變電站運(yùn)維自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

任瑞玲

摘要：傳統(tǒng)的變電站運(yùn)行和維護(hù)工作步及變電站運(yùn)行人員、管理人員、檢修人員，工作過(guò)程中涉及使用多個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，包括保信系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、視頻及環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，可靠性要求不斷提升，人力資源變得越來(lái)越緊張。變電站運(yùn)維自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)資源的整合配置，提高工作效率，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

關(guān)鍵詞：變電站;運(yùn)維;綜合自動(dòng)化

引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)供電企業(yè)大量采用了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方集中監(jiān)視、控制等，既提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)降低了人為誤操作的可能性。采用變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)應(yīng)用的方向，同時(shí)也是電網(wǎng)滿足社會(huì)需求的必然途徑，在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，無(wú)法避免地引發(fā)出一些問(wèn)題。

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在我國(guó)得以廣泛的應(yīng)用。目前所使用的自動(dòng)化運(yùn)維技術(shù)，仍未能充分發(fā)揮所有功能，存在的問(wèn)題較多，可以改進(jìn)的地方也有很多，沒(méi)有達(dá)到無(wú)人值班的效果，如變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行和檢修的管理體制等問(wèn)[1]。

1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)概述

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)指的是通過(guò)執(zhí)行相關(guān)規(guī)定的功能，實(shí)現(xiàn)控制電氣設(shè)備的系統(tǒng)性動(dòng)作。其主要是通過(guò)微處理器和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等系統(tǒng)組成，通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)與即時(shí)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行設(shè)備的控制，借此實(shí)現(xiàn)提高運(yùn)行幾率的效果。在此過(guò)程中，其還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行設(shè)備的實(shí)際監(jiān)控、測(cè)量與控制等效果。在變電站運(yùn)行的過(guò)程中，減少了二次設(shè)備的使用，簡(jiǎn)化了變電站設(shè)備的二次連線，保障變電站的平穩(wěn)運(yùn)行，減小其實(shí)際成本，以此提高變電站的經(jīng)濟(jì)效益。目前，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)所采用的的結(jié)構(gòu)形式主要有3種類型：集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式[2]。

2 變電站運(yùn)維自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

變電站的二次系統(tǒng)的發(fā)展存在重控制，輕運(yùn)維的情況。在電網(wǎng)控制方面，由于變電站自動(dòng)化的發(fā)展，提高了操作的便捷性，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，多數(shù)操作已經(jīng)可以通過(guò)二次系統(tǒng)（主要通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)）進(jìn)行控制。但在運(yùn)維管理方面，國(guó)內(nèi)與變電站內(nèi)設(shè)備運(yùn)維相關(guān)的技術(shù)發(fā)展較國(guó)外緩慢一些。

完成變電站運(yùn)維的作業(yè)任務(wù)，需要關(guān)注八大類信息，包括：電網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)（也叫電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)）、故障和保護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)（繼電保護(hù)數(shù)據(jù)）、運(yùn)行分析數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、作業(yè)管理數(shù)據(jù)。主要包含7個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)：調(diào)度SCADA系統(tǒng)、保信系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電能質(zhì)量系統(tǒng)、環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其具體內(nèi)容分別如下：

調(diào)度SCADA系統(tǒng)：內(nèi)容包括設(shè)備模擬量數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)量數(shù)據(jù)，用于掌握當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)也可用于確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

保信系統(tǒng)：內(nèi)容包括事件順序記錄、保護(hù)裝置數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、保護(hù)錄波文件，用于掌握故障信息。

安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)：內(nèi)容包括設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備缺陷、工作票操作票、運(yùn)行交接班、運(yùn)行日志、運(yùn)行記錄、設(shè)備巡視檢修計(jì)劃，用于保存生產(chǎn)信息，進(jìn)行任務(wù)安排。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：內(nèi)容包括變壓器監(jiān)測(cè)、電纜監(jiān)測(cè)、局部放電監(jiān)測(cè)、斷路器監(jiān)測(cè)、絕緣監(jiān)測(cè)、避雷器監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、SF₆監(jiān)測(cè)、變壓器油監(jiān)測(cè)等等，用于設(shè)備檢修計(jì)劃安排的輔助決策。

電能質(zhì)量系統(tǒng)：內(nèi)容包括電能質(zhì)量的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)信息，用于監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量信息。

環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)：內(nèi)容包括站內(nèi)溫濕度、風(fēng)速、水浸、SF6氣體濃度等自然環(huán)境狀況、照明設(shè)備、暖通設(shè)備的工作狀態(tài)。

視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：內(nèi)容包括從視頻主站系統(tǒng)采集的變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，通過(guò)指定區(qū)域的監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀況，并在巡維中心可以控制該視頻裝置。

3 變電站運(yùn)維自動(dòng)化現(xiàn)狀

隨著自動(dòng)化運(yùn)維的覆蓋面不斷增加和擴(kuò)展，電氣二次設(shè)備日益增多，相互之間的聯(lián)系日益復(fù)雜，為電力二次系統(tǒng)運(yùn)維帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)，結(jié)合當(dāng)前變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)維方式，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前運(yùn)維方式存在著一些問(wèn)題：

從資源層面上，電力二次系統(tǒng)技術(shù)涵蓋電氣、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制、通信等等多學(xué)科知識(shí)，軟硬件實(shí)現(xiàn)方式眾多，數(shù)據(jù)分散、異構(gòu)、格式不一，要實(shí)現(xiàn)完整全面的運(yùn)維數(shù)據(jù)的分析，需要運(yùn)維人員不僅具有較高的專業(yè)技術(shù)水平，還需要具備相當(dāng)廣泛的專業(yè)面。因此，運(yùn)維事件處理過(guò)程中，往往難以快速地提取全局的、有效的信息，從而導(dǎo)致難以及時(shí)識(shí)別系統(tǒng)事件，定位故障原因。

從運(yùn)行信息層面上，由于電力調(diào)度的實(shí)時(shí)性要求，二次系統(tǒng)運(yùn)維人員需要時(shí)刻關(guān)注大量而且繁雜的數(shù)據(jù)，諸如二次系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)、二次設(shè)備運(yùn)行狀況、網(wǎng)絡(luò)互連情況、系統(tǒng)信息安全、機(jī)房環(huán)境參數(shù)等;而同時(shí)關(guān)注這些運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，運(yùn)維人員往往會(huì)被淹沒(méi)在海量的告警信息之中。

從業(yè)務(wù)層面上，當(dāng)采用多種監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)對(duì)象不同，部署及管理相互獨(dú)立，導(dǎo)致系統(tǒng)安全的相關(guān)信息不集中互不相通，安全策略難以保持一致，不僅無(wú)法直接解決前面所述的各種問(wèn)題，還會(huì)造成復(fù)雜數(shù)據(jù)干擾的情況，影響運(yùn)維工作的實(shí)際效率。

從規(guī)則層面上，缺少知識(shí)庫(kù)和規(guī)則引擎等專家系統(tǒng)技術(shù)、人工智能技術(shù)的支撐，從海量原始數(shù)據(jù)提取關(guān)鍵信息進(jìn)行分析的工作還是由運(yùn)維人員人工完成，專業(yè)管理人員在業(yè)務(wù)決策時(shí)得不到有效支持;而由于日常運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)不能以有效的方式積累，重復(fù)出現(xiàn)的事件和故障，一方面造成熟悉相關(guān)問(wèn)題的人員不斷重復(fù)處理，另一方面無(wú)法通過(guò)預(yù)判分析避免相同問(wèn)題的重復(fù)出現(xiàn)。

運(yùn)行維護(hù)人員的操作水平關(guān)系到整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的順利運(yùn)行[3]。在積極改善管理體制和學(xué)習(xí)電網(wǎng)企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，還要培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的專業(yè)人才?，F(xiàn)階段絕大部分設(shè)備依靠廠家進(jìn)行維護(hù)，缺乏可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的專業(yè)隊(duì)伍，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷到處理完成需要?dú)v經(jīng)幾個(gè)階段，問(wèn)題得不到及時(shí)的解決。

結(jié)語(yǔ)

未來(lái)，隨著通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步完善，變電站運(yùn)維自動(dòng)化技術(shù)在提高變電站工作效率方面將有更加顯著的效果。利用技術(shù)手段，改善變電站運(yùn)維工作的效率和質(zhì)量，改變變電站運(yùn)維的工作現(xiàn)狀，已然成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。總之，變電站運(yùn)維自動(dòng)化技術(shù)可以提高變電站工作的效率，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]盧天宇，任萬(wàn)利，武鑫.無(wú)人值班變電站運(yùn)維管理模式分析及其應(yīng)用發(fā)展[J].民營(yíng)科技，2018（10）：8.

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[3]梁敬鑄.智能化變電站運(yùn)行維護(hù)實(shí)踐分析[J].集成電路應(yīng)用，2018，35（09）：90-92.