變電運(yùn)維技術(shù)中的智能化技術(shù)

徐敏

（國網(wǎng)江蘇省電力公司揚(yáng)州供電公司 江蘇省揚(yáng)州市 225009）

在電力系統(tǒng)中，變電站是關(guān)鍵構(gòu)成單位，發(fā)揮出了核心效用。智能化技術(shù)的深入應(yīng)用，變電站發(fā)揮出的效應(yīng)越來越大。變電站智能化在工作時(shí)，充分應(yīng)用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，聯(lián)合不同的運(yùn)轉(zhuǎn)體系，從而集中管理變電站。變電站的智能化，可對變電站的運(yùn)行情況進(jìn)行全面監(jiān)控，提升了其自主管理能力，減少或完全規(guī)避了一些不良情況。不過，由于智能化變電站本身構(gòu)成復(fù)雜，對科技水準(zhǔn)要求高。這就需要時(shí)刻優(yōu)化升級技術(shù)，維護(hù)智能化變電站的穩(wěn)定性，從而發(fā)揮出更大效果。

1 變電運(yùn)維技術(shù)相關(guān)概述

1.1 變電運(yùn)維現(xiàn)狀

在電力行業(yè)中，變電站起到?jīng)Q定性作用。變電站全天24 小時(shí)都在不間斷的運(yùn)行中，這種監(jiān)控方可以及時(shí)處理一些突然發(fā)生的情況，不過會影響到人力最合適的分配結(jié)果。在科技高速提升下，變電站的監(jiān)管方式已實(shí)現(xiàn)了智能化，不需要時(shí)刻安排專業(yè)的監(jiān)管人員管控變電站運(yùn)行中或許會出現(xiàn)的問題，而且利用現(xiàn)代化設(shè)備，可全面控制變電站，并借助控制中心接受相關(guān)信息，將變電運(yùn)行命令傳輸給變電站。通過對比變電站管理模式，很明顯，智能化模式才能滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展需求，更好更精準(zhǔn)收集整理、剖析探究數(shù)據(jù)信息。另外，智能化變電站可保證不同部門間的彼此作用。[1]在科學(xué)范圍內(nèi)，測量、調(diào)節(jié)中心完成控制自動化，變電傳輸效率和運(yùn)行速度大為提升。

1.2 變電運(yùn)維智能化體系結(jié)構(gòu)

變電運(yùn)維智能化從技術(shù)結(jié)構(gòu)層次劃分，可分為過程層、間隔層以及站控層。其中，過程層涉及變壓器、隔離開關(guān)、斷路器等智能化設(shè)備組件，是智能化變電站一次設(shè)備。過程層包含測控裝置、保護(hù)裝置等，是二次設(shè)備。間隔層與其他部分緊密聯(lián)系，使間隔數(shù)據(jù)可以作用于間隔的一次設(shè)備。在變電中，站控層是最高級的設(shè)備。主要包含控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等，搜集數(shù)據(jù)，操控開關(guān)，監(jiān)控其他設(shè)備等一系列智能化的操作都是由站控層實(shí)現(xiàn)的，該部分集高級管理于一體。

1.3 變電運(yùn)維智能化技術(shù)特征

變電運(yùn)維中的智能化技術(shù)的檢測范圍更大更廣?？赏瓿烧麄€(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的覆蓋。與以往監(jiān)測系統(tǒng)相比，該技術(shù)也更加全面。不僅可以監(jiān)測到變電站、用戶、負(fù)責(zé)供電方的基本信息，還能檢測到家庭用電的基本情況。實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行情況。以往變電站所采用的監(jiān)測模式都是單向的，而智能化變電站，實(shí)現(xiàn)了雙向監(jiān)測，可最快速度內(nèi)，時(shí)刻在線監(jiān)測，不僅高智能化，同時(shí)還具有人性化特點(diǎn)。另一方面，可以隨時(shí)獲取變電設(shè)備的工作運(yùn)行情況，及時(shí)評估變電運(yùn)行系統(tǒng)，提前預(yù)測系統(tǒng)中存在的隱患，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生警告，便于第一時(shí)間處理。

1.4 變電運(yùn)維智能化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

智能化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩方面。一方面，確保變電站穩(wěn)定運(yùn)行。智能化應(yīng)用于變電站中，可對其進(jìn)行數(shù)字化控制。變電站在工作時(shí)，根據(jù)對調(diào)度指令的分析，在開展各項(xiàng)操作，操作穩(wěn)定性得以保證。將智能化技術(shù)應(yīng)用于變電站系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新。智能化設(shè)備引入，電力系統(tǒng)自動化管理得以落實(shí)，使監(jiān)測設(shè)備更具科學(xué)性，設(shè)備管理工作順利開展，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性大幅度提升。另一方面，自動化管理變電設(shè)備。電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，自動管理變電設(shè)備，需要從兩點(diǎn)著手，分別是管理設(shè)備和管理變電站。管理設(shè)備主要是對電氣設(shè)備進(jìn)行管理，借助信息管理模式完成。借助信息平臺可以融合變電站相關(guān)信息，之后利用智能技術(shù)，建立數(shù)字變電站，使電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，有一定支撐，從而確保其穩(wěn)定性、安全性。同時(shí)，也能優(yōu)化變電站運(yùn)行情況，電力系統(tǒng)工作質(zhì)量隨之提升。[2]

2 變電運(yùn)維智能化技術(shù)管理

2.1 對設(shè)備管理模式要求

現(xiàn)階段，在變電站設(shè)備管理方面，基本上都是采用的專業(yè)設(shè)備特定管理方式。說白了就是，變電站所涉及設(shè)備的維修保養(yǎng)、設(shè)備技術(shù)、實(shí)驗(yàn)以及對設(shè)備存在的不足等方面的管理，都是由電網(wǎng)單位專業(yè)的工作人員來進(jìn)行的，電網(wǎng)管理單位在選擇變電設(shè)備管理方式時(shí)，根據(jù)變電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的實(shí)際需求而定。由此可能看出，因?yàn)榧夹g(shù)水平和管理方式的不足，設(shè)備管理并沒有和設(shè)備技術(shù)應(yīng)用結(jié)合在一起。此方式下，給變電運(yùn)維帶來了一定困擾。比如，沒必要的設(shè)備運(yùn)行方式，極大的風(fēng)險(xiǎn)等。不必要的方式主要體現(xiàn)在：相關(guān)工作人員，為了確保供電的穩(wěn)定、可靠、安全，一般都會在沒有掌握設(shè)備運(yùn)行情況的基礎(chǔ)下，采用完全多余，沒必要的運(yùn)行方式來操作。在風(fēng)險(xiǎn)方面，主要體現(xiàn)為：管理設(shè)備和設(shè)備應(yīng)用技術(shù)是各自獨(dú)立來工作的，并沒有聯(lián)系在一起，這就導(dǎo)致相關(guān)操作人員無法完全了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，這在變電站設(shè)備的運(yùn)行方面是一種埋藏的安全隱患。隨著變電運(yùn)維技術(shù)中，應(yīng)用智能化技術(shù)觀念的提出，全新的設(shè)備管理理念得以問世，對變電設(shè)備的管理在該理念的作用下，直接上升到管理整個(gè)變電站的層面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備管理和設(shè)備運(yùn)行管理極大程度上的融合。而變電運(yùn)維工作中，應(yīng)用智能化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)相關(guān)工作人員實(shí)時(shí)掌握變電設(shè)備啟動情況。如果變電設(shè)備出現(xiàn)故障，設(shè)備自身可主動提出維修請求，使工作人員第一時(shí)間內(nèi)收到變電設(shè)備故障信息。在這種智能化的設(shè)備管理情況下，設(shè)備管理質(zhì)量和速度大幅度提升。

2.2 對信息保障體系要求

其實(shí)，通過上文中提到的變電運(yùn)維相關(guān)概述，也不難發(fā)現(xiàn)，變電運(yùn)維技術(shù)中的智能化技術(shù)離不開網(wǎng)絡(luò)支持。而變電運(yùn)維對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需求，不單單在于智能化變電運(yùn)維的三方面，在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。而且采集信息工作，必須借助于智能電網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)。因此，在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)智能化的過程中，首先需要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保障機(jī)制。在智能化變電運(yùn)維，智能化電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)中，都需要以信息技術(shù)為前提來開展，并且網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)貫穿于整個(gè)過程中。在這種情況下，快速方便的信息訪問和數(shù)據(jù)上傳方式都是必備的。不過，就當(dāng)前階段而言，電網(wǎng)智能化和變電運(yùn)維智能化技術(shù)還難以實(shí)現(xiàn)這樣的要求。主要是因?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)還不完善，不同信息系統(tǒng)間的聯(lián)系不密切，規(guī)劃不統(tǒng)一，急需改進(jìn)優(yōu)化。[3]

3 變電運(yùn)維應(yīng)用智能化技術(shù)面臨問題

在電網(wǎng)系統(tǒng)中，變電運(yùn)維智能化起到?jīng)Q定性作用。不過，在當(dāng)前的電網(wǎng)系統(tǒng)中，該技術(shù)僅僅處于初步發(fā)展期，具體應(yīng)用中存在眾多問題，制約了變電運(yùn)維智能化發(fā)展。問題分析如下：

3.1 電子式互感器保護(hù)反應(yīng)較慢

與一般的互感器相比，電子式互感器在傳輸數(shù)據(jù)方面，數(shù)據(jù)是從互感器內(nèi)部直接發(fā)送給交換器或是測控裝置的，其實(shí)會涉及到眾多中間環(huán)節(jié)，而中間環(huán)節(jié)的存在，導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)時(shí)間逐漸被拉長。另外，在對跳閘口附近的系統(tǒng)終端進(jìn)行保護(hù)處理時(shí)，互感器保護(hù)時(shí)間也會被拉長。電子式互感器從最開始的傳輸數(shù)據(jù)到之后的單元合并，再到最后的保護(hù)裝置，整個(gè)流程稱之為采樣，而保護(hù)裝置接入斷路器，這一環(huán)節(jié)稱之為跳閘。通過與以往的變電站對比，電子式互感器傳輸數(shù)據(jù)、合并單元需要較長時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。總的來說，變電運(yùn)維智能化反而要比以往的變電運(yùn)維技術(shù)在智能互感器保護(hù)反應(yīng)方面要慢。

3.2 安全性、穩(wěn)定性較差

我國在電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)過程中，一直都將變電設(shè)備運(yùn)行的安全、穩(wěn)定置于重中之重的地位，不過，變電運(yùn)維智能化在設(shè)備安全性、穩(wěn)定性運(yùn)行方面所取得的效果都達(dá)不到理想值。

3.2.1 變電設(shè)備運(yùn)行安全性能一般

以往變電站所應(yīng)用的通信方式基本上都是點(diǎn)對點(diǎn)的，比當(dāng)前變電運(yùn)維智能化技術(shù)的安全性要高。在交互機(jī)制方面，該技術(shù)有明顯的局部特征。一般情況下，該技術(shù)根據(jù)平等的信息溝通方式，將局域網(wǎng)內(nèi)所有的監(jiān)測智能電子設(shè)備信息統(tǒng)一起來。如果沒有及時(shí)采用科學(xué)的方式對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行防護(hù)，那么在整個(gè)系統(tǒng)中，但凡有一點(diǎn)局域網(wǎng)遭到破壞，勢必影響到整個(gè)變電系統(tǒng)。而變電系統(tǒng)中的監(jiān)測智能電子設(shè)備不具備點(diǎn)對點(diǎn)連接特點(diǎn)，所以變電設(shè)備之間也沒有對應(yīng)間隔點(diǎn)。根據(jù)此類問題，需要將有關(guān)的軟件展開針對性的防護(hù)，這點(diǎn)特別重要。因此，監(jiān)測智能電子設(shè)備對變電系統(tǒng)安全性有直接影響。變電系統(tǒng)功能要借助相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)，由此可能看出，在變電系統(tǒng)安全性方面，軟件信息所發(fā)揮的重要作用。不過，變電運(yùn)維智能化技術(shù)在當(dāng)前發(fā)展過程中，其安全性仍然達(dá)不到理想目標(biāo)。

3.2.2 穩(wěn)定性較差

變電運(yùn)維智能化技術(shù)所采用的互感器是有源電子，互感器是工作時(shí)候必須要安裝相關(guān)的元件，從而影響到變電系統(tǒng)的穩(wěn)定。另外，光學(xué)互感器也會受到外界影響，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。其實(shí)，這主要是因?yàn)楣饫w和玻璃的連接存在缺陷，而制約了穩(wěn)定性。除此之外，高壓電子互感器在運(yùn)行時(shí)容易受到電磁波干擾，信號傳輸受到嚴(yán)重影響，存在畸形或是不穩(wěn)定等情況。對于這些不穩(wěn)定成因，必須要采用恰當(dāng)?shù)暮线m的方式加以保護(hù)。

4 解決變電運(yùn)維智能化技術(shù)問題的策略

4.1 應(yīng)用繼電保護(hù)校驗(yàn)技術(shù)

（1）通過光纖完成信息傳輸。一般情況下，光纖通信技術(shù)都是在變電站一次設(shè)備中應(yīng)用的，能直接收集到信息數(shù)據(jù)并進(jìn)行轉(zhuǎn)化，由此提供了良好條件，而保護(hù)裝置若要接受數(shù)據(jù)，需要借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

（2）在數(shù)字化保護(hù)下，才能使用測試方式。進(jìn)行繼電保護(hù)的基礎(chǔ)便是嚴(yán)格按照相關(guān)的制度來進(jìn)行。其中，保護(hù)測試儀是用到的核心設(shè)備，而繼電保護(hù)校驗(yàn)一般應(yīng)用單對單或是單對多的方式，然后用兩條網(wǎng)線將保護(hù)測試儀器連接起來，由此完成測試工作。

4.2 提升安全性和穩(wěn)定性

基于變電運(yùn)維智能化的不穩(wěn)定、不安全性，筆者分析了幾點(diǎn)改進(jìn)策略。首先，在變電設(shè)備啟動時(shí)，在微型設(shè)備、電子技術(shù)使用的基礎(chǔ)上，將電波圖和電壓關(guān)合閘有效集合在一起，在一定的時(shí)間內(nèi)確保穩(wěn)定的電壓。其次，檢測設(shè)備運(yùn)行情況，這點(diǎn)可借助微機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，若檢測到錯(cuò)誤信息，要第一時(shí)間進(jìn)行處理，這點(diǎn)尤為重要，需重點(diǎn)關(guān)注。然后，實(shí)行自我監(jiān)測。全面整體監(jiān)控變電系統(tǒng)，重要監(jiān)控?cái)嗦菲?，發(fā)現(xiàn)不正常情況，立刻發(fā)生警報(bào)，便于相關(guān)工作人員最快時(shí)間內(nèi)展開維護(hù)，在使用斷路器時(shí)，也要借助智能控制器，精準(zhǔn)檢測二次設(shè)備，從而得到更精確的數(shù)據(jù)，保證變電運(yùn)維系統(tǒng)啟動工作中的穩(wěn)定性。最后，對于出現(xiàn)故障的設(shè)備維修，要按照不同設(shè)備，不同型號選擇最適用的維修方式，保證最快時(shí)間內(nèi)解決故障。

4.3 加入二次系統(tǒng)

變電運(yùn)維智能化技術(shù)中，高效控制、操作穩(wěn)定、極高的數(shù)據(jù)辨認(rèn)度、有秩序的時(shí)間、保護(hù)局域網(wǎng)等是二次系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)。如果在變電運(yùn)維智能化技術(shù)原本的基礎(chǔ)上，展開對二次系統(tǒng)的研制，可實(shí)現(xiàn)信息的自動采集、測量，對有效控制極為有利。通過研制二次系統(tǒng)，變電站將發(fā)展為擁有高環(huán)保性、高精尖裝備、高系統(tǒng)集成度的智能化的變電站。[4]

4.4 積極研制引導(dǎo)智能設(shè)備

現(xiàn)階段，變電運(yùn)維智能化技術(shù)所應(yīng)用的技術(shù)涵蓋眾多方面，比如雙母線接線、小車式開關(guān)柜技術(shù)等，由此來實(shí)現(xiàn)，在變電運(yùn)維智能化系統(tǒng)中，單元合并的科學(xué)化、一體化。實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)和智能技術(shù)的有效融合，使其集中應(yīng)用于變電運(yùn)維智能化技術(shù)中，并且關(guān)鍵點(diǎn)要放在變電系統(tǒng)的管理和運(yùn)行方面，從而主動研制引導(dǎo)智能設(shè)備，而并非被動接受。驅(qū)使變電運(yùn)維智能化技術(shù)更為完善。

5 結(jié)束語

總之，變電運(yùn)維智能化技術(shù)已成為發(fā)展趨勢，該技術(shù)不僅可以維護(hù)變電站的正常運(yùn)行、維護(hù)，還能為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供一定的專業(yè)保證。雖然，當(dāng)前變電運(yùn)維智能化技術(shù)存在一定弊端，但總體而言，還是有很大好處優(yōu)勢的，只有持續(xù)提升相關(guān)工作人員的專業(yè)技能，及時(shí)處理、優(yōu)化完善問題，最終電力系統(tǒng)變電運(yùn)維的質(zhì)量和速度將大幅度提升，發(fā)揮出更大效用。