淺析智能變電站與常規(guī)變電站運(yùn)行維護(hù)的差異

鄧子良

摘? 要：智能變電站的運(yùn)行維護(hù)通常會(huì)涉及電力自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)通信、微電子、電力電子和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的技術(shù)設(shè)備，與常規(guī)變電站的運(yùn)行維護(hù)有著較大的差別。對(duì)智能變電站與常規(guī)變電站的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上就二者運(yùn)行維護(hù)的差異提出一些觀點(diǎn)和建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站;常規(guī)變電站;運(yùn)行維護(hù);差異性

中圖分類號(hào)：TM76? ????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? ????????????文章編號(hào)：2095-6835（2014）23-0025-02

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國內(nèi)電力行業(yè)及電力系統(tǒng)的管控已基本實(shí)現(xiàn)了智能化。從常規(guī)變電站向智能變電站轉(zhuǎn)變以后，電力系統(tǒng)的功效顯著提高。

1? 兩種變電站的結(jié)構(gòu)

1.1? 智能變電站

智能變電站以當(dāng)前先進(jìn)的自動(dòng)化信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、全站信息數(shù)字化和信息共享為支撐，在信息采集、控制、測(cè)量、保護(hù)、監(jiān)測(cè)和計(jì)量過程中，實(shí)現(xiàn)了管控自動(dòng)化，根據(jù)需要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)控制、智能調(diào)控、在線分析和協(xié)同互動(dòng)。智能變電站的這些優(yōu)勢(shì)有效地滿足了電網(wǎng)對(duì)電氣設(shè)備高效、穩(wěn)定、節(jié)能和安全的要求。由此可見，智能變電站的應(yīng)用可以有效提高電網(wǎng)資源的優(yōu)化配置和安全可靠性。根據(jù)功能定位和要求，智能變電站主要包括過程層、間隔層和站控層。這三層之間既相互獨(dú)立，又緊密聯(lián)系。其中，過程層由不同電壓級(jí)別的電子式互感器、智能變壓器、智能斷路器和一次智能化設(shè)備構(gòu)成;間隔層主要由基于繼電保護(hù)設(shè)備的保護(hù)單元和基于計(jì)量狀態(tài)檢測(cè)的測(cè)控單元、消防報(bào)警系統(tǒng)、智能化消防報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成;站控層主要由以遠(yuǎn)程通訊和外部通訊為核心的站域控制通訊系統(tǒng)、電力用戶智能管理系統(tǒng)和調(diào)度指揮系統(tǒng)構(gòu)成。

1.2? 常規(guī)變電站

常規(guī)變電站的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)主要由間隔層和站控層構(gòu)成。在實(shí)踐中，由于沒有一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的建模，信息標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，接口多樣且兼容性差，同時(shí)，常規(guī)變電站綜合自動(dòng)化軟件版本比較多，而且存在保護(hù)、監(jiān)控、計(jì)量和遠(yuǎn)動(dòng)等多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。常規(guī)變電站的站控層設(shè)備主要包括帶數(shù)據(jù)庫的遠(yuǎn)動(dòng)工作站、操作員站和五防主機(jī)等;間隔層設(shè)備主要包括測(cè)控、保護(hù)和IBD等二次設(shè)備。錄波、測(cè)控和保護(hù)等二次設(shè)備與一次設(shè)備之間通過二次電纜連接，導(dǎo)致二次電纜的布線非常多，且存在重復(fù)問題。此外，常規(guī)變電站運(yùn)行過程中的信息采集主要是基于電磁型電壓、電流互感器的應(yīng)用。系統(tǒng)中各設(shè)備之間是相互獨(dú)立的，且功能較為分散，整體協(xié)調(diào)機(jī)制、功能優(yōu)化機(jī)制等難以落實(shí)，以至于信息輸入難以實(shí)現(xiàn)有效的共享，進(jìn)而限制了系統(tǒng)的兼容性和擴(kuò)展性。

2? 兩種變電站運(yùn)行維護(hù)的差異

智能變電站在應(yīng)用實(shí)踐中采用了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備間、變電站與電氣設(shè)備間、變電站間的信息數(shù)據(jù)數(shù)字化控制和智能化傳輸。同時(shí)，智能變電站運(yùn)行過程中的信號(hào)經(jīng)傳輸系統(tǒng)有效轉(zhuǎn)化后，以數(shù)字信息的形式，并基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)處理之后的信號(hào)或數(shù)據(jù)信息的傳遞。智能變電站中的所有智能電子設(shè)備（IED）均采用對(duì)等的方式相連，所有設(shè)備信息均在局域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)共享。智能變電站采用的GCM是一種安全、高效的認(rèn)證加密算法，實(shí)現(xiàn)了變電站不同數(shù)據(jù)（報(bào)文）的安全傳輸，只需運(yùn)算一次報(bào)文就可實(shí)現(xiàn)其中的一種模式，既能滿足報(bào)文的實(shí)時(shí)性要求，又方便管理，提高了互操作性。智能變電站數(shù)據(jù)傳輸過程中還加入了GOOSE網(wǎng)絡(luò)，代替了傳統(tǒng)變電站的“開入信號(hào)”，作用非常顯著。GOOSE網(wǎng)絡(luò)不僅滿足了智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)快速報(bào)文的需求，也提高了測(cè)控裝置間的數(shù)據(jù)傳送效率。智能變電站設(shè)備保護(hù)裝置就地化后，可以靈活、快速地響應(yīng)新的功能需求。比如，主變非電量保護(hù)逐步集成至主變智能柜，大大提高了變電站設(shè)備信息的集成水平。基于以上對(duì)智能變電站、常規(guī)變電站基本結(jié)構(gòu)的分析，我們可以看出二者之間存在著一定的差異，因此，在運(yùn)行維護(hù)過程中應(yīng)當(dāng)區(qū)別對(duì)待。

2.1? 保護(hù)功能壓板投退和檢修壓板的作用

常規(guī)變電站運(yùn)行維護(hù)過程中主要采用的是“硬壓板”方式，以此對(duì)后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行有效的保護(hù)。從應(yīng)用實(shí)踐來看，該種保護(hù)方式是在后臺(tái)界面上實(shí)現(xiàn)和完成的。智能變電站主要采用的是“軟壓板”方式，變電站操作人員可在后臺(tái)利用屏幕控制臺(tái)操作，以此來保護(hù)變電站的運(yùn)行，尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，可以使智能變電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和無人值班。除此之外，二者之間還存在檢修壓板作用層面的差異。比如，常規(guī)變電站檢修板的作用為檢測(cè)故障信息，以防故障信息對(duì)變電站站控層面產(chǎn)生干擾，并以此來排除故障問題。而智能變電站檢修壓板的作用主要體現(xiàn)在保護(hù)層面上，即保護(hù)檢修設(shè)備不出現(xiàn)故障或者錯(cuò)誤操作，以免出現(xiàn)電閘誤操作現(xiàn)象。在此過程中，檢修狀態(tài)下的壓板恢復(fù)應(yīng)用以后，結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行明顯標(biāo)記，在檢修板的正、反面印上“檢修”字樣，為裝置和設(shè)備中的提取準(zhǔn)備了條件。

2.2? 開關(guān)跳合閘壓板投退和GPRS的作用

智能變電站較之于常規(guī)變電站，其主要差異在于將跳閘、合閘壓板結(jié)構(gòu)簡化為軟件操作系統(tǒng)，因此也可在后臺(tái)實(shí)現(xiàn)開關(guān)跳閘、合閘操作。智能變電站的操作人員和管理人員可根據(jù)后臺(tái)監(jiān)控進(jìn)行實(shí)時(shí)跳、合閘操作。在智能變電站中，所有開關(guān)保護(hù)裝置的跳、合閘都在智能控制裝置中，都可以通過后臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能控制。同時(shí)，GPRS在兩種變電站中的作用也存在著較大的差別。比如，將GPRS應(yīng)用于常規(guī)變電站中，可以確保變電站各種操作時(shí)間的統(tǒng)一性，有利于及時(shí)、準(zhǔn)確地找出問題，并快速解決問題;對(duì)于智能變電站而言，GPRS可以保證變電站內(nèi)部的時(shí)間同步，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)的有效保護(hù)，在故障問題的發(fā)現(xiàn)、處理層面上，起到了有效的保護(hù)作用。同時(shí)，將GPRS技術(shù)應(yīng)用于智能變電站中，還可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域變電站間的信息傳遞，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域電力的高效監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度。

2.3? 改變?cè)O(shè)備驗(yàn)收、巡視方式和重點(diǎn)

與常規(guī)變電站相比，現(xiàn)代化的智能變電站主要是采用變電站間的SCD配置文件來實(shí)現(xiàn)二次回路的，在合法檢測(cè)過程中，內(nèi)、外方面描述的數(shù)據(jù)模型基本一致。這就要求廠內(nèi)聯(lián)合調(diào)制，并在實(shí)際調(diào)制過程中，對(duì)系統(tǒng)集成設(shè)備進(jìn)行有效安裝，對(duì)文件進(jìn)行優(yōu)化配置。如果調(diào)試工作已經(jīng)在項(xiàng)目中完成，而且完成了

多數(shù)任務(wù)量，則可以實(shí)現(xiàn)變電站工作量的最優(yōu)化。

同時(shí)，智能變電站的應(yīng)用改變了常規(guī)變電站二次設(shè)備巡視的重點(diǎn)，即智能變電站二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息在設(shè)備之間的有效共享。比如，某合并單元所收集的電壓、電流信息數(shù)據(jù)可同時(shí)被母線保護(hù)、主變保護(hù)和測(cè)控設(shè)備共享，而且智能變電站終端所收集到的開關(guān)和刀閘信息可利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)與測(cè)控保護(hù)設(shè)備、合并單元共享。實(shí)踐中，如果上述裝置出現(xiàn)了故障問題，且影響范圍相對(duì)較大時(shí)，則相當(dāng)于一次設(shè)備故障問題的處理。

3? 結(jié)束語

總而言之，智能變電站系統(tǒng)運(yùn)用了現(xiàn)代化先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化技術(shù)手段，有效實(shí)現(xiàn)了變電站設(shè)備之間、變電站之間、設(shè)備與變電站之間的信息數(shù)據(jù)數(shù)字化、智能化傳輸，實(shí)現(xiàn)了變電站運(yùn)行中各種信號(hào)的轉(zhuǎn)化;同時(shí)，以數(shù)字信息的形式，利用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)了處理后的數(shù)據(jù)信息的傳遞。智能變電站和常規(guī)變電站的運(yùn)行維護(hù)過程中存在著較為顯著的差異性，因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)電力系統(tǒng)管理模式的創(chuàng)新。只有這樣，才能保證變電站系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]王璐.智能變電站過程層組網(wǎng)分析與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012（02）.

〔編輯：劉曉芳〕

On the Smart Substation and Substation Operation and Maintenance of Conventional Difference

Deng Ziliang

Abstract： Running smart substation maintenance generally relates to the field of power automation， network communications， microelectronics， power electronics and computer technology and equipment， maintenance and operation of conventional substation has a larger difference. The basic structure of a conventional smart substation and substation were analyzed， and on this basis put forward some ideas and suggestions on the operation and maintenance of the difference between the two， for reference.

Key words： intelligent substation; conventional substation; operation and maintenance; difference

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The Safe Operation of Transmission and Distribution Lines

Pan Hong， Yang Zuohua

Abstract： Currently， transmission and distribution lines in operation， the accidents have occurred. Only the timely detection of transmission and distribution lines in safety hazards， safety lines to grasp， and targeted maintenance of transmission and distribution lines according to the actual situation， in order to ensure the safe operation of the line. By analyzing the factors affecting the safe operation of transmission and distribution lines， this paper presents a management and technical measures to the safe operation of transmission and distribution lines to provide a reference.

Key words： transmission and distribution lines; safe operation; line management; economic benefits