探究變電運(yùn)行技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

劉青林

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)居民對(duì)電的需求程度不斷上升，而變電運(yùn)行技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用也隨之增加，與此同時(shí)同時(shí)也得到了空前的發(fā)展。本文針對(duì)變電運(yùn)行技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用展開(kāi)研究，通過(guò)對(duì)日常存在的問(wèn)題、變電運(yùn)行技術(shù)以及數(shù)字化變電站關(guān)鍵性技術(shù)的應(yīng)用等方面展開(kāi)研究，并針對(duì)各種故障提出相關(guān)解決對(duì)策，以期變電運(yùn)行技術(shù)在日后的發(fā)展過(guò)程中蒸蒸日上。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)行；電網(wǎng)；電力

中圖分類(lèi)號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）07-0206-02

中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得工業(yè)技術(shù)的研究有了質(zhì)的飛躍，使得各行各業(yè)均通過(guò)科技進(jìn)行創(chuàng)新取得了很大的進(jìn)步。電力工程與人們的生活有著密不可分的聯(lián)系，并關(guān)系到國(guó)家生計(jì)與經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)發(fā)展。探究變電運(yùn)行技術(shù)能夠使得電力工程與時(shí)俱進(jìn)，不斷滿(mǎn)足人類(lèi)的生活需求，促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)提升，對(duì)我國(guó)電力工程發(fā)展具有積極意義。

1 電力工程中變電運(yùn)行技術(shù)特點(diǎn)

現(xiàn)如今，變電運(yùn)行技術(shù)隨著科技的發(fā)展具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性，人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娏χ饕袚?dān)設(shè)備便是110kv與35kv變電站。且在日常運(yùn)行過(guò)程中已深入研究自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)與三供一備、環(huán)網(wǎng)等先進(jìn)運(yùn)行技術(shù)。以此滿(mǎn)足電力工程的大需求量，提升運(yùn)行的穩(wěn)定性。其一，變電運(yùn)行技術(shù)能夠適應(yīng)各種設(shè)備的管理環(huán)境。電力工程的主要運(yùn)行方式是聽(tīng)命于上級(jí)指令，進(jìn)而對(duì)變電站內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)操作。即使在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)各種故障也能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)并提出合理解決辦法，一改傳統(tǒng)的只要發(fā)現(xiàn)故障就立即停電大面積搶修的尷尬局面[1]。其二，變電技術(shù)變得更加復(fù)雜。不僅設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也相對(duì)較為繁瑣，對(duì)維護(hù)來(lái)講增加了一定難度。變電運(yùn)行技術(shù)中包含著日常運(yùn)行與維修兩大主要環(huán)節(jié)，設(shè)備的分散性使得集中管理變得困難，且伴隨著高故障率使得維修維護(hù)變得較為復(fù)雜。但隨之而來(lái)的自動(dòng)化運(yùn)行相對(duì)來(lái)講解決了這一難題，但仍需要不斷深入研究。

2 變電運(yùn)行技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用探究

2.1 電力工程中變電運(yùn)行技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題

針對(duì)變電運(yùn)行技術(shù)存在的常見(jiàn)問(wèn)題具有針對(duì)性的提出解決方案，進(jìn)而提升相關(guān)運(yùn)行技術(shù)以確保電力工程的穩(wěn)定性。以下簡(jiǎn)單介紹幾點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，并借此深入研究變電運(yùn)行技術(shù)。

2.1.1 變壓器問(wèn)題

變電運(yùn)行中重要的部分便是變壓器，而變壓器異常也是在運(yùn)行過(guò)程中較為常見(jiàn)的問(wèn)題，其故障的主要表現(xiàn)為零部件破損，運(yùn)轉(zhuǎn)異常，以致在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生較為強(qiáng)烈的震動(dòng)。其次，變壓器所處的環(huán)境較易受到自然因素的影響，致使變壓器局部產(chǎn)生放電現(xiàn)象，甚至造成火災(zāi)。

2.1.2 互感器問(wèn)題

變電運(yùn)行設(shè)備中另一重要設(shè)備便是互感器，其發(fā)生故障的主要原因是供電不足所致，互感器若出現(xiàn)異常會(huì)導(dǎo)致整個(gè)變電器處于異常情況。若此時(shí)未能及時(shí)關(guān)閉電壓保險(xiǎn)，則將在瞬間使得較大負(fù)荷破壞互感器，產(chǎn)生異常聲響或冒煙等其他狀況。

2.1.3 油位異常

變電器油位在某種情況下產(chǎn)生變化，以致變壓器內(nèi)部產(chǎn)生放電現(xiàn)象，從而燒毀變壓器內(nèi)部的線(xiàn)圈或鐵芯等其他零部件，對(duì)于運(yùn)行來(lái)講將造成巨大負(fù)擔(dān)。油位上升會(huì)使得變電運(yùn)行速度加快，摩擦作用力上升，變壓球外部發(fā)生放電現(xiàn)象，甚至造成火災(zāi)。而油位下降使得運(yùn)行速度隨之降低，瓦斯保護(hù)接收錯(cuò)誤信號(hào)產(chǎn)生誤動(dòng)。而此時(shí)的線(xiàn)圈也比較容易暴露在外，以致絕緣損壞進(jìn)而引發(fā)擊穿事故。油位異常對(duì)變電運(yùn)行過(guò)程都造成了嚴(yán)重的影響，并在一定程度上降低了變電運(yùn)行的效率。

2.2 數(shù)字化變電站及跳閘故障處理技巧

變電運(yùn)行過(guò)程中由于其設(shè)備的復(fù)雜性質(zhì)，致使管理工作增加了一定難度，隨著技術(shù)的發(fā)展研制出數(shù)字化變電站以及跳閘故障處理等先進(jìn)技術(shù)[2]。

2.2.1 數(shù)字化變電站概念

當(dāng)前，普遍認(rèn)為數(shù)字化變電站是智能化的一次設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備以及自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)等。以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)字化信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享與操作。

2.2.2 數(shù)字化變電站的關(guān)鍵性技術(shù)

IEC61805是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)由上而下的方式將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行分層工作，并定義其功能以及建立對(duì)象模板。將數(shù)據(jù)進(jìn)行命名、定義，包括對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)以及通信網(wǎng)絡(luò)性能要求等方面。該標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的核心部分是在變電站內(nèi)建立符合其標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型，其中包含三個(gè)過(guò)程：一是虛擬化、二是抽象化、三是分解化。針對(duì)可見(jiàn)的或能夠真實(shí)訪問(wèn)的設(shè)備建立相關(guān)模型，僅定義其正常狀態(tài)下的工作數(shù)據(jù)，不具體交換信息。同時(shí)支持自由支配功能，適當(dāng)分解成相互聯(lián)系的邏輯節(jié)點(diǎn)。IEC61850的設(shè)計(jì)能夠降低整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及維護(hù)時(shí)間。

按照標(biāo)準(zhǔn)變電站運(yùn)行系統(tǒng)需要完成控制、監(jiān)視以及保護(hù)三大功能，其主要監(jiān)控主機(jī)、操作員工作站以及維護(hù)工程師站，為變電運(yùn)行提供穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)與信息。保護(hù)信息子站，通過(guò)對(duì)變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，以確保信息能夠正常向主站傳輸。保護(hù)信息子站與遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)相互獨(dú)立，各自運(yùn)行。

非常規(guī)互感器，其具有較強(qiáng)的絕緣性能、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，且傳輸信號(hào)能夠與數(shù)字化設(shè)備相連接，輸出為數(shù)字光纖信號(hào)。電子互感器與網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備相連接的設(shè)備是合并單元，主要功能是對(duì)傳感模塊的各相電流電壓信號(hào)進(jìn)行同步，并轉(zhuǎn)發(fā)給二次設(shè)備。而傳感模塊與合并單元之間的聯(lián)系為光纖，使得其間對(duì)點(diǎn)串行通訊以及傳輸規(guī)格能夠采用符合要求的規(guī)定。數(shù)字化互感器接口的保護(hù)以及測(cè)控系統(tǒng)原理已得到了大量的驗(yàn)證，能夠顛覆傳統(tǒng)保護(hù)形勢(shì)使得其能夠滿(mǎn)足電子互感器數(shù)字變電站的需要。非常規(guī)互感器的主要產(chǎn)品有：一是GIS的電子式電流電壓互感器。二是敞開(kāi)式獨(dú)立安裝電子式電流電壓互感器[3]。

智能斷路器也是其關(guān)鍵性技術(shù)，具有較強(qiáng)的開(kāi)關(guān)設(shè)備以及控制設(shè)備的能力，相關(guān)設(shè)備有電子設(shè)備、傳感器與執(zhí)行器。智能斷路器不僅具有開(kāi)關(guān)基本職能，還具有監(jiān)測(cè)、診斷等方面的附加功能。將智能的傳感器技術(shù)與數(shù)字通信技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)控回路完好性的氣體壓力、溫度等方面，使得狀態(tài)檢修能夠處于良好的狀態(tài)下。

2.2.3 變電運(yùn)行中跳閘故障處理

常見(jiàn)的變電運(yùn)行過(guò)程中跳閘故障主要分為三種：

第一是單線(xiàn)路開(kāi)關(guān)跳閘，其中具有特殊承載能力的線(xiàn)路需要進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)與處理。在維修與檢查上需要給予足夠的重視，避免其產(chǎn)生跳閘或其他故障。

第二是主變單側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘，當(dāng)主變單側(cè)過(guò)流時(shí)能夠通過(guò)跳閘對(duì)單側(cè)進(jìn)行保護(hù)，其發(fā)生故障的主要原因時(shí)主母線(xiàn)發(fā)生故障，或出現(xiàn)越級(jí)跳閘的可能。

第三是主變?nèi)齻?cè)跳閘故障，常見(jiàn)情況為主變側(cè)動(dòng)區(qū)發(fā)生故障，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生連接錯(cuò)誤所致。其主要原因?yàn)閷?duì)相關(guān)一次設(shè)備的檢查不到位。

針對(duì)跳閘原因其解決辦法如下：

第一，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)要對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行故障排查工作，結(jié)合故障發(fā)生地點(diǎn)的環(huán)境、氣候等其他因素進(jìn)行判斷，初步斷定故障原因。通過(guò)對(duì)故障錄制波圖，針對(duì)其具體原因采取針對(duì)性舉措。確定跳閘位置，確定天氣情況，判斷其是否為外力所導(dǎo)致。

第二，對(duì)單線(xiàn)路跳閘的處理要根據(jù)其產(chǎn)生的具體情況，對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行全面的檢查，在無(wú)任何異常的情況下對(duì)開(kāi)關(guān)動(dòng)力的保險(xiǎn)接觸進(jìn)行檢查，排除主變低壓側(cè)電流過(guò)載產(chǎn)生的跳閘可能。

第三，針對(duì)主變低壓側(cè)的跳閘處理主要舉措為，檢查母線(xiàn)線(xiàn)路是否發(fā)生故障，開(kāi)關(guān)是否發(fā)生誤動(dòng)可能。主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)則需要對(duì)主變與線(xiàn)路雙重保護(hù)都進(jìn)行排查，若均無(wú)異?，F(xiàn)行則結(jié)合過(guò)流保護(hù)工作，確定是否是保護(hù)動(dòng)作拒動(dòng)所引起的跳閘可能。其次，對(duì)二次設(shè)備開(kāi)關(guān)直流保險(xiǎn)情況以及保護(hù)壓板情況均需要重點(diǎn)檢查，以逐次排除故障原因。

第四，主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)跳閘的維修舉措主要在于結(jié)合保護(hù)吊牌與相關(guān)設(shè)備的維修與診斷，參照其跳閘原因逐級(jí)檢查變電系統(tǒng)，根據(jù)保護(hù)動(dòng)作的出現(xiàn)位置進(jìn)而確定故障原因。如是否因瓦斯出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作或變電器外界是否出現(xiàn)短路可能。

通過(guò)對(duì)跳閘原因的分析，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，在以后的工作中能夠及時(shí)解決各種故障問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變電運(yùn)行技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用探索任重而道遠(yuǎn)，需要結(jié)合運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際發(fā)生的各種故障提出針對(duì)性解決辦法。同時(shí)，隨著技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)不斷深入研究變電運(yùn)行技術(shù)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)科技運(yùn)行目的。從而從根本上使得變電運(yùn)行環(huán)境更加穩(wěn)定，電力工程進(jìn)而蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]吳元齡.變電運(yùn)行技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用研究[J].低碳世界，2016，（32）：25.

[2]林保生.探究變電運(yùn)行技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用[J].通訊世界，2016，（1）：134-135.

[3]張立輝.變電運(yùn)行技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015，（1）：76-77.