智能變電站二次設(shè)備的運行和維護(hù)分析

文凱

摘 要：隨著社會的快速智能化發(fā)展，變電站這一傳統(tǒng)的重要場所也不斷向著智能化方向發(fā)展。現(xiàn)如今，我國智能變電站的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了可以大規(guī)模進(jìn)行推廣的條件。智能變電站主要由設(shè)備層、系統(tǒng)層組成，與傳統(tǒng)變電站最大的差別體現(xiàn)在三個方面：一次設(shè)備智能化、設(shè)備檢修狀態(tài)化，以及二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。其中二次設(shè)備的在線監(jiān)測系統(tǒng)作為智能變電站的核心設(shè)備，其運行與維護(hù)，對于保障智能變電站的正常運轉(zhuǎn)來說具有至關(guān)重要的作用。本文從多方面簡析了智能變電站二次設(shè)備的運行維護(hù)。

關(guān)鍵詞：智能變電站；二次設(shè)備；運行；維護(hù)

中圖分類號：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0168-01

智能變電站二次設(shè)備的運行與維護(hù)，對于提升電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量和電網(wǎng)運行效率，提高電網(wǎng)設(shè)備全壽命周期管理水平，保障能源輸送和優(yōu)化資源配置方面具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。電網(wǎng)公司在做出成績的同時，設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)意識到二次設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量的重要性，夯實運維服務(wù)。目前，電網(wǎng)公司面臨著變電站數(shù)目不斷增多，而運行維護(hù)人員無法同步增加導(dǎo)致的運行維護(hù)壓力大的矛盾。如果解決不好這個矛盾，就會影響設(shè)備的可靠性，進(jìn)一步威脅供電可靠性。因此，要求二次設(shè)備廠商的解決方案不止局限于產(chǎn)品供應(yīng)，服務(wù)也是不可或缺的組成部分。

1 智能站的保護(hù)配置

220kv及以上電壓等級的繼電保護(hù)及與之相關(guān)的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)按照雙重化原則進(jìn)行配置，即開關(guān)保護(hù)雙重化與重合閘雙重化。雙重化配置的MU應(yīng)與電子式互感器兩套獨立的二次采樣系統(tǒng)一一對應(yīng)。雙重化配置保護(hù)使用的GOOSE（SV）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)遵循相互獨立的原則，當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)異?；蛘咄顺鰰r不應(yīng)影響另一個網(wǎng)絡(luò)的運行。兩套保護(hù)的跳閘回路應(yīng)與兩個只能終端分別對應(yīng)，兩個智能終端應(yīng)與斷路器的兩個跳閘線圈分別對應(yīng)。保護(hù)裝置、智能終端等電子設(shè)備間的相互啟動、相互閉鎖、位置狀態(tài)等交換信息，可通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸，雙重化配置的保護(hù)之間不直接交換信息。

智能斷路器與傳統(tǒng)斷路器相比具有如下優(yōu)點：（1）智能終端就地安裝于斷路器本體附近，通過光纜與二次設(shè)備連接，一二次設(shè)備之間有效隔離，消除電磁騷擾問題，提高二次設(shè)備的安全可靠性；（2）高速以太網(wǎng)技術(shù)和GOOSE報文特有的快速重發(fā)機(jī)制和接收預(yù)報警機(jī)制大大提高了狀態(tài)量、控制命令的傳輸實時性和成功率；（3）智能終端具備16路開入通道，最大配置19路開出通道，可監(jiān)視、控制本間隔所有狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)間隔內(nèi)的防誤閉鎖和順序操作；（4）具備一次設(shè)備在線監(jiān)測功能，可將對一次設(shè)備的定時檢修轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)檢修；（5）具有4路光纖以太網(wǎng)接口，在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連和數(shù)據(jù)共享的同時，大大減少交換機(jī)的用量。

智能斷路器由斷路器、隔離開關(guān)和KE-9483智能終端組成。每個間隔配置一臺KE-9483，就近安裝于斷路器本體附近。KE-9483具備16路開入量采集通道，就近采集斷路器和隔離開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)狀態(tài)量變化時，通過高速光纖以太網(wǎng)向間隔層二次設(shè)備發(fā)布GOOSE報文，報文中包含狀態(tài)量變化的品質(zhì)、時間等信息。二次設(shè)備需要控制斷路器和隔離開關(guān)動作時，也通過光纖以太網(wǎng)向KE-9483發(fā)布相應(yīng)的GOOSE報文，由KE-9483控制合跳閘操作回路。

2 智能站保護(hù)的采樣及跳閘

線路保護(hù)直接采樣，直接跳相應(yīng)的斷路器；經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)啟動斷路器失靈、重合閘。變壓器保護(hù)直接采樣，直接跳各側(cè)斷路器；跳母聯(lián)、分段斷路器及閉鎖備自投、啟動失靈等可采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。變壓器保護(hù)可通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)接收失靈保護(hù)跳閘命令，并實現(xiàn)失靈跳各側(cè)斷路器。非電量保護(hù)采用就地直接電纜跳閘，信息通過本體智能終端上送過程層GOOSE網(wǎng)。母線保護(hù)直接采樣、直接跳閘，當(dāng)接入元件數(shù)量較多的時候，可采用分布式母線保護(hù)。斷路器保護(hù)跳本斷路器采用點對點直接跳閘；本斷路器失靈時，經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)通過相鄰斷路器保護(hù)或者母線保護(hù)跳相鄰斷路器。

3 智能站二次設(shè)備的運行狀態(tài)

跳閘：保護(hù)裝置的交、直流回路正常運行，保護(hù)出口回路（跳閘、啟動失靈和啟動重合閘等）正常運行，裝置SV軟壓板投入，檢修應(yīng)壓板退出。

信號：保護(hù)裝置的交、直流回路正常運行，保護(hù)出口回路（跳閘、啟動失靈和啟動重合閘等）停用，裝置SV軟壓板投入，檢修應(yīng)壓板退出。

停用：保護(hù)裝置的交、直流回路停用，保護(hù)出口回路（跳閘、啟動失靈和啟動重合閘等）停用，裝置SV軟壓板退出，檢修應(yīng)壓板投入。

變壓器智能化單元（可簡稱 TIED），這是整個智能化變壓器的核心，其內(nèi)部植有數(shù)據(jù)管理。箱式變壓器的保護(hù)是專門保護(hù)變壓器的，是集開發(fā)研制的集保護(hù)、監(jiān)視、控制、通信等多種功能于一體的電力自動化高新技術(shù)產(chǎn)品，是構(gòu)成智能化箱式變壓器的理想電器單元。目前，低壓電器智能化要求應(yīng)用智能制造技術(shù)和裝備，建立包括關(guān)鍵部件自動生產(chǎn)線、低壓電器自動檢測線、低壓電器自動裝備線等。

4 檢修機(jī)制

檢修狀態(tài)通過裝置檢修硬壓板并入實現(xiàn)，當(dāng)壓板投入時，表示裝置處于檢修狀態(tài)。裝置應(yīng)通過LED狀態(tài)燈、液晶顯示屏或者報警接點提醒運行、檢修人員裝置處于檢修狀態(tài)。裝置檢修硬壓板投入時，其發(fā)出的SV、GOOSE報文均帶有檢修品質(zhì)標(biāo)識，接收端設(shè)備將收到的報文檢修品質(zhì)標(biāo)識與自身檢修硬壓板狀態(tài)進(jìn)行一致性比較判斷，僅在二者檢修狀態(tài)一致時，對報文做有效處理。

變壓器的狀態(tài)檢測主要包括局部放電監(jiān)測、油中溶解氣體監(jiān)測、繞組光纖測溫、侵入波監(jiān)測、變壓器振動波和噪聲等。

智能變壓器運行中除了與高壓電網(wǎng)相連接的母線外，變壓器與控制系統(tǒng)僅靠通信光纖相連。低壓電器門檻不低，但是產(chǎn)品重復(fù)性競爭嚴(yán)重。如果企業(yè)不轉(zhuǎn)型升級，還是專注于低端產(chǎn)品，不會符合行業(yè)發(fā)展的需要。在力陽電器原材料采購方面，下游的原材料成本雖然下降了，但是勞動力成本在逐步攀升，未來幾年勞動力成本將越來越高，但是目前機(jī)器人加工等自動化流程還未實現(xiàn)，導(dǎo)致中小型低壓電器企業(yè)壓力巨大。因此，智能制造是提升低壓電器行業(yè)自動化水平的最高體現(xiàn)。

5 MMS報文檢修處理機(jī)制

首先，裝置應(yīng)將檢修壓板狀態(tài)上送客戶端。當(dāng)裝置檢修壓板投入時，本裝置上送的所有報文中信號的品質(zhì)q的Test位應(yīng)置?？蛻舳烁鶕?jù)上送報文中的品質(zhì)q的Test位判斷報文是否為檢修報文，并坐錯車相應(yīng)處置。當(dāng)為檢修報文時，報文內(nèi)容應(yīng)不顯示在簡報窗口中，不發(fā)出音響警告，但應(yīng)該刷新畫面，保證畫面的狀態(tài)與實際相符。檢修報文應(yīng)及時存儲，并可通過單獨的窗口進(jìn)行查詢。

6 GOOSE報文檢修處理機(jī)制

GOOSE面向?qū)ο蟮耐ㄓ米冸娬臼录?，主要?yīng)用于傳遞狀態(tài)信息和保護(hù)動作信號。9-2采樣值報文基于61850-9-2部分定義的采樣值發(fā)送原則。應(yīng)用于合并單元發(fā)送采樣值和保護(hù)接收采樣值，一旦出現(xiàn)這兩種數(shù)值相等的情況，便將信號作為有效進(jìn)行處理或者操作，不一致時則要始終保持之前的狀態(tài)即可。當(dāng)發(fā)送方GOOSE報文中test置位發(fā)生GOOSE中斷時，接收裝置應(yīng)報具體的GOOSE中斷報告，但不應(yīng)報“裝置告警（異常）”信號，也不應(yīng)點“裝置告警（異常）”燈。

7 結(jié)語

總而言之，隨著我國電力供應(yīng)范圍、并網(wǎng)輸送量逐年增長以及用戶對電力可靠性要求日趨苛刻，智能變電技術(shù)將不斷完善，這也需要二次設(shè)備的運行和維護(hù)與之同步；在與云計算、大數(shù)據(jù)融合過程中，除了在設(shè)備上預(yù)留端口以外，服務(wù)方案還包括收集數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測、信號交互、故障處理等基本維護(hù)措施。未來企業(yè)也會著力在新一代智能變電站中擬引入一種新的監(jiān)測信息采集裝置，類似于一種公用的測控裝置，其功能將定位于對過程層設(shè)備的二次狀態(tài)監(jiān)測信息進(jìn)行采集并上送至綜合應(yīng)用服務(wù)器。

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