智能化變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)

一、引言

當(dāng)代社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，科技不斷進(jìn)步，我國在近幾年也在一直進(jìn)行電網(wǎng)的體制改革，然而智能電網(wǎng)技術(shù)更能適應(yīng)現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r，我國的智能化電網(wǎng)也已經(jīng)進(jìn)入了全面建設(shè)的階段。伴隨著智能電網(wǎng)的不斷升級，作為智能電網(wǎng)中最重要的智能節(jié)點(diǎn)，變電站智能化將成為一個必然的趨勢。到目前為止，全國范圍內(nèi)的智能化變電站的建設(shè)已完成了上百座之多，可謂是全面開花。變電站是一種能變換電壓，接受和分配電能的一種裝置，它不僅是連接發(fā)電廠和千千萬萬個用戶之間的重要橋梁，還是電網(wǎng)中最重要的一個組成部分。所以，變電站在整個電力系統(tǒng)占據(jù)著主導(dǎo)地位。然而，我國的變電站技術(shù)發(fā)展并不完善，在運(yùn)行維護(hù)方面始終存在著眾多問題，嚴(yán)重制約了智能電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展。由于我國人口眾多，電網(wǎng)的工作量也極其龐大，所以就有必要提高電網(wǎng)的工作效率，而電網(wǎng)的智能化是實(shí)現(xiàn)這一目的最有效的途徑。在以往傳統(tǒng)的電網(wǎng)中，如果變電站的裝置設(shè)備出現(xiàn)故障后，大量的技術(shù)人員對其進(jìn)行修復(fù)，這個過程是一個復(fù)雜繁重的系統(tǒng)工程，而且這個過程持續(xù)的時間也很長，會浪費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。如果變電站的智能化和自動化得到了實(shí)現(xiàn)，那么維修人員的數(shù)量將大大減少，就可以將廣大的技術(shù)勞動人員從繁重的人力勞動中解放出來，并且維修和維護(hù)的效率也會大大提高，從而就可以提高電網(wǎng)運(yùn)行和管理的效率。但是我國的智能化變電站建設(shè)仍然屬于起步階段，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)等方面還不成熟，與西方國家有一定差距，所以智能化變電站的運(yùn)行和維護(hù)還存在諸多問題，這些問題不僅影響變電站的正常使用，而且還會對我國的供電質(zhì)量和安全產(chǎn)生重大影響。

二、智能化變電站簡介

智能化變電站相比于傳統(tǒng)的變電站有很多優(yōu)點(diǎn)：智能化操作，數(shù)字化采集，系統(tǒng)分層化，共享性等等。

（1）按照TEC61850標(biāo)準(zhǔn)，智能化變電站要對不同的信息進(jìn)行統(tǒng)一收集，并以此為基礎(chǔ)建立模型，將相互關(guān)聯(lián)的信息看成是相互獨(dú)立的部分，并對它們進(jìn)行單獨(dú)處理，將它們集成到智能化變電站系統(tǒng)中，使變電信息共享到系統(tǒng)中的每一個部門。（2）并且TEC61850標(biāo)準(zhǔn)要求不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備要能相互兼容，這樣一來就可以使來自于不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備可以相互操作，從而為智能化操作提供了方便，并且為智能化變電站設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化奠定了基礎(chǔ)。（3）電子互感器取代了傳統(tǒng)的電壓和電流互感器，有效解決了傳統(tǒng)互感器開路、飽和、鐵磁諧振、過載等問題。（4）智能化變電站采用光纜取代電纜進(jìn)行內(nèi)部通訊，因此告別了二次電纜問題。（5）由于新技術(shù)的使用使得智能化變電站有了更加高級的應(yīng)用，比如：在線監(jiān)測等。

三、智能化變電站維護(hù)中存在的問題

1、可靠性問題

因?yàn)橹悄芑冸娬局写嬖谟性吹碾娮釉?，還有其他的帶電模塊，需要長期通電，這將會導(dǎo)致運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性降低。此外，外界環(huán)境也會對電子互感器產(chǎn)生影響，如溫度和電磁場。如果將電子互感器用于高壓輸電網(wǎng)絡(luò)就會受到高壓電磁場的影響，會使其運(yùn)行能力降低，因?yàn)殡娮踊ジ衅鲗儆诠鈱W(xué)元件，如果外界環(huán)境的溫度較高，那么光纖和玻璃之間的連接就會存在可靠性問題。

2、安全性問題

雖然智能化變電站能實(shí)現(xiàn)信息傳遞和信息共享，這對監(jiān)測和管理變電站的運(yùn)行有很大好處，但是在實(shí)現(xiàn)智能化的同時卻不可避免的引起了安全隱患。傳統(tǒng)的變電站進(jìn)行信息傳遞是通過點(diǎn)對點(diǎn)的形式，它具有很高的安全特性，但是它只能在局部的范圍內(nèi)進(jìn)行信息傳遞，是一種局部的交換機(jī)制。對于智能化變電站各部門和子系統(tǒng)信息共享，信息通信模式為對等模式，如果任意一個IED受到攻擊，那么整個系統(tǒng)都會受到威脅，從而對整個變電站的安全造成威脅。

3、快速保護(hù)

電子互感器相對于傳統(tǒng)的電壓電流互感器中間多出了很多中間環(huán)節(jié)，它在進(jìn)行信息傳遞時不能一步完成，要經(jīng)過中間較多的環(huán)節(jié)，這樣就大大延長了信息傳遞的時間，所以在進(jìn)行動作保護(hù)時要比傳統(tǒng)變電站多出5～7毫秒的時間，不利于實(shí)現(xiàn)設(shè)備和系統(tǒng)的快速保護(hù)。

4、安裝保護(hù)問題

智能化變電站的一次設(shè)備要安裝保護(hù)裝置，而在一次設(shè)備附近安裝保護(hù)裝置可以節(jié)省電纜的使用量，所以一般是在室外安裝智能匯控柜，在安裝智能匯控柜時要注意安裝人員的自身安全，此外因?yàn)樵谑彝獍惭b智能匯控柜對環(huán)境的要求較為嚴(yán)格，濕度要低于90%，溫度范圍要控制在-25℃～70℃之間，所以這就大大增加了設(shè)備成本，如果安裝空調(diào)等輔助設(shè)備來控制這些條件，這些輔助設(shè)備成本甚至要高于主設(shè)備。另外，這些設(shè)備的運(yùn)行保護(hù)和維修也是一大問題。

四、智能化變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)分析

1、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)要求

（1）建設(shè)專業(yè)的技術(shù)隊(duì)伍。智能化變電站運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，技術(shù)要求高，對專業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)修養(yǎng)也提出了較高的要求，所以要對技術(shù)人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，在學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)的同時也要對其進(jìn)行計(jì)算機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)，提高技術(shù)人員綜合素質(zhì)。（2）加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理。智能化變電站要求技術(shù)人員密切配合，重視運(yùn)行維護(hù)管理，將其視為重中之重，生產(chǎn)廠家要和設(shè)計(jì)人員密切協(xié)作，將實(shí)際運(yùn)用和智能功能化理念有效結(jié)合起來，建設(shè)一套完整的設(shè)計(jì)、檢修、施工、運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)體系。（3）保證設(shè)備和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在建設(shè)智能化變電站時，要嚴(yán)格檢查設(shè)備和系統(tǒng)的質(zhì)量是否合格，同時要對設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行定期維修，要保證設(shè)備在運(yùn)行時穩(wěn)定不會出現(xiàn)死機(jī)和傳輸錯誤數(shù)據(jù)等，在進(jìn)行設(shè)備維修時要嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2、一次設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)

相比傳統(tǒng)變電站，智能化變電站的優(yōu)點(diǎn)主要有：信息標(biāo)準(zhǔn)化、集成一體化、運(yùn)用自動化。智能化變電站主要使用了新的技術(shù)，如：電力電子、微機(jī)、新型傳感器。在運(yùn)行設(shè)備時，利用微機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)取代傳統(tǒng)的輔助開關(guān)和繼電器，通過電壓波形圖來來準(zhǔn)確把握合閘與跳閘的時間，這樣就確保了穩(wěn)定的電壓。通過微機(jī)技術(shù)還可以直接處理設(shè)備信息，也可以檢測設(shè)備的執(zhí)行能力和缺陷。還可以進(jìn)行自我檢測，一次和二次系統(tǒng)的斷路器設(shè)備如果出現(xiàn)問題，就會立刻發(fā)出報(bào)警，提供有關(guān)的檢測數(shù)據(jù)。通過微機(jī)二次系統(tǒng)和智能軟件以及IED可以實(shí)現(xiàn)智能化操作，光纖網(wǎng)絡(luò)可以對二次回路系統(tǒng)進(jìn)行信息傳遞。對智能開關(guān)進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)時就要考慮到二次設(shè)備，要對二次設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控以確保數(shù)據(jù)信息的正確性，真實(shí)性和有效性，這樣有助于提高開關(guān)運(yùn)行的質(zhì)量。智能化變電站的數(shù)字化一次設(shè)備包含電子互感器，主要是合并單元、采集器單元，在維修時要區(qū)別傳統(tǒng)的互感器，注意其檢修工作所采用方法的不同，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析。

3、二次設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)

在對變電站進(jìn)行維護(hù)時，對合并單元的維護(hù)重點(diǎn)應(yīng)該放在檢查是否有報(bào)警信息上，報(bào)警信息主要是檢查GIS失步或是失穩(wěn)，像這種報(bào)警信息都能在處理器的后臺查詢出來。技術(shù)人員要對合并單元是否在正常運(yùn)行進(jìn)行判斷。

變電站的智能維護(hù)系統(tǒng)中會安裝有很多保護(hù)設(shè)備和自動設(shè)備，所以定期對這些設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)是非常重要的。主要檢查這些設(shè)備能否正常運(yùn)行，能否進(jìn)行信息的及時傳遞，安裝的智能保護(hù)系統(tǒng)中是否有報(bào)警信號出現(xiàn)。當(dāng)保護(hù)裝置投入運(yùn)行后不能對其設(shè)置進(jìn)行隨意修改。

五、結(jié)語

綜上所述，我國要想實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動化和現(xiàn)代化就必須實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化，而變電站是電網(wǎng)中最重要的組成部分，為使電網(wǎng)的工作效率大大提高來滿足我國眾多人口的用電需求，我們的首要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)變電站的智能化。雖然我國現(xiàn)在已經(jīng)建成了上百座智能化的變電站，但我國在技術(shù)經(jīng)驗(yàn)上和國外始終存在一定的差距，不管是在硬件設(shè)備上還軟件設(shè)備上都存在著一些問題，智能化變電站的運(yùn)行維護(hù)已經(jīng)暴露出很多這樣的問題，亟待解決。為保證智能化變電站運(yùn)行的可靠性和安全性，需要我們不斷地學(xué)習(xí)、不斷地探索、不斷地研究和開發(fā)新技術(shù)。有關(guān)部門應(yīng)加大對變電站的投入，積極探索各種措施來提高維護(hù)水平，早日實(shí)現(xiàn)變電站智能化。

（作者單位：國網(wǎng)河南省電力公司焦作供電公司）

作者簡介

王靜（1978.10—），女，籍貫：河南焦作，學(xué)歷：大專，職稱：助工；研究方向：變電站運(yùn)行維護(hù).