電網(wǎng)變電運行設(shè)備自動化技術(shù)及維護探析

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0 引言

隨著我國經(jīng)濟逐漸從粗放型向集約型轉(zhuǎn)型升級的過程中，人們在生產(chǎn)生活中更加注重經(jīng)濟效益和生態(tài)效應(yīng)的平衡，核能、風(fēng)能、水能、生物能源、石化能源等都會轉(zhuǎn)化為電能來為人類社會服務(wù)。因此，電力設(shè)備也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而能夠保障電力能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。這其中變電站設(shè)備發(fā)展的智能化、自動化已經(jīng)成為其未來發(fā)展的主要方向，在這方面我國已經(jīng)走在世界前列，因為我國擁有世界上最龐大也是最復(fù)雜的電力供應(yīng)系統(tǒng)。通過電網(wǎng)變電運行設(shè)備自動化的研究可以進一步優(yōu)化電力能源供應(yīng)，減少電力能源在運輸中的浪費。

1 變電運行設(shè)備的自動化系統(tǒng)的功能特點

電網(wǎng)變電設(shè)備的自動化系統(tǒng)屬于微機控制系統(tǒng)，其中的關(guān)鍵技術(shù)包含計算機技術(shù)、移動通信技術(shù)、模塊化軟件分析技術(shù)等部分，通過這幾大技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)字化集成管理，從而能夠通過調(diào)度中心對電網(wǎng)整體的能源輸送分配進行自動化調(diào)節(jié)[1]。系統(tǒng)主要包含三大特點。

1)綜合化功能是自動化系統(tǒng)的特點。自動化的概念是實現(xiàn)對設(shè)備所有功能進行自主控制的過程。這種控制行為主要是通過人工智能和物聯(lián)網(wǎng)對電力設(shè)備運行過程中的各項數(shù)據(jù)進行海量采集分析之后，然后將正確的指令通過通信技術(shù)回饋給工作人員，如果電力設(shè)備有潛在的安全隱患，則會提醒操作人員進行遠程操控來修正，如果電力設(shè)備運行正常，則數(shù)據(jù)顯示正常，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各個電力設(shè)備的各個單位連接為一個綜合性的功能保護體系，然后再利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的采集、核算、傳輸和反饋，這便是自動化技術(shù)運行的特點。

2)微機化結(jié)構(gòu)是自動化系統(tǒng)的核心。微機是計算機硬件設(shè)備的微型化形成的指揮調(diào)度中心，微機化結(jié)構(gòu)是電力設(shè)備自動化運行的“大腦”和“神經(jīng)中樞”，通過微機集群形成的云數(shù)據(jù)儲存和大數(shù)據(jù)智能運算，才能夠?qū)崿F(xiàn)電力能源從生產(chǎn)、儲備、調(diào)用、分配的最優(yōu)解，并能夠針對電力設(shè)備中出現(xiàn)的故障通過指令控制及時止損，并調(diào)節(jié)電力運輸網(wǎng)絡(luò)，避免出現(xiàn)安全事故。龐大的電力設(shè)備運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的海量數(shù)據(jù)可以通過云服務(wù)器儲存下來，這樣就保證了歷史數(shù)據(jù)，做到了電力工作的精細化管理。

3)智能化運行是自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵。智能化管理可以減少工人的工作強度，降低工作中出現(xiàn)的問題和故障率，這是自動化與人工操作的最主要區(qū)別。智能化主要體現(xiàn)有兩點，一是可以根據(jù)工作要求需求進行自動指令調(diào)節(jié)，工作人員只需要通過操控中心輸入工作需要參數(shù)便可；另外系統(tǒng)可以對電力設(shè)備整體進行全天候24 h的診斷，這種診斷方式就是不斷采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)分析是否在安全區(qū)間內(nèi)，這樣就可以方便工作人員定點檢查維護設(shè)備。

2 變電運行設(shè)備的自動化技術(shù)主要功能

1)系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)。電力設(shè)備自動化系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)該采用分層分布式結(jié)構(gòu)，因為這種結(jié)構(gòu)采用的是面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，功能更有針對性、更聚焦，能夠提升變電運行設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，可以將電力設(shè)備中所有的功能設(shè)備，如保護單元、控制裝置等[2]。分散安裝在關(guān)鍵變電運行設(shè)備的附近，這樣就有利于功能設(shè)備的控制對象通過網(wǎng)絡(luò)連接，從而讓分布式結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)通信的支撐下將所有功能模塊互聯(lián)互通在一起，這樣就構(gòu)建了信息采集、傳輸、分析、反饋的立體式數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)，進而實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度中心的集中管理和工作人員移動通信設(shè)備的及時了解。分層分布式結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢就是局部設(shè)備出現(xiàn)故障之后，并不影響整體系統(tǒng)的運行，不僅可以及時停止受損的模塊避免持續(xù)運行帶來更大的傷害，還能夠讓其他功能正常的模塊繼續(xù)參與工作。

2)系統(tǒng)主要功能組成。采集與監(jiān)控軟件主要工作是采集變電設(shè)備的各種型號數(shù)據(jù)，如溫度、電壓、功率等等。監(jiān)控軟件主要是對設(shè)備運行狀態(tài)進行24 h的關(guān)注，一旦出現(xiàn)設(shè)備安全故障，可以通過煙霧報警、火警等預(yù)警系統(tǒng)來及時通知工作人員確定故障點進行搶修。

管理軟件是管理人員通過數(shù)據(jù)信息分析，來對設(shè)備的運行狀態(tài)進行調(diào)整的重要控制模塊，最常見的就是中央控制操控大屏，這個大屏能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)所有功能的指令發(fā)送，包括故障修理和電力能源分配。管理軟件建立在信息大數(shù)據(jù)計算的基礎(chǔ)之上，也是互聯(lián)網(wǎng)+電力事業(yè)建設(shè)的重要組成內(nèi)容，可以說顛覆傳統(tǒng)電力管理純粹人工操作的局限。

通信軟件是自動化系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著信息傳導(dǎo)的任務(wù)。變電設(shè)備所有的數(shù)據(jù)都需要通信軟件來進行傳輸，工作人員的指令也需要通信軟件進行傳達。

3 變電運行設(shè)備的維護技術(shù)

變電站運行設(shè)備的維護直接關(guān)系到設(shè)備的運行狀態(tài)，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。電力公司應(yīng)該充分重視，從人力財力等方面保證能夠持續(xù)為經(jīng)濟發(fā)展作出貢獻。

1)一次設(shè)備維護。綜合自動化變壓器的運行狀態(tài)需要工作人員現(xiàn)場檢查硬件設(shè)備的狀態(tài)來判斷其性能，也可以通過后臺監(jiān)控數(shù)據(jù)來分析其損耗。智能化的變電設(shè)備一般都安裝了大量的基于信息數(shù)據(jù)采集的檢測設(shè)備，比如通過溫度，壓力等數(shù)值的檢測，來確保其是否處于安全狀態(tài)[3]。

2)二次設(shè)備維護。針對變電站自動化系統(tǒng)中的二次設(shè)備，基本上都是數(shù)值化裝備設(shè)置，一次設(shè)備可以通過智能設(shè)備轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息升級為二次設(shè)備。再通過通信技術(shù)實現(xiàn)檢測、控制和保護。

3)變電所運行設(shè)備檢修技術(shù)要點。設(shè)備和線路的電源試驗。驗電是變電站運行設(shè)備維護中常用的技術(shù)手段，在設(shè)備維護中起著重要的作用。不僅可以防止如誤進電氣化區(qū)間等各種事故的發(fā)生，而且可以提高設(shè)備的運行可靠性。一般情況下，驗電是在停電的前提下，在地線敷設(shè)前實施，對設(shè)備和線路進行測試，以確定設(shè)備和線路在這種狀態(tài)下是否有電壓。在實際運行中應(yīng)注意以下情況：①維修設(shè)備的進出線不應(yīng)同時進行試驗，而應(yīng)單獨進行試驗。②做好安全防護工作，避免試驗過程中發(fā)生安全事故。③電氣試驗設(shè)備的性能保證良好，設(shè)備、線路處于停電狀態(tài)。

4)跳閘故障的排除。在變電站設(shè)備運行過程中，跳閘故障發(fā)生的概率較大，也是影響變電站設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠運行的主要問題之一?？梢圆扇∫韵聝煞N方法來進行解決：一是消除線路跳閘。線路跳閘故障時，應(yīng)先檢查保護動作是否正常，再檢查ALPS和跳閘開關(guān)。檢查的重點要放在開關(guān)位置指示器上，如保險接觸是否良好、彈簧機構(gòu)是否正常等，確認(rèn)各檢查項目正常后，即可進行強制傳動。二是主變低壓側(cè)跳閘故障。可根據(jù)母線故障、開關(guān)誤動、過跳等故障原因采取相應(yīng)措施。為準(zhǔn)確判斷故障原因，應(yīng)仔細檢查二次設(shè)備，如直接熔斷器是否斷開，保護壓板是否丟失等。

4 結(jié)語

電網(wǎng)變電運行設(shè)備自動化的維護技術(shù)需要結(jié)合其故障智能檢測，通過工作人員的專業(yè)維護才能消除安全隱患，這是科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力和人才是企業(yè)核心競爭力的重要體現(xiàn)。因此，電力公司要加強維護技術(shù)的投入工作，尤其是加強維修人員的技能培訓(xùn)是確保系統(tǒng)維修高質(zhì)高效的前提。