智能變電站設(shè)備檢修的二次安全控制措施分析

薛雷平

（上海新能凱博實業(yè)有限公司 上海 201416）

在當(dāng)前基帶局域網(wǎng)技術(shù)與智能設(shè)備技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，我國的自動化變電站正朝著智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展?，F(xiàn)階段，為保證智能變電站的工作質(zhì)量能夠切實滿足人們的需要，定期開展設(shè)備檢修，并通過開展二次安全控制的方式，提升設(shè)備運轉(zhuǎn)的可靠性，成為了一項極為必要的工作。

1 智能變電設(shè)備檢修的二次安全控制概述

在智能變電站的改造升級、維護(hù)換件過程中，為保證智能設(shè)備的使用安全，需要在進(jìn)行設(shè)備二次安全控制時嚴(yán)格按照我國電力工程操作規(guī)章制度進(jìn)行檢修操作。相較于傳統(tǒng)變電站安全控制措施應(yīng)用時可以利用保護(hù)、測控、端子箱等硬件設(shè)備短接回路的方式完成硬壓板的打開、電聯(lián)回路的斷開操作，智能變電站檢修過程中，需要通過控制柜中電纜回路、插拔光纖等方式實現(xiàn)設(shè)備的二次隔離，進(jìn)而為后續(xù)檢修工作的開展創(chuàng)設(shè)一個相對安全的環(huán)境?，F(xiàn)階段，為保證二次檢測工作安全控制工作的有效性，在正式檢修前，需要明確智能設(shè)備的特征、檢修工作的意義與原則。

1.1 智能變電站設(shè)備特征

1.1.1 光纖通信

現(xiàn)階段，智能變電站數(shù)據(jù)信息傳輸主要依靠光纖通道，為了判斷變電站的設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)，工作人員可以通過對光纖信息傳輸?shù)臓顟B(tài)、數(shù)據(jù)信息能否正常被接收等方式，初步判斷變電站智能設(shè)備的工作狀態(tài)，進(jìn)而提升后續(xù)變電站檢修工作的效率，避免智能變電站因信息傳輸不夠通暢而出現(xiàn)安全事故。

1.1.2 數(shù)字化

當(dāng)前，智能變電站所應(yīng)用的設(shè)備、系統(tǒng)大多為智能化、數(shù)字化設(shè)備，在實際應(yīng)用過程中，變電站各類智能數(shù)據(jù)信息往往需要借助網(wǎng)絡(luò)各個模塊進(jìn)行傳輸，進(jìn)而在變電站內(nèi)建設(shè)一張信息網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)階段，在開展設(shè)備檢修工作時，為避免檢修工作對其他設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生不利的影響，可以用軟壓板控制數(shù)字通道的通斷，然后對隔層內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)，保證變電站其余設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)的同時，提升變電站系統(tǒng)整體的運轉(zhuǎn)效率［1］。

1.1.3 檢修體制

現(xiàn)階段，在智能變電站設(shè)備檢修過程中，不僅可以借助光纖、數(shù)字通道、軟壓板等部件，還可以借助硬壓板的投入與推出實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的自我檢測，通過這種方式，可以實現(xiàn)變電站智能設(shè)備自我管理效果的提升，對存在問題的設(shè)備進(jìn)行有效的隔離與屏蔽，可有效地降低安全隱患。

1.2 二次安全控制的意義

智能變電站是一種應(yīng)用通信網(wǎng)絡(luò)化、通信協(xié)議統(tǒng)一化、設(shè)備智能化等技術(shù)手段，統(tǒng)一采集信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，并將集中處理的電力資源傳輸至處理區(qū)域。在當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大的背景下，智能變電站的應(yīng)用可以為電網(wǎng)自動控制、智能調(diào)節(jié)等功能的實施提供有效支持。但需要注意的是，為切實滿足智能變電站的運轉(zhuǎn)需要，變電站內(nèi)需要以先進(jìn)的智能設(shè)備作為支撐，受電網(wǎng)運行方式越發(fā)復(fù)雜、電氣設(shè)備操作頻率不斷增加等因素的影響，智能設(shè)備出現(xiàn)故障的可能性不斷增加?，F(xiàn)階段，為保證智能變電供電的穩(wěn)定性，定期開展智能設(shè)備檢修成為了一項極為必要的工作。當(dāng)前，智能變電站的智能設(shè)備大多為兩層設(shè)備，即一次設(shè)備較傳統(tǒng)變電站多了智能化模塊，二次設(shè)備增加了網(wǎng)絡(luò)化模塊，這種情況的出現(xiàn)在提升設(shè)備智能化、自動化程度的同時，還使得設(shè)備結(jié)構(gòu)與設(shè)備檢修工作更為復(fù)雜。受限于變電站的工作需要，在開展智能設(shè)備檢修工作時，需要在保證設(shè)備正常運行的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)備的檢修與維護(hù)。因此，在進(jìn)行智能設(shè)備的檢修維護(hù)過程中，需要通過電纜、軟壓板等設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離，以便切實提升二次安全控制的質(zhì)量，為智能設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)提供有效的支持［2］。

1.3 智能變電站設(shè)備檢修原則

在當(dāng)前智能變電站設(shè)備檢修過程中，為保證二次安全控制措施的順利落實，需要兼顧物理與數(shù)字隔離，以便保證智能設(shè)備檢修工作的效果能夠滿足預(yù)期的目的。一般情況下，變電站智能設(shè)備的二次檢修需要在一次設(shè)備停運后才能進(jìn)行，然后由工作人員依據(jù)設(shè)備的運行異常度，確定設(shè)備檢修隔離的范圍大小。例如，若收發(fā)雙側(cè)的壓板回路設(shè)備需要進(jìn)行雙側(cè)同步操作，單側(cè)壓板設(shè)備需要壓板處于推出的狀態(tài)，在對設(shè)備進(jìn)行檢修時，若設(shè)備存在異常，那么不僅需要對該設(shè)備進(jìn)行安全隔離，還要對其相鄰設(shè)備進(jìn)行安全措施操作，實現(xiàn)異常設(shè)備的進(jìn)一步隔離，即在發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在異常時，需要對可能會對變電站整體造成影響的部分進(jìn)行數(shù)字與物理隔離，保證被檢修的設(shè)備無法與外界相接觸，從而在提升設(shè)備檢修安全的同時，降低設(shè)備對變電站整體運轉(zhuǎn)安全性造成不利影響。

2 智能變電設(shè)備檢修二次安全控制的風(fēng)險

2.1 SCD文件風(fēng)險

在當(dāng)前的智能變電站運轉(zhuǎn)過程中，SCD 文件中包含著全站智能設(shè)備的配置信息，并且在后續(xù)設(shè)備配置信息導(dǎo)出的過程中，都需要SCD文件的幫助，這就使得在智能變電站設(shè)備檢修工作中變電站的SCD文件有著極為重要的意義。但需要注意的是，大部分SCD 文件缺乏必要的校核，文件管理更多依賴廠家配置，并且受變電站方面對SCD 文件重要性認(rèn)識不足的影響，SCD文件管理工作較為混亂，同時，在智能變電站設(shè)備調(diào)試過程中，部分廠家存在對SCD 文件內(nèi)容隨意增刪的現(xiàn)象。由于當(dāng)前部分智能變電站在對智能設(shè)備進(jìn)行二次安全控制的過程中往往需要參照SCD文件中的數(shù)據(jù)信息，若SCD文件存在解析錯誤或者文件本身存在謬誤，那么智能變電站二次安全控制工作質(zhì)量將無法切實滿足人們的工作需要，繼而對智能設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生阻礙。

2.2 二次虛擬回路不可視風(fēng)險

相較于傳統(tǒng)變電站，智能變電站的一個典型特點是二次回路的虛擬化，這一情況的存在使得當(dāng)前智能設(shè)備檢修過程中工作人員的檢修重點從保護(hù)各電流電壓回路、開入開出回路轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｗo(hù)通過光纖進(jìn)行傳輸?shù)男畔⒘骰芈贰Ｏ噍^于傳統(tǒng)設(shè)備回路較為清晰的情況，智能設(shè)備的每個電纜回路都有著一兩根光纖，在檢修過程中，回路的分辨難度較高，增大了工作人員的檢修難度。同時，相較于傳統(tǒng)設(shè)備保護(hù)裝置的硬壓板，智能設(shè)備除檢修壓板這一部分使用硬壓板外，設(shè)備的其他部分保護(hù)裝置均為軟壓板?；诖耍陂_展二次安全控制措施分析時，壓板投退的執(zhí)行與確認(rèn)不夠直觀，使得工作人員檢修難度有所上漲，進(jìn)而增加人為失誤的可能性。

2.3 安措執(zhí)行風(fēng)險

相較于傳統(tǒng)變電站，當(dāng)前的智能變電站中不僅添加了合并單元、智能終端這類的過程層設(shè)備，還增加了大量交換機，使得當(dāng)前的變電站設(shè)備管控網(wǎng)絡(luò)成為了由過程層與站控層共同組成的網(wǎng)絡(luò)，這使得當(dāng)前的智能變電站智能設(shè)備的二次安全措施與常規(guī)變電站間出現(xiàn)了較大的差別。

一方面，傳統(tǒng)設(shè)備與智能設(shè)備之間的安措執(zhí)行順序存在著較大的差別。當(dāng)前智能變電站中的合并單元大多與多個保護(hù)設(shè)備相連接，在執(zhí)行安全措施時，為保證其他設(shè)備能夠正常工作，需要令措施的執(zhí)行順序出現(xiàn)一定的改變?，F(xiàn)階段，在電網(wǎng)供電過程中，出現(xiàn)過多次因為安全措施執(zhí)行順序不當(dāng)導(dǎo)致保護(hù)誤動、拒動的現(xiàn)象，給電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)造成了一定的負(fù)面影響。因此，為避免因保護(hù)誤動情況出現(xiàn)給電力供應(yīng)工作造成不利影響，在執(zhí)行安全措施時，壓板的退出順序為：先SV軟壓板，再GOOSE軟壓板；先接收軟壓板，再發(fā)送軟壓板；先智能終端出口硬壓板，再投入裝置檢修壓板。在恢復(fù)安全措施時，可以按照上述順序的倒序進(jìn)行操作。

另一方面，智能變電站的安措執(zhí)行對象與傳統(tǒng)變電站存在一定的差別。當(dāng)前智能變電站的安全措施包括：智能終端保護(hù)跳閘、保護(hù)閘出口硬壓板；保護(hù)裝置功能軟壓板、控制器；保護(hù)裝置GOOSE發(fā)送軟壓板、接收軟壓板；保護(hù)裝置SV接收軟壓板；裝置檢修壓板等。對智能變電站的執(zhí)行安全措施進(jìn)行分析后，可以發(fā)現(xiàn)，在檢修過程中，工作人員需要進(jìn)行大量與壓板相關(guān)的操作，并且壓板的操作順序有著一定的要求，若工作人員在操作過程中出現(xiàn)失誤，那么不可避免地會給設(shè)備的工作狀態(tài)帶來一定的影響［3］。

3 智能變電設(shè)備檢修的二次安全控制系統(tǒng)

智能變電站作為建設(shè)智能電網(wǎng)的重要組成部分，相較于常規(guī)變電站，智能變電站添加了合并單元智能終端為過程設(shè)備，在實際使用過程中，電纜傳輸?shù)男盘枏哪M量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號，并且可以通過光纖傳輸至間隔層、站控層的設(shè)備。在這種情況下，二次設(shè)備間的電氣連接轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄐ胚B接，物理回路變?yōu)檫壿嫽芈罚@種將存在實體的模擬量電纜轉(zhuǎn)變?yōu)闆]有實體的信息流虛回路，大大增加了二次設(shè)備檢修工作的風(fēng)險?，F(xiàn)階段，為切實降低設(shè)備檢修工作中的風(fēng)險，明確檢修工作過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險，并構(gòu)建針對性的檢修模塊，在保證檢修工作質(zhì)量的基礎(chǔ)上，降低人工檢修工作的工作量成為了一項極為必要的工作。本文主要通過利用將風(fēng)險控制系統(tǒng)應(yīng)用到智能設(shè)備的二次安全檢修工作當(dāng)中的方式，在保證設(shè)備狀態(tài)檢查工作質(zhì)量的同時，降低安全風(fēng)險出現(xiàn)的可能性［4］。

3.1 風(fēng)險識別模塊

在當(dāng)前的智能變電站設(shè)備監(jiān)測工作中，風(fēng)險識別模塊主要負(fù)責(zé)辨別檢修工作的任務(wù)、對智能變電站的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行識別、對SCD 文件正確與否進(jìn)行校核。例如，風(fēng)險識別模塊在應(yīng)用過程中，可以對變電站常用的常規(guī)互感器進(jìn)行識別，了解變電站使用的是合并單元模式還是電子式的互感器，并且對單元模式加以合并，決定保護(hù)設(shè)備在工作時用的是雙重化模式還是單套裝置。在檢修過程中，風(fēng)險識別模塊可以以具體的工作任務(wù)為基礎(chǔ)，分辨智能變電站形式的不同，然后結(jié)合SCD 文件對檢修工作過程中的任務(wù)風(fēng)險點加以明確，然后依據(jù)工作任務(wù)量評估的風(fēng)險信息，明確本次檢修工作的停電范圍，降低檢修工作的影響［5］。

3.2 風(fēng)險分析模塊

現(xiàn)階段，風(fēng)險分析模塊在實際使用過程中主要采用可視化手段，將被檢修設(shè)備與其他設(shè)備間的聯(lián)系直觀地展現(xiàn)出來，便于工作人員分辨停電區(qū)域與不停電區(qū)域設(shè)備間的聯(lián)系。然后對檢修設(shè)備的檢修位置進(jìn)行模擬展示，并且對設(shè)備回路進(jìn)行安全控制后，對設(shè)備、回路運行的影響進(jìn)行模擬，以便在后續(xù)檢修工作開展時，工作人員可以針對不同的檢修風(fēng)險點，應(yīng)用不同的檢修安全技術(shù)措施。

3.3 自動化安全措施模塊

自動化安全措施模塊主要由安措票自動生成與安措執(zhí)行步驟自動監(jiān)視兩部分構(gòu)成。其中，安措票自動生成主要是在風(fēng)險分析模塊的基礎(chǔ)上，分析被檢修設(shè)備與其他設(shè)備間的關(guān)聯(lián)，然后結(jié)合安措規(guī)則，制定最為合適的安措票；安措執(zhí)行步驟自動監(jiān)視則是在工作人員執(zhí)行安措票的過程中，將操作步驟與安措票進(jìn)行比對，若發(fā)現(xiàn)操作存在漏項、執(zhí)行順序錯誤等問題，及時發(fā)出警報，為保證安全控制措施的順利落實提供有效的支持。

4 智能變電設(shè)備檢修二次安全控制技術(shù)應(yīng)用

4.1 關(guān)鍵技術(shù)

4.1.1 檢修風(fēng)險評估

智能變電站檢修時，面臨的主要風(fēng)險為保護(hù)誤動、拒動，現(xiàn)階段，為實現(xiàn)上述兩種風(fēng)險的有效管控，需要在明確風(fēng)險影響因子的基礎(chǔ)上，對風(fēng)險信息進(jìn)行評估。在對應(yīng)用智能變電站設(shè)備檢修安全控制技術(shù)風(fēng)險因子進(jìn)行評估時，可以通過解析SCD文件與分析其中關(guān)聯(lián)關(guān)系的方式，明確二次設(shè)備檢修工作所造成的影響，然后依據(jù)檢修工作的難易度與工作量，對工作時間進(jìn)行估算。

4.1.2 SCD文件可視化

考慮到SCD文件在當(dāng)前智能變電站二次安全控制措施應(yīng)用過程中的重要性，為切實降低因SCD文件內(nèi)容錯誤所造成的檢修風(fēng)險，可以在SCD文件優(yōu)化前，先將各個階段的SCD文件修改版本進(jìn)行存儲備份，并且在進(jìn)行二次設(shè)備關(guān)聯(lián)性展示時，用不同顏色對新增設(shè)備、原有設(shè)備、新增回路、原有回路等信息進(jìn)行標(biāo)注，便于工作人員的分辨，為后續(xù)檢修工作的順利開展提供支持。

4.1.3 安措自動化

考慮到當(dāng)前安全控制措施實施的效果與其實施順序之間存在著直接的聯(lián)系，現(xiàn)階段，為切實降低安全控制措施的執(zhí)行風(fēng)險，在構(gòu)建二次安全控制系統(tǒng)時，可以通過構(gòu)建安措執(zhí)行票、按錯恢復(fù)票，將執(zhí)行順序與恢復(fù)順序分開標(biāo)注的方式，明確兩項操作的具體次序，降低人為操作失誤出現(xiàn)的可能性。

4.2 技術(shù)應(yīng)用

某220kV 智能變電站在智能系統(tǒng)優(yōu)化過程中，依據(jù)自身的實際情況，研制并應(yīng)用了智能變電站設(shè)備檢修二次安全風(fēng)險控制系統(tǒng)。系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中，首先，可以實現(xiàn)對變電站SCD 文件修改歷史進(jìn)行可視化展示，并對SCD 文件正確與否進(jìn)行校驗；其次，對待測設(shè)備與其他設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行自動化的分析；再次，能夠自動建立安措票數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)安措票的自動構(gòu)建與存儲；最后，為降低人為操作失誤造成的不利影響，系統(tǒng)可以對安措執(zhí)行步驟進(jìn)行自動監(jiān)視，切實保證變電站設(shè)備工作的穩(wěn)定性與安全性［6］。

5 結(jié)語

總而言之，當(dāng)前智能變電站的設(shè)備相對較多，二次設(shè)備的操作難度較高。現(xiàn)階段，為切實降低二次檢修工作的風(fēng)險，在明確設(shè)備檢修風(fēng)險點的基礎(chǔ)上，設(shè)計科學(xué)合理的智能變電站智能設(shè)備檢修風(fēng)險控制系統(tǒng)，加強對設(shè)備檢修工作的關(guān)注度，已經(jīng)成為切實提高檢修工作自動化、智能化水平的有效措施之一。