智能變電站運行維護要點及優(yōu)化措施分析

吳力飚

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引 言

隨著社會的不斷發(fā)展，人們的用電需求發(fā)生了巨大的變化，傳統(tǒng)變電站的運行模式已無法很好地適應(yīng)電力企業(yè)的發(fā)展。因此，智能變電站在各電力企業(yè)都十分受重視，實現(xiàn)變電站的智能化不僅可以提高供電效率，而且可以推動電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。智能變電站可以有效彌補傳統(tǒng)變電站各方面的缺陷，從而提高電力企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，以適應(yīng)未來的發(fā)展。

1 智能變電站運行技術(shù)特點分析

隨著智能技術(shù)在我國的迅速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。例如，在變電站的應(yīng)用中，智能變電站的普及和推廣使變電站的交互式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加清晰，這對提高變電站的運行效率、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性均起著關(guān)鍵的作用。智能變電站可以通過智能網(wǎng)絡(luò)將變電站的一次設(shè)備和二次設(shè)備統(tǒng)一連接，實現(xiàn)對變電站的集中管理，在這一點上，它的優(yōu)越性要遠高于傳統(tǒng)變電站[1]。

智能變電站的技術(shù)特性可以歸納為2個方面：一是設(shè)備智能化，二是檢修維護狀態(tài)化。具體分析如下。

圖1 智能變電站結(jié)構(gòu)

1.1 設(shè)備智能化

智能變電站的運行基本上都是由智能設(shè)備來完成，智能設(shè)備能夠接收來自遠程的調(diào)度信息，并根據(jù)需要進行相應(yīng)的操作，同時將最新的數(shù)據(jù)信息反饋給調(diào)度人員，讓他們隨時掌握設(shè)備的運行狀況[2]。

1.2 檢修狀態(tài)化

傳統(tǒng)的變電站設(shè)備運維工作大都是在發(fā)生故障后進行的。而在智能控制的基礎(chǔ)上，采用先進的狀態(tài)檢測、可靠的評估手段預(yù)測一次設(shè)備的使用壽命，并通過動態(tài)的方式分析設(shè)備的運行狀況，從而預(yù)測設(shè)備的運行趨勢，并根據(jù)當(dāng)前電力企業(yè)的工作計劃提出相應(yīng)的運維方案[1]。同時，向電力調(diào)度、運行等部門提供相關(guān)信息，實現(xiàn)在設(shè)備性能降低或出現(xiàn)故障前即進行維護。

2 智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別

與傳統(tǒng)的變電站相比，智能變電站具有的突出優(yōu)勢是它可以自動識別電網(wǎng)中的故障，并對其進行故障診斷和預(yù)警。其智能預(yù)警系統(tǒng)可以在故障發(fā)生的瞬間作出正確的判斷，并與相應(yīng)的輔助支持一起進行快速處理。以廣東省深圳市110 kV投控變電站為例，該站為室內(nèi)地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）變電站，經(jīng)過智能化改造，采用通過基于站控層的順序控制功能，實現(xiàn)智能操作；通過巡檢機器人及設(shè)備設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)智能巡視及故障分析；通過視頻采集、圖像識別、超寬帶技術(shù)（Ultra Wide Band，UWB）定位等智能技術(shù)，實現(xiàn)智能安全；通過信息建模技術(shù)構(gòu)建數(shù)字孿生變電站，實現(xiàn)各智能技術(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)相互打通，從而能夠在同一個運行支持平臺上進行統(tǒng)一監(jiān)測與控制。綜合運用以上智能技術(shù)，可以實現(xiàn)智能變電站的自動控制、智能調(diào)節(jié)以及協(xié)同互動等功能，切實提高變電站運維的質(zhì)量和效率[3]。

3 智能變電站運行維護中存在的問題

3.1 智能變電站運行維護制度不完善

電力企業(yè)是基本的能源單位，它關(guān)系著民生大計。作為一個特殊的行業(yè)，電力企業(yè)要不斷增強供電可靠性，同時電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大、電力設(shè)備不斷增長與人力資源相對不足的矛盾日益突出，因此從管理和技術(shù)2個方面加強創(chuàng)新意識。近年來，為了智能變電站的建設(shè)和升級改造，各電力企業(yè)都在不斷地進行智能化設(shè)計和技術(shù)上的革新[2]。然而，由于國家及行業(yè)內(nèi)對智能運維尚未建立統(tǒng)一規(guī)范，導(dǎo)致其運行維護工作未能獲得制度上的支撐，無法適應(yīng)企業(yè)需要進行系統(tǒng)化的實施[4]。

3.2 智能變電站的巡視工作存在不足

智能變電站的巡視對提高變電站運行的可靠性具有重要意義。由于智能技術(shù)在智能變電站中的運用使原有煩瑣的工作流程得以優(yōu)化，但同時造成部分運維人員產(chǎn)生依賴心理，從而忽略了現(xiàn)場巡視的重要性，從而導(dǎo)致不能嚴(yán)格按規(guī)定保質(zhì)保量地開展原本的日常巡視工作。如果智能監(jiān)測系統(tǒng)不能及時發(fā)現(xiàn)部分故障，那么會使其不斷惡化，最終產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

3.3 智能變電站的智能監(jiān)測系統(tǒng)維護不足

智能監(jiān)測系統(tǒng)可以通過對變電設(shè)備運行的分析提出相應(yīng)的對策，保證變電設(shè)備的正常工作。但是，如果沒有做好智能監(jiān)測系統(tǒng)的維護工作，智能設(shè)備本身不能正常運行，那么在變電站運行過程中出現(xiàn)問題時也無法及時發(fā)現(xiàn)和處理，一旦發(fā)生重大故障，就會對電網(wǎng)的安全造成很大影響。

4 智能變電站運行維護技術(shù)要點

4.1 智能變電站一次設(shè)備的運維要點

智能變電站的運行維護包括一次設(shè)備、二次設(shè)備以及其他電力通信設(shè)備的運行和維護。一次設(shè)備的運行維護包括主變壓器、GIS和電子式互感器等。在進行一次設(shè)備運維時，要仔細(xì)觀察設(shè)備的外觀和導(dǎo)體接頭等位置，并通過電氣試驗或?qū)I(yè)儀器檢查其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在運行和維護時，還須檢驗智能變電站的信息傳輸、交換、處理等環(huán)節(jié)，以確保其正常運行。在智能變電站的一次設(shè)備運行、維護中，要對設(shè)備溫度進行實時監(jiān)測，盡量控制在正常的溫度區(qū)間運行，并通過溫度的變化來判斷是否有可能發(fā)生故障，以防止事故發(fā)生，并提高設(shè)備的使用壽命[5]。

4.2 智能變電站二次設(shè)備的運維要點

智能變電站與傳統(tǒng)變電站存在一定的區(qū)別，在二次設(shè)備運行維護中，應(yīng)著重于對自動化設(shè)備的安全操作和報警系統(tǒng)的維護。因為智能變電站依靠的是通信網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，所以二次設(shè)備一旦發(fā)生故障，就會對變電站的運行產(chǎn)生直接的影響。為了變電站二次設(shè)備的正常運行，須確保其通信網(wǎng)絡(luò)和電源2個方面的正常運轉(zhuǎn)。一旦出現(xiàn)站用電源跳閘或網(wǎng)絡(luò)中斷現(xiàn)象，運維人員就立即進行處理，避免因故障時間太長造成設(shè)備保護誤動。要定期檢查維護二次保護設(shè)備，確保報文的正常發(fā)送和接收，并注意通信網(wǎng)絡(luò)是否正常。

4.3 智能變電站合并單元的運維要點

智能變電站合并單元的智能組件設(shè)備不能長期在滿負(fù)荷下工作，若長期超負(fù)荷運行會造成設(shè)備過熱，在實際運行中類似這樣的因素都會影響到智能變電站的運行安全。在智能組件發(fā)生光纖通信網(wǎng)絡(luò)中斷等故障時，應(yīng)能及時把告警信息發(fā)送至預(yù)警系統(tǒng)，以便運維人員能更方便地發(fā)現(xiàn)和解決故障。當(dāng)發(fā)現(xiàn)合并單位發(fā)生告警時，應(yīng)立即采取必要的措施，以有效地消除合并單元的故障隱患。

4.4 智能變電站故障檢測與分析

在智能變電站中，一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的信號傳輸，還有站控層、過程層和間隔層之間的通信都采用光纖通信網(wǎng)絡(luò)完成。該方法不僅能實現(xiàn)變電站運行的自動化，而且能對變電站進行有效的自檢。具體而言，智能化、自動化的智能變電站系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的自動監(jiān)測和分析，智能變電站將故障濾波設(shè)備、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了對電網(wǎng)的故障檢測，從而降低了對設(shè)備和電網(wǎng)的運行風(fēng)險，保證了電力設(shè)備的安全運行、信息的高效傳遞。

5 智能變電站運行維護優(yōu)化措施

5.1 有針對性地強化變電站的巡檢及維護

首先，要建立有針對性、計劃性的設(shè)備巡視機制，對變電站的巡視工作可以分為日常巡視和專業(yè)巡視。日常巡視就是按周期對變電站進行的常規(guī)巡視，而專業(yè)巡檢則是根據(jù)工作需要對變電站的專項檢查，如針對迎峰度夏時高負(fù)荷設(shè)備的紅外測溫特巡、防潮特巡、防污閃特巡等。運維人員要意識到，日常巡視對于降低供電風(fēng)險非常重要，在巡視工作中要認(rèn)真負(fù)責(zé)，檢查設(shè)備的運行數(shù)據(jù)是否正常，及時發(fā)現(xiàn)隱患，從而減少電力設(shè)備故障的發(fā)生。

其次，雖然智能技術(shù)在智能變電站中的運用有效減輕了運維人員的工作負(fù)擔(dān)，但運維人員不能因此掉以輕心，在巡視中一樣要對變電站的設(shè)備進行認(rèn)真細(xì)致的檢查，并選用合適的監(jiān)測手段，對智能監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實測情況進行對比。根據(jù)現(xiàn)場實際的數(shù)據(jù)情況對變電站的運行情況進行分析，確保智能監(jiān)測系統(tǒng)正常運行。

最后，應(yīng)檢查智能監(jiān)測系統(tǒng)以及光纖通信網(wǎng)絡(luò)的運行情況，若發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時做好維護處理。

5.2 對智能變電設(shè)備的異常問題進行分析和總結(jié)

在智能變電站的正常運行過程中，難免會發(fā)生一些故障。維護人員應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確判斷、迅速定位智能變電站的故障，并分析具體故障原因，從而保證變電站的穩(wěn)定運行。情況一旦出現(xiàn)就要迅速反應(yīng)，控制事故發(fā)展態(tài)勢。針對不同的情況，需要通過制定相應(yīng)的事故處理流程來加以區(qū)分對待。在進行智能變電站的操作與維護時，應(yīng)認(rèn)真記錄所遇到的故障信息及處理過程，做好故障原因的總結(jié)，并制定相應(yīng)的事故預(yù)防措施。

5.3 做好智能變電站運維技術(shù)的培訓(xùn)和推廣

隨著智能技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，智能變電站的迅速發(fā)展可以有效解決傳統(tǒng)變電站運維中存在的問題，極大地改善其運行質(zhì)量。但是智能技術(shù)仍然存在著諸多不確定性因素，需要對其進行有效的維護才能充分發(fā)揮出作用。而智能設(shè)備等新事物的使用中可能會發(fā)生許多新的問題，運維人員在處理這些問題時沒有任何經(jīng)驗和參考，只能通過自己的探索和研究來解決。為了提高智能變電站的運維質(zhì)量，需要大力推廣先進的維護技術(shù)，在這種情況下，運維人員要通過主動探索新的智能技術(shù)和手段，制定智能變電站配套的運維對策、規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)，并由專門的技術(shù)負(fù)責(zé)人向全體運維人員進行培訓(xùn)和推廣，提升運維隊伍的整體素質(zhì)。

6 結(jié) 論

隨著智能技術(shù)的發(fā)展，智能變電站的高質(zhì)量運行必然要求高質(zhì)量的運行維護工作。然而，在實際的運維工作中，受到多種因素的影響，尤其是智能技術(shù)還不夠普及、運維人員不能熟練使用智能技術(shù)、智能設(shè)備運維保養(yǎng)不到位等，會導(dǎo)致智能技術(shù)在變電站運維中無法發(fā)揮出其全部威力。為了保證智能變電站的安全、可靠、穩(wěn)定運行，需要分析運行維護要點，并制定相應(yīng)的優(yōu)化措施。