論變電運(yùn)維技術(shù)在電力系統(tǒng)中的作用

李奇峻

[摘? ? 要]文章概述了變電運(yùn)維技術(shù)，分析了變電運(yùn)維中存在的技術(shù)設(shè)備老化和技術(shù)荷載不足的技術(shù)性問題，并從變電線路開關(guān)故障、三側(cè)開關(guān)故障、主變低壓開關(guān)故障、接地線路安裝4個(gè)方面探討了變電運(yùn)維技術(shù)的具體應(yīng)用。同時(shí)，針對在變電運(yùn)維技術(shù)智能化發(fā)展上的提前謀

劃，針對安全性和穩(wěn)定性的問題，提出了要不斷完善變電運(yùn)維技術(shù)智能化體系結(jié)構(gòu)等措施，為推動(dòng)我國變電運(yùn)維技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]變電運(yùn)維;電力;故障;智能電網(wǎng)

[中圖分類號(hào)]TM73 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）05–0–03

Discussion on the Function of Substation Operation

and Maintenance Technology in Power System

Li Qi-jun

[Abstract]An overview of substation operation and maintenance technology， analysis of the technical problems of aging of technical equipment and insufficient technical load in the application of substation operation and maintenance technology， and from the failure of substation line switch failure， three-side switch failure， and main transformer low-voltage switch failure 4. The specific application of substation operation and maintenance technology is discussed in four aspects of grounding line installation. At the same time， it is necessary to plan ahead of time for the intelligent development of substation operation and maintenance technology. In view of the problems of safety and stability， measures to continuously improve the intelligent system structure of substation operation and maintenance technology are proposed to promote my country's substation operation and maintenance technology. The application and development of the company provide a basis.

[Keywords]substation operation and maintenance; electric power; fault; smart grid

現(xiàn)代社會(huì)當(dāng)中，電能已經(jīng)成為人類社會(huì)發(fā)展必不可少的能源，尤其是在當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，電能的需求更是日益增加。因此，如何做好電能的供應(yīng)工作，全面滿足人們生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電能的需求，助推供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，就顯得意義重大。而變電運(yùn)維作為電力運(yùn)行系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是保障電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的重要基礎(chǔ)。因此，系統(tǒng)地對變電運(yùn)維技術(shù)進(jìn)行研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，能夠更好地夯實(shí)整個(gè)電力運(yùn)行的基礎(chǔ)，從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的有序發(fā)展。

1 變電運(yùn)維技術(shù)概述

變電運(yùn)維技術(shù)可以說是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)，其主要是針對電力系統(tǒng)中的變電設(shè)備。由于電力系統(tǒng)的復(fù)雜性，很多變電設(shè)備會(huì)出現(xiàn)損壞、不穩(wěn)定的問題。所以在日常運(yùn)行中必須要通過變電運(yùn)維技術(shù)，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)電力運(yùn)維的規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)定程序?qū)ψ冸娫O(shè)備進(jìn)行維護(hù)和管理。從一定程度上來說，變電設(shè)備運(yùn)維技術(shù)的好壞直接決定了電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠與否。從本質(zhì)上來看，良好的變電運(yùn)維技術(shù)為電力系統(tǒng)在高壓、低壓、輸電、配電等方面提供的是“檢”和“修”。具體地說其主要的特征包括如下4個(gè)方面。

（1）檢修范圍廣。由于變電設(shè)備種類較多，在分布上也比較分散，這就使得變電運(yùn)維工作無論是在空間范圍上，還是在技術(shù)范圍上都比較廣。

（2）檢修條件多樣化。不同的變電設(shè)備所處的環(huán)境千差萬別，而環(huán)境帶來的影響也是多種多樣，這使得變電設(shè)備的檢修條件也就具有了多樣性。

（3）變電設(shè)備故障頻率大。一些設(shè)備分布不均，檢修移動(dòng)范圍大，增加了檢修的頻率，問題出現(xiàn)的不集中，使運(yùn)維管理更加不便。

（4）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高。變電運(yùn)維是專業(yè)性的工作，對于相關(guān)工作人員的專業(yè)素養(yǎng)要求比較高，如果不具備必要的專業(yè)能力，很容在變電運(yùn)維過程中出現(xiàn)問題，甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。

2 應(yīng)用變電運(yùn)維技術(shù)存在的一般問題

由于變電運(yùn)維具有檢修范圍廣、條件多樣化、設(shè)備故障頻率高、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高的特點(diǎn)，在實(shí)際操作過程中常常會(huì)出現(xiàn)一些問題。除了人為的、自然的、思想的、管理的等因素外，技術(shù)方面的因素也有著重要的影響。其中主要包括兩個(gè)方面。

2.1 技術(shù)設(shè)備的老化問題

任何的設(shè)備都是具有一定壽命的，變電設(shè)備也是如此。變電設(shè)備在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)面臨高溫、高壓等不利條件，時(shí)間一長必然會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的一些線路出現(xiàn)老化問題，這就給變電運(yùn)維帶來了很大的困難，影響整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2 技術(shù)荷載不足的問題

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)過程中使用的電量不斷提升，特別是在用電高峰期，電力需求很大，而很多系統(tǒng)的荷載能力不足，這就導(dǎo)致了電力系統(tǒng)很多時(shí)候都是超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，長期處于這種狀態(tài)很容易出現(xiàn)問題，影響變電運(yùn)維。

3 變電運(yùn)維技術(shù)的具體應(yīng)用探討

3.1 在變電線路開關(guān)故障中的應(yīng)用

變電線路開關(guān)故障是變電設(shè)備中較為常見的一類故障，最為常見的就是跳閘故障。在處理這類問題時(shí)，變電運(yùn)維技術(shù)人員需要首先進(jìn)行線路的測定，找到出現(xiàn)問題的電力線路，而后抵達(dá)跳閘的線路開關(guān)處，對開關(guān)的動(dòng)作包括材料展開嚴(yán)謹(jǐn)分析，結(jié)合故障錄波數(shù)據(jù)，分析之后，形成線路故障調(diào)查報(bào)告，將報(bào)告遞交給電力調(diào)度人員，檢查涉及到的變電設(shè)備，繼續(xù)上報(bào)檢查信息，根據(jù)調(diào)度員給出的指令來展開故障處理工作。

3.2 在三側(cè)開關(guān)故障中的應(yīng)用

相較于變電線路開關(guān)故障，三側(cè)開關(guān)故障具有一定的復(fù)雜性。變電運(yùn)維技術(shù)人員在找到重點(diǎn)檢測目標(biāo)的基礎(chǔ)上，對油箱的使用情況進(jìn)行確認(rèn)，避免漏油問題的發(fā)生。同時(shí)，做好二次回路的檢查工作，明確是在二次回路出現(xiàn)的問題還是在主變本體出現(xiàn)的問題。若發(fā)現(xiàn)為主變本體油箱內(nèi)故障是造成主變本體保護(hù)動(dòng)作后，應(yīng)及時(shí)向當(dāng)值調(diào)度員進(jìn)行匯報(bào)，把出現(xiàn)故障的主變進(jìn)行冷備用轉(zhuǎn)換，經(jīng)過相關(guān)專業(yè)檢修人員處理后，將故障排除后再進(jìn)行使用。當(dāng)主變出現(xiàn)零序過壓保護(hù)時(shí)，變電運(yùn)維技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)首先明確零序過壓是在哪一側(cè)，然后來檢查主變該側(cè)的套管與引出線，在主變零序發(fā)生過壓保護(hù)后，若發(fā)現(xiàn)故障是由于主變接地或其某一次引出線發(fā)生接地引起的或出現(xiàn)電壓波動(dòng)，主變可以正常工作，而系統(tǒng)卻工作不正常時(shí)，應(yīng)在調(diào)度命令的指導(dǎo)下對該主變做相應(yīng)處理。當(dāng)主變出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，變電運(yùn)維技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)檢查主變各側(cè)開關(guān)CT后邊的電氣設(shè)備，主要包括各側(cè)開關(guān)CT、刀閘、母線橋、主變兩側(cè)套管與引出線以及主變PT、兩側(cè)避雷器等。當(dāng)確定是由某一設(shè)備導(dǎo)致的問題后，第一時(shí)間要把相關(guān)情況向調(diào)度員報(bào)告，并把出現(xiàn)問題的設(shè)備進(jìn)行冷備用處置，當(dāng)相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行修復(fù)，確保問題排除后再進(jìn)行投入使用。

3.3 在主變低壓開關(guān)故障中的應(yīng)用

當(dāng)電力系統(tǒng)的主變低壓側(cè)出現(xiàn)電流保護(hù)動(dòng)作，應(yīng)當(dāng)對線路進(jìn)行檢查，診斷電力故障的具體類型。若線路開關(guān)并未出現(xiàn)拒動(dòng)的情況，故障有可能出現(xiàn)在母線系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)對線路中應(yīng)用的母線與出線開關(guān)展開檢查，確定電力故障的形成原因之后，需上報(bào)電力調(diào)度相關(guān)情況，依照電力調(diào)度指令完成處理工作。線路開關(guān)在應(yīng)用時(shí)也有可能產(chǎn)生拒動(dòng)現(xiàn)象，檢查工作應(yīng)轉(zhuǎn)移到二次回路系統(tǒng)上，確定二次回路處是否存在燒毀、斷線與不良接觸的問題，控制回路的故障在很多情況下都是因二次回路故障而產(chǎn)生的。若線路中的所有開關(guān)均未出現(xiàn)拒動(dòng)的現(xiàn)象，應(yīng)著重檢查與母線相連的設(shè)備，并進(jìn)行多種測試活動(dòng)，如果沒有確定故障類型以及起因，不可直接恢復(fù)母線系統(tǒng)，進(jìn)行正常供電活動(dòng)，在確定故障以及進(jìn)行必要的隔離之后，才能恢復(fù)使用母線，減少電力系統(tǒng)受到的影響。

3.4 在接地線路安裝中的應(yīng)用

在接地線路的安裝過程中，變電運(yùn)維技術(shù)人員首先要明確過剩電壓的使用情況，向地下系統(tǒng)導(dǎo)入過剩電壓之后，應(yīng)觀測線路的接通情況，安全穩(wěn)定運(yùn)行電力系統(tǒng)。安裝接地線路的工作應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)正確地展開，不可出現(xiàn)突然接通電路的情況，檢測線路系統(tǒng)中的設(shè)備的實(shí)際靜電感應(yīng)電壓。運(yùn)維人員檢測接地系統(tǒng)時(shí)，需佩戴絕緣手套，預(yù)防觸電事故。安裝隔離開關(guān)時(shí)，要啟動(dòng)全過程監(jiān)督系統(tǒng)，預(yù)防安全事故出現(xiàn)。

4 變電運(yùn)維技術(shù)的智能化發(fā)展趨勢

4.1 變電運(yùn)維技術(shù)的智能化發(fā)展存在的技術(shù)問題

4.1.1 安全性不足

在智能化變電運(yùn)維技術(shù)中，信息的傳遞采用的是對等形式，這樣就能夠把全部的IED信息統(tǒng)一到局域網(wǎng)內(nèi)。而這時(shí)若沒有有效的信息保護(hù)措施，一旦其中的一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，就很容易導(dǎo)致大范圍的電力系統(tǒng)故障。這主要是由于變電系統(tǒng)中IED并不具有點(diǎn)對點(diǎn)對接的特質(zhì)，所以設(shè)備裝置之間的間隔點(diǎn)也是不具備的，對于此，利用軟件實(shí)現(xiàn)防護(hù)隔離就變得尤為重要了。因此，IED集中控制體系不利于變電系統(tǒng)的安全性發(fā)展。變電系統(tǒng)中的信息記錄、設(shè)備控制、自動(dòng)跳閘等功能可以利用軟件來實(shí)現(xiàn)，可見，軟件信息的安全性在變電系統(tǒng)占據(jù)重要地位。上文分析得出，智能化變電運(yùn)維技術(shù)的安全性同其安全體系有著直接的關(guān)系，所以其安全性方面還存在著較多的問題。

4.1.2 穩(wěn)定性欠缺

智能化變電運(yùn)維技術(shù)涉及到的很多互感器內(nèi)部都含有一些有源電子元件，這會(huì)給變電運(yùn)維系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來很大的影響。而且除去上述有源電子相關(guān)的設(shè)備，光學(xué)互感器受到外部因素影響的可能性較大，也會(huì)導(dǎo)致一些不穩(wěn)定的問題出現(xiàn)，其誘因主要是其中的光纖與玻璃的連接存在問題。同時(shí)，高壓電子互感器也很容易受到輸送路徑與電磁場的干擾，從而影響信號(hào)的傳輸，會(huì)造成發(fā)生波的不穩(wěn)定性和波段畸形變化等問題。針對上述可能影響穩(wěn)定性的因素都需要采取專門的技術(shù)措施進(jìn)行保護(hù)和應(yīng)對。

4.2 完善變電運(yùn)維技術(shù)的智能化發(fā)展的技術(shù)措施

4.2.1 完善智能化體系結(jié)構(gòu)

變電運(yùn)維技術(shù)的智能化在結(jié)構(gòu)層次上可以劃分為過程層，間隔層和站控層。其中，過程層主要包括隔離開關(guān)、變壓器、斷路器、電流互感器，以及相關(guān)的智能化設(shè)備;站控層則是變電站中最高級(jí)的智能管理設(shè)備，主要包括控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等，其功能主要是控制一些智能化的操作，如設(shè)備監(jiān)控、操作開關(guān)及信息交互等;間隔層則是站控層和過程層連接的樞紐，其構(gòu)成上一般需要一些監(jiān)測和保護(hù)設(shè)備，其功能主要是實(shí)現(xiàn)過程層和站控層的聯(lián)系。要促進(jìn)變電運(yùn)維技術(shù)的智能化發(fā)展，就應(yīng)當(dāng)按照上述標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的需要，建立完善的變電運(yùn)維智能化體系結(jié)構(gòu)，這是保證智能化變電運(yùn)維技術(shù)安全性和穩(wěn)定性的前提。

4.2.2 強(qiáng)化智能化變電運(yùn)維技術(shù)的安全性與穩(wěn)定性

針對智能化變電運(yùn)維技術(shù)在安全性和穩(wěn)定性上存在的問題，相關(guān)的技術(shù)措施可以從四個(gè)方面來考慮。①當(dāng)設(shè)備處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，可以在使用微型機(jī)器的條件上把電壓關(guān)合閘與電波圖相結(jié)合，在時(shí)間確定的前提下保證電壓穩(wěn)定。②使用微機(jī)手段，適時(shí)地對處于運(yùn)行狀態(tài)下的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢測，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題，并針對性地進(jìn)行解決，從而將問題控制在萌芽狀態(tài)。③實(shí)施自我監(jiān)測，要對智能化變電運(yùn)維體系實(shí)施全面監(jiān)控，尤其是對斷路器的監(jiān)控，一旦監(jiān)測到問題，要第一時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)報(bào)警，同時(shí)及時(shí)聯(lián)系相關(guān)維護(hù)人員，在使用斷路器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再利用智能控制器對智能二次設(shè)備進(jìn)行更精確的數(shù)據(jù)檢測，為運(yùn)維系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性奠定良好的基礎(chǔ)。④對電子互感器的維修要根據(jù)不同設(shè)備的不同型號(hào)進(jìn)行維修，以此保證故障得以及時(shí)處理。

5 結(jié)語

變電運(yùn)維技術(shù)是保障電力系統(tǒng)高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。如何更為有效地應(yīng)用和發(fā)展變電運(yùn)維技術(shù)是當(dāng)前電力系統(tǒng)的一個(gè)重大課題。因此，應(yīng)當(dāng)清醒地認(rèn)識(shí)到變電運(yùn)維技術(shù)應(yīng)用中存在的技術(shù)設(shè)備老化和技術(shù)荷載不足的技術(shù)性問題，并從變電線路開關(guān)故障、三側(cè)開關(guān)故障、主變低壓開關(guān)故障、接地線路安裝四個(gè)方面明確變電運(yùn)維技術(shù)的具體應(yīng)用。同時(shí)，要在變電運(yùn)維技術(shù)智能化發(fā)展上提前謀劃，針對安全性和穩(wěn)定性的問題，通過不斷完善變電運(yùn)維技術(shù)智能化體系結(jié)構(gòu)等措施，來提升智能化變電運(yùn)維技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性。這樣才能充分把握未來智能化變電運(yùn)維技術(shù)的發(fā)展趨勢，使其真正發(fā)揮作用，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

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