求外，還必須進(jìn)行相關(guān)操作技能培訓(xùn)。我中心有110kV智能變電站，可以進(jìn)行實(shí)際操作技能培訓(xùn)，主要包括五部分內(nèi)容：

（1）設(shè)備監(jiān)視。智能化變電站監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)視對(duì)象、內(nèi)容、重點(diǎn)和手段上都有明顯的區(qū)別，除了傳統(tǒng)站一次設(shè)備告警以及保護(hù)動(dòng)作信號(hào)外，必須監(jiān)視保護(hù)裝置的遙測(cè)信息、通道信息、軟壓板狀態(tài);交換機(jī)信息、GOOSE跳閘鏈路信息、保護(hù)MMS通信信息;戶外柜的運(yùn)行環(huán)境溫度、濕度以及變化信息;時(shí)鐘同步、對(duì)時(shí)系統(tǒng)工況;光電流電壓互感器的采樣信息等。

（2）設(shè)備巡視。智能變電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡視工作重點(diǎn)與傳統(tǒng)變電站有了很大的區(qū)別，在智能站中全站運(yùn)行信息均上送監(jiān)控后臺(tái)，異常或缺陷情況在監(jiān)控后臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警，因此，監(jiān)控后臺(tái)巡視數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的巡查，例如：后臺(tái)報(bào)智能終端溫濕度越限，則現(xiàn)場(chǎng)必須重點(diǎn)檢查箱體內(nèi)散熱、除濕是否正常工作。隨著智能變電站技術(shù)的不斷推進(jìn)，輔助巡視手段也會(huì)不斷出現(xiàn)。

因此，根據(jù)智能變電站的技術(shù)特點(diǎn)，制訂適用于智能站運(yùn)行巡視指導(dǎo)書，研究輔助巡視系統(tǒng)的巡視策略，以及如何開展智能化變電站運(yùn)行分析等都是運(yùn)行需要解決的課題及現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)的重點(diǎn)內(nèi)容。

（3）倒閘操作。

1）智能化變電站程序化操作的應(yīng)用：由于智能化變電所中的一、二次設(shè)備具備遙控操作的技術(shù)條件，通過(guò)在監(jiān)控后臺(tái)預(yù)先設(shè)定操作順序、操作對(duì)象、執(zhí)行條件和執(zhí)行成功校驗(yàn)，由后臺(tái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)一系列的批操作。程序化操作在給倒閘操作帶來(lái)便利和高效的同時(shí)，也給程序化操作票系統(tǒng)的維護(hù)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，典型操作票庫(kù)維護(hù)工作難度加劇，一旦設(shè)置錯(cuò)誤極易造成誤操作。運(yùn)維人員不僅需要掌握程序化操作票系統(tǒng)的使用，也需要掌握程序化操作票系統(tǒng)的維護(hù)，同時(shí)必須能處理程序化操作票異常情況下的處理方法。

2）保護(hù)壓板操作方式的改變。傳統(tǒng)變電站保護(hù)屏“硬壓板”操作被后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)界面上的“軟壓板”操作所取代。如何有效執(zhí)行軟壓板的監(jiān)護(hù)操作也是運(yùn)維人員遇到的課題之一。同時(shí)必須解決一旦在軟壓板五防遙控，必須在裝置上進(jìn)行軟壓板操作時(shí)操作規(guī)范的問(wèn)題。因此，軟壓板操作規(guī)范的培訓(xùn)也是智能變電站與傳統(tǒng)站的區(qū)別之一。

（4）工作許可安全措施。智能變電站與傳統(tǒng)站相比，工作許可安全措施的變化主要體現(xiàn)在二次回路的工作上，運(yùn)維人員操作軟壓板將保護(hù)改信號(hào)，并未在物理上實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的二次隔離，保護(hù)的GOOSE光纖出口（相當(dāng)于傳統(tǒng)的二次回路）仍與運(yùn)行系統(tǒng)相連。在檢修保護(hù)上試驗(yàn)時(shí)，仍有誤發(fā)出口報(bào)文的危險(xiǎn)。

（5）二次設(shè)備異常處理。智能化變電站保護(hù)裝置、智能終端等微機(jī)設(shè)備出現(xiàn)異常，調(diào)度或主管部門往往希望運(yùn)維人員進(jìn)行初期處理，例如：采用重啟裝置的方法嘗試使設(shè)備恢復(fù)正常。同時(shí)，針對(duì)“大檢修”改革的方向，運(yùn)維人員也必須學(xué)會(huì)分析處理簡(jiǎn)單的缺陷異常等。

三、結(jié)論

智能變電站作為智能電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)，將貫穿智能電網(wǎng)建設(shè)的整個(gè)過(guò)程。建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展，制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從而占領(lǐng)世界電網(wǎng)技術(shù)制高點(diǎn)。建設(shè)全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級(jí)應(yīng)用互動(dòng)化特征的智能變電站已成為建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分。本文基于智能化變電站的主要技術(shù)特征，深入研究智能變電站的特點(diǎn)，分析與常規(guī)綜合自動(dòng)化變電站的差異，如架構(gòu)體系、通訊標(biāo)準(zhǔn)、高級(jí)應(yīng)用等，并對(duì)智能變電站運(yùn)維人員面臨的新知識(shí)、新技能的挑戰(zhàn)進(jìn)行了研究，為今后開展智能變電站運(yùn)維人員的相關(guān)培訓(xùn)提供了必要的理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：王祝萍）