淺談數(shù)字化變電站對(duì)于設(shè)備運(yùn)維提出的新要求

高磊

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司柳州供電局 廣西柳州 545005）

淺談數(shù)字化變電站對(duì)于設(shè)備運(yùn)維提出的新要求

高磊

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司柳州供電局 廣西柳州 545005）

數(shù)字化變電站要求一、二次設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)智能電子設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、控制保護(hù)和信息管理。目前數(shù)字化變電站存在諸多的不足，比如技術(shù)管理模式不成熟、設(shè)備運(yùn)行壽命有待提高等。數(shù)字化變電站的設(shè)備維護(hù)工作值得關(guān)注。本文闡釋了數(shù)字化變電站的設(shè)備特點(diǎn)以及體系結(jié)構(gòu)，并總結(jié)了數(shù)字化變電站對(duì)于設(shè)備運(yùn)維的新要求。

數(shù)字化變電站；設(shè)備運(yùn)維；管理要求

目前我國(guó)正在全面建設(shè)智能電網(wǎng)，在這種背景下，數(shù)字化變電站得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。但由于不同區(qū)域采用的技術(shù)有所不同，所以，其設(shè)備智能化的程度也有所差異，還沒(méi)有形成統(tǒng)一的關(guān)于運(yùn)行維護(hù)方面的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，因此需要考慮相關(guān)因素，建立一個(gè)完整的管理體系，促進(jìn)數(shù)字化變電站的設(shè)備運(yùn)維水平。

1 數(shù)字化智能設(shè)備的特點(diǎn)

數(shù)字化變電站在智能電網(wǎng)中被廣泛運(yùn)用，是智能電網(wǎng)的重要載體。數(shù)字化設(shè)備主要由智能化的一、二次設(shè)備和自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)等組成，通過(guò)智能設(shè)備和系統(tǒng)可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)全面狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能告警和綜合故障診斷、智能操作票和防誤閉鎖功能等。

1.1 設(shè)備全面狀態(tài)監(jiān)測(cè)

數(shù)字化變電站能實(shí)現(xiàn)全面的在線監(jiān)測(cè)，使設(shè)備狀態(tài)檢修更加科學(xué)合理。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要采集一次設(shè)備（主變、斷路器、互感器等）狀態(tài)信息，進(jìn)行狀態(tài)可視化并報(bào)送至上級(jí)系統(tǒng)，為電網(wǎng)運(yùn)行和設(shè)備管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1.2 智能告警和綜合故障診斷

智能告警及事故信息綜合分析決策系統(tǒng)可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行分類處理，根據(jù)變電站邏輯和仿真模型，提取故障缺陷信息，實(shí)時(shí)分析和推理，自動(dòng)報(bào)告異常并提出故障處理意見(jiàn)，為主站提供智能告警，也為主站分析決策提供信息。

1.3 智能操作票和防誤閉鎖功能

智能操作票系統(tǒng)接到操作任務(wù)后，能夠按照變電站接線方式和電氣操作規(guī)程進(jìn)行邏輯推演，由系統(tǒng)獨(dú)立地按順序分步驟地實(shí)現(xiàn)操作任務(wù)，操作過(guò)程中嚴(yán)格地遵循五防閉鎖系統(tǒng)的校驗(yàn)機(jī)制以及權(quán)限管理機(jī)制，杜絕人為操作可能發(fā)生漏項(xiàng)、跳項(xiàng)的弊端，可保證操作過(guò)程的安全性，并能顯著提高操作的效率。

2 數(shù)字化變電站的技術(shù)特點(diǎn)

數(shù)字化變電站的安全性、可靠性較強(qiáng)，其具有一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、信息共享化和互操作的特征。

2.1 一次設(shè)備智能化

一次智能設(shè)備由高壓設(shè)備和智能組件構(gòu)成，高壓設(shè)備與智能組件之間通過(guò)狀態(tài)傳感器和控制單元組成一個(gè)有機(jī)整體，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)視、控制和管理設(shè)備的狀態(tài)。目前一次設(shè)備智能化主要體現(xiàn)在電子式互感器和智能斷路器的應(yīng)用。

2.2 二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化

二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化主要體現(xiàn)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，按照功能可以劃分為三個(gè)層次：站控層、間隔層、過(guò)程層。站控層和間隔層以基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)建立信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息共享化和互操作，而過(guò)程層以可靠性和穩(wěn)定性為設(shè)計(jì)原則。

2.3 信息共享化和互操作

數(shù)字化變電站還具有信息共享化和互操作的特征，任何一臺(tái)設(shè)備都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取任何其他連接于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備提供的任意參數(shù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)相互操作。

3 數(shù)字化變電站的運(yùn)維特點(diǎn)

3.1 數(shù)字化變電站的操作方式特點(diǎn)

電網(wǎng)的控制方式是為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式的變化，目前主要是通過(guò)人工方式傳達(dá)控制的命令和操作步驟，再利用人工來(lái)實(shí)現(xiàn)這些具體操作。隨著電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越龐大復(fù)雜，人工操作的工作量也隨之增加，這就對(duì)調(diào)度值班員及運(yùn)行倒閘操作人員提出了更高的技能要求，并且難以避免誤操作的發(fā)生，給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。因此，數(shù)字化變電站是電網(wǎng)發(fā)展的必然要求。數(shù)字化變電站能夠?qū)⑦\(yùn)行人員從復(fù)雜的操作細(xì)節(jié)中解放出來(lái)，使人員可以利用更多的時(shí)間和精力去關(guān)注設(shè)備的狀態(tài)。數(shù)字化智能設(shè)備可以解析電網(wǎng)的運(yùn)行方式變化的需求，并轉(zhuǎn)化成具體的操作指令，同時(shí)回饋給調(diào)度人員，運(yùn)行人員就可以按照每一個(gè)指令進(jìn)行操作，并預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了倒閘操作的效率，也增加了安全性。

3.2 數(shù)字化變電站的設(shè)備管理特點(diǎn)

目前我們主要通過(guò)周期性的日常巡視、預(yù)試定檢、檢修維護(hù)的運(yùn)維策略對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行管理，即設(shè)置設(shè)備專業(yè)運(yùn)維人員，通過(guò)他們對(duì)設(shè)備進(jìn)行具體管理，而設(shè)備的運(yùn)行方式主要是根據(jù)電網(wǎng)在運(yùn)行中的需求來(lái)決定。但由于受到技術(shù)條件和管理手段的限制，設(shè)備管理和調(diào)度運(yùn)行基本上呈現(xiàn)出分離的狀態(tài)，這種分離帶來(lái)了無(wú)法調(diào)和的茅盾。由于設(shè)備管理和調(diào)度運(yùn)行相對(duì)獨(dú)立，為了保證供電可靠性，一般都會(huì)通過(guò)冗余的方式來(lái)運(yùn)行，因此無(wú)形中就消耗了巨大的資源，不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益[1]，同時(shí)也難以避免設(shè)備帶病運(yùn)行的潛在風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)字化變電站的運(yùn)行管理系統(tǒng)能夠自動(dòng)采集設(shè)備的狀態(tài)信息，進(jìn)行自主評(píng)估，隨時(shí)報(bào)告裝備的缺陷及劣化趨勢(shì)，向管理人員提出風(fēng)險(xiǎn)管控措施，實(shí)現(xiàn)設(shè)備“自我”管理，保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，降低電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

3.3 數(shù)字化變電站對(duì)信息保障體系的要求

智能電網(wǎng)需要大量的信息交互來(lái)保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，數(shù)字化變電站和傳統(tǒng)的變電站相比，其對(duì)信息和網(wǎng)絡(luò)更加依賴。因此，數(shù)字化變電站對(duì)信息保障體系有著很高的要求，需要建立一個(gè)完整的、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)約的信息系統(tǒng)，保障設(shè)備的“即插即用”、實(shí)現(xiàn)信息的快速訪問(wèn)和傳遞，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也要具有開(kāi)放性，可以滿足各種新技術(shù)的不斷拓展和應(yīng)用。

4 數(shù)字化變電站對(duì)于設(shè)備運(yùn)維提出的新要求

4.1 對(duì)設(shè)備管理提出的要求

數(shù)字化變電站采用智能化一、二次設(shè)備，傳統(tǒng)電量信號(hào)和繼電器控制操作方式被光電技術(shù)和微處理器所取代，導(dǎo)線硬連接的方式被數(shù)字程控器及數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)所取代。因此，要在管理上明確劃分一、二次設(shè)備的分界點(diǎn)，制定設(shè)備運(yùn)維策略以及檢修試驗(yàn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、以及數(shù)字化變電站運(yùn)行檢修規(guī)程。

4.2 對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性提出的要求

設(shè)備和系統(tǒng)要保持穩(wěn)定性，才能保證其他功能得到實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化變電站系統(tǒng)包括含自動(dòng)化系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)等子系統(tǒng)，對(duì)于高度集成智能站系統(tǒng)的故障排查和處理更加復(fù)雜，并且其對(duì)數(shù)據(jù)的依賴性較強(qiáng)，如果系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的因素，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此數(shù)字化變電站對(duì)設(shè)備的系統(tǒng)穩(wěn)定性有著更高的要求。

4.3 對(duì)運(yùn)維人員技能提出的要求

數(shù)字化變電站包括一次、二次系統(tǒng)，彼此存在著更加密切的聯(lián)系，網(wǎng)絡(luò)通信替代設(shè)備之間傳統(tǒng)的電纜通訊控制方式，微處理器取代以往繼電器控制操作方式，這些變化這對(duì)運(yùn)維人員提出了較高的要求。運(yùn)維人員需要拓展相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，如計(jì)算機(jī)應(yīng)用、通信技術(shù)等專業(yè)理論知識(shí)，并在實(shí)踐中注意綜合運(yùn)用。

4.4 對(duì)一次設(shè)備廠家提出的要求

數(shù)字化變電站應(yīng)用的短板在于一次設(shè)備，一方面是由于我國(guó)部分關(guān)鍵技術(shù)不夠成熟，智能開(kāi)關(guān)、電子式互感器等技術(shù)和運(yùn)用相對(duì)滯后，另一方面是因?yàn)橐淮卧O(shè)備主要使用在高壓環(huán)節(jié)中，而電子設(shè)備對(duì)高壓條件較為敏感，存在使用壽命不長(zhǎng)及故障率較高的缺陷，這些問(wèn)題將會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)維質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。因此要求一次設(shè)備廠家提升設(shè)備的運(yùn)行可靠性，并且要制定規(guī)范的檢修試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、詳細(xì)的故障處理方案，以及建立完善的技術(shù)支持體系。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化變電站的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)維管理也提出了新的要求，其中關(guān)注的重點(diǎn)在設(shè)備運(yùn)維策略及檢修試驗(yàn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、運(yùn)維人員的技能、一次設(shè)備的可靠性和廠家的技術(shù)支持上，對(duì)這幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，才能保證數(shù)字化變電站及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]戴瑞成，閆春江，盧江水，黃 明，武志松，李紅巖.智能變電站幾點(diǎn)運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電氣應(yīng)用，2015（S2）：188～195.

[2]宋璇坤，李敬如，肖智宏，林弘宇，李震宇，鄒國(guó)輝，黃寶瑩，李 勇.新一代智能變電站整體設(shè)計(jì)方案[J].電力建設(shè)，2012（11）：1～6.

[3]易慧，詹鐘濤，鄭奕輝.變電站設(shè)備差異性運(yùn)維策略的應(yīng)用及評(píng)價(jià)[J].電力安全技術(shù)，2014（11）：16～19.

TM63

A

1004-7344（2016）21-0075-02

2016-7-10

高 磊（1983-），男，漢族，吉林白城人，工程師，本科，主要從事變電設(shè)備運(yùn)維工作。