智能變電站二次設(shè)備調(diào)試及維護(hù)

董樹泉

（中國能源建設(shè)集團(tuán)華中電力試驗研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

變電站是整個電力供配網(wǎng)絡(luò)過程中的一個重要傳輸點，會對電力傳輸和電網(wǎng)系統(tǒng)運行質(zhì)量和效果產(chǎn)生直接影響，在整個配電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著非常重要的作用。因此必須采取措施來保證變電站中所有設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性，提升電力企業(yè)的市場競爭能力。下文就探討一下智能變電站二次設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)。

1 開展智能變電站二次設(shè)備調(diào)試與檢修的重要性

智能變電站的組成具有一定的復(fù)雜性，其包含的內(nèi)容較多，包括了變電站智能終端、合并單元及GOOSE和完整設(shè)備變電站系統(tǒng)的配置文件等內(nèi)容。其運行原理就是有序可靠地將每一類智能設(shè)備進(jìn)行科學(xué)運用，實現(xiàn)所有信息的收集、測量、計算及調(diào)整控制。尤其是隨著當(dāng)前社會中智能化變電站的應(yīng)用范圍越來越廣，智能變電站在人們的工作和生活中發(fā)揮的作用也越來越大。同時伴隨著智能變電站復(fù)雜程度的提升，此時，便更應(yīng)該做好對智能變電站中各類設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)工作，確保變電站運行使用過程中對應(yīng)的設(shè)備性能達(dá)到相關(guān)要求，其中就包括對二次設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)工作，保障智能變電站運行的穩(wěn)定性，確保人民群眾的用電需求得到滿足。

2 智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)的特點

智能變電站是在儀器參數(shù)優(yōu)化和信息平臺計算機(jī)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步衍生出來的智能化的變電站。智能變電站的最主要的特征，就是整個系統(tǒng)中多數(shù)輔助設(shè)施系統(tǒng)都逐漸趨向于智能化，因此整個系統(tǒng)與非智能變現(xiàn)站系統(tǒng)相比，減少了人員的參與，節(jié)省了人力資源的同時，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度。實際而言，二次設(shè)備系統(tǒng)的主要特點可以概括為以下兩點：

首先，智能變電站的系統(tǒng)更加自動化和集成化。集成自動化主要表現(xiàn)在三個方面：第一，可以實現(xiàn)控制中心和變電站之間的信息的緊密無縫連接。第二，滿足操作中心和變電站信息之間的相互滲透和共享，提升了信息和通信技術(shù)的透明性。第三，實現(xiàn)信息的自動化和電子化采集及控制，進(jìn)而提升了整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，同時還在一定程度上降低了系統(tǒng)維護(hù)的難度系數(shù)；其次，提升在線信息的安全性和隱秘性。二次設(shè)備系統(tǒng)中會用到智能信息收集技術(shù)，這種技術(shù)可以將數(shù)據(jù)信息重新應(yīng)用到智能變電站二次設(shè)備中，來實現(xiàn)二次設(shè)備的改進(jìn)。改進(jìn)后系統(tǒng)可以與系統(tǒng)內(nèi)部信息數(shù)據(jù)一起完成信息集成后，實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的反饋和錄入。

但是隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用及自動一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，整個系統(tǒng)的調(diào)試工作也逐步趨向于標(biāo)準(zhǔn)化。雖然我國傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在不斷地發(fā)展進(jìn)步，但是還存在一些不足之處，無法完全滿足設(shè)備穩(wěn)定和安全運行的具體要求。因此，相關(guān)人員仍然需要重視智能變電站建設(shè)開發(fā)工作的發(fā)展，不斷完善和優(yōu)化對應(yīng)的二次設(shè)備框架，研發(fā)適應(yīng)性更佳的技術(shù)來滿足系統(tǒng)運行需求。

3 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試、維護(hù)中的常見問題

（1）在開展二次設(shè)備調(diào)試作業(yè)時，必須對設(shè)備性能和質(zhì)量等進(jìn)行測試。這個過程中必須做好選用的統(tǒng)一聯(lián)調(diào)測試的實驗室資質(zhì)審查。保證選用的實驗室資質(zhì)滿足測試要求，可以提供準(zhǔn)確結(jié)果。此外，除了實驗室聯(lián)調(diào)測試，還有一部分設(shè)備需要進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。同時系統(tǒng)統(tǒng)一測試是對系統(tǒng)整體運行情況的一個整體測試，是智能變電站運行前必不可少的環(huán)節(jié)。然而智能變電站二次設(shè)備調(diào)試過程與傳統(tǒng)變電站設(shè)備調(diào)試過程又有著非常大的差異性，且要求和難度更大，所以必須利用整體測試的方式來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)基本運行情況的檢驗。智能變電站聯(lián)調(diào)測試中還需要考慮現(xiàn)場的情況，需要聯(lián)合現(xiàn)場配置來進(jìn)行統(tǒng)一的操作。智能變電站的二次設(shè)備聯(lián)調(diào)測試過程中，必須著重開展對系統(tǒng)內(nèi)技術(shù)及各環(huán)節(jié)互相配合、系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等部分的整體檢查。測試完畢后需要對測試中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并制定、采取合理有效的措施來進(jìn)行處理。

（2）智能變電站現(xiàn)場測試過程一般而言可以分為三個步驟開展：這三個步驟分別為單體測試、分系統(tǒng)測試和總體檢測。當(dāng)然，實際調(diào)試過程中假如已經(jīng)進(jìn)行了單體檢測的話，實際現(xiàn)場測試中就可以僅進(jìn)行總體測試。實際測試過程中，包括合并單元在內(nèi)的多種結(jié)構(gòu)上都會應(yīng)用檢修壓板。此時的二次設(shè)備信息就會依靠SV、goose等方式來進(jìn)行。同時這些信息都會以test自動檢測的方式來進(jìn)行檢測，同時還會自動與檢修壓板的對應(yīng)狀態(tài)情況來進(jìn)行比較。此外，智能變電站二次設(shè)備中還有一個環(huán)節(jié)是需要重點管理的，那就是系統(tǒng)軟件。因為這些軟件對于設(shè)備管理和維護(hù)而言是不可缺少的，可以幫助推動系統(tǒng)內(nèi)部信息交流工作的開展，同時還可以在一定程度上起到應(yīng)用互補(bǔ)的作用。系統(tǒng)實際配置時，SCD文件、CID文件往往都會被應(yīng)用為二次回路，這一應(yīng)用方式有點像人的神經(jīng)控制系統(tǒng)。因此調(diào)試過程中還應(yīng)該按照SCD、CID等形式來配置對應(yīng)的文件，以保證文件輸出的合理性。但是及時調(diào)試時，也會因為SCD版本的不同而引發(fā)一些非正常情況出現(xiàn)。

（3）大多數(shù)二次設(shè)備中的智能保護(hù)裝置都是光口的。所以，必須考慮進(jìn)行向量測試。傳統(tǒng)變電站保護(hù)裝置測試過程是非常簡單的，往往只對向量測試儀的精度有所要求的。只要測試儀的精度滿足要求，便可以在復(fù)核中開展測試作業(yè)。但是實踐研究發(fā)現(xiàn)，雖然有一定的難度，但是應(yīng)用故障錄播器及網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)備，也能夠達(dá)到間隔向量測試的目的。也因此，一般使用直接采集的方式。實際采過程中，故障錄播器是利用網(wǎng)絡(luò)等多種方式的聯(lián)合收集來實現(xiàn)信息收集的，這種收集信息的方式具有一定的被動性，所以收集到的信息還需要進(jìn)行進(jìn)一步的檢測驗證。

（4）智能變電站二次設(shè)備運行過程中不乏故障問題的發(fā)生，因為智能變電站內(nèi)部的設(shè)備程序自動化程度很高，且內(nèi)部使用的設(shè)備種類和數(shù)目也很多，所以比較容易出現(xiàn)的問題故障，就包括設(shè)備本身故障及通信方面的故障。同時系統(tǒng)內(nèi)部各種設(shè)備及通信故障問題種類也較多。下面就對這兩種常見故障進(jìn)行詳細(xì)介紹：

第一，設(shè)備自身故障。所以也容易引發(fā)傳輸信號中斷及遠(yuǎn)程控制裝備失效的情況。而導(dǎo)致這些問題發(fā)生的最常見原因，就是系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備設(shè)置的不完善。所以必須做到準(zhǔn)確查找解決設(shè)備故障。實際設(shè)備維護(hù)過程中設(shè)備故障篩查和維護(hù)檢測是一個重點工作。通常情況下智能變電站系統(tǒng)會在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的顯示屏幕上顯示出存在的故障情況。對應(yīng)的人員能夠借助系統(tǒng)操作手冊等來了解和掌握存在的故障問題信息，然后再進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)性的問題判斷和分析，通過采取合理的措施來對問題進(jìn)行解決和改善。同時為了方便智能化變電站系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，提升設(shè)備狀態(tài)、故障類型等行為的判斷能力，多數(shù)智能化變電站內(nèi)的二次設(shè)備中都設(shè)置了自動工作運行機(jī)制。

第二，通信故障。通信故障經(jīng)常出現(xiàn)在交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備終端處，這一故障的出現(xiàn)很容易引發(fā)系統(tǒng)運行不穩(wěn)定、不暢通的問題。同時還可能存在串口誤碼率高、路由及其他部分設(shè)備加密與原動機(jī)不匹配等問題。對于這些網(wǎng)絡(luò)問題而言，能夠通過故障分析對比的方式來進(jìn)行具體的故障原因分析，找出故障出現(xiàn)原因，并盡快研究制定對應(yīng)的設(shè)備維護(hù)維修方案對這些故障進(jìn)行處理。

4 提升智能變電站二次設(shè)備調(diào)試及維護(hù)效果的建議

4.1 做好二次設(shè)備調(diào)試及維護(hù)過程中的文件管理

（1）重視并應(yīng)用模型文件管控技術(shù)。智能變電站調(diào)試過程中，可以通過選擇使用類型不同的二次電路保護(hù)器光口的形式，來達(dá)到整個光纖調(diào)試過程中操作誤差的問題。因為實際操作中涉及到勘測、運行等很多操作步驟，同時很多步驟是需要經(jīng)由人工完成的，這個過程中難免會出現(xiàn)誤差。而采用這種方式可以通過多種調(diào)試過程來獲得不同的結(jié)果，再通過平均、擇優(yōu)等方式來選擇較為合理的數(shù)值，達(dá)到減少誤差，進(jìn)而減少電網(wǎng)內(nèi)安全隱患的目的。同時還可以通過提前制定規(guī)范技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一治理光口及光纖標(biāo)識等方式，來實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的標(biāo)識及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化。還可以通過配備詳細(xì)的用處、設(shè)施類型、名稱等方式來補(bǔ)償可能遇到的光纖無標(biāo)識、指示牌不明確等現(xiàn)象。

（2）統(tǒng)一管理整個系統(tǒng)運行中的配置文件。對于系統(tǒng)中用到的各類圖紙等系統(tǒng)文件，應(yīng)該進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范管理。這里的規(guī)范管理，一方面指的是指定專人規(guī)范存放管理；另一方面還應(yīng)該考慮電子版文件的安全性和私密性。即對于已經(jīng)施工完畢的圖紙等采取措施，避免私自改動的SCD配置文件的情況發(fā)生。同時還應(yīng)該保證配置文件的統(tǒng)一性。對應(yīng)的配置文件不僅要交由專人負(fù)責(zé)，還應(yīng)該對配置文件進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，設(shè)施在線校驗。對于需要更新的文件,則對文件修改過程進(jìn)行實時監(jiān)控，確保保存文件的有效性的同時，確保各階段、部門使用文件版本的統(tǒng)一性。為了確保其統(tǒng)一性，就需要進(jìn)行在線校驗，一旦發(fā)現(xiàn)文件存在差異，就需發(fā)出提醒、警報。

4.2 二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主要包括了三方面的功能。即間隔層設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、過程層裝置狀態(tài)監(jiān)測和過程層交換機(jī)狀態(tài)監(jiān)測。二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部包括了數(shù)據(jù)收集單元和運行維護(hù)管控治理單元兩大部分內(nèi)容。其中數(shù)據(jù)收集單元的主要作用就是在過程層網(wǎng)絡(luò)中獲得SV、GOOSE等報文，并進(jìn)行進(jìn)一步分析和拆解，進(jìn)而獲得進(jìn)一步分析報告。然后將分析報告?zhèn)魉徒o運行維護(hù)管控治理單元。而運行維護(hù)管控治理單元的主要作用是實現(xiàn)與數(shù)據(jù)收集單元進(jìn)行信息傳遞，獲得剖析報告。同時可以實現(xiàn)與站控層交換機(jī)的連接，使用MMS合約、保護(hù)設(shè)施及勘測設(shè)備和交換機(jī)通信等方式，來獲得二次設(shè)備內(nèi)的實時運行及狀態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)。然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合運用分析，達(dá)到二次虛回路監(jiān)控與警報、二次設(shè)備實時監(jiān)控等目的。

4.3 二次回路可視化

二次回路監(jiān)控是二次設(shè)備管控系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。二次回路監(jiān)控的實現(xiàn)需要以數(shù)據(jù)收集單元與運行維護(hù)管控單元的實現(xiàn)為前提，否則無法實現(xiàn)。二次回路監(jiān)控的最重要的作用包括三個方面，即二次實回路監(jiān)控、二次虛回路監(jiān)控及與過程層物理聯(lián)合使用，來達(dá)到對二次回路通訊狀況的在線監(jiān)控及剖析。

4.4 二次設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)的優(yōu)化建議

二次設(shè)備系統(tǒng)不管智能化達(dá)到何種程度，其歸根結(jié)底都是對設(shè)備的維護(hù)。因此整個維護(hù)過程中不僅要考慮智能化環(huán)節(jié)的運用和實現(xiàn)，還要腳踏實地做好對二次設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備本身的檢查和管理。例如對二次設(shè)備系統(tǒng)中的每個開關(guān)進(jìn)行詳細(xì)的檢查，保證設(shè)備的性能和質(zhì)量復(fù)合要求。同時對于一些設(shè)備間需要進(jìn)行聯(lián)動的部位要重點進(jìn)行查驗，例如查驗開關(guān)聯(lián)調(diào)問題，保證最終的系統(tǒng)反饋評估順利開展，同時要及時查看和掌握智能終端顯示數(shù)值正確與否，與此同時還需要做好對智能終端與間隔層中不同設(shè)備設(shè)施的調(diào)試工作，保證各系統(tǒng)可以正常配合、協(xié)調(diào)運行。

5 結(jié)語

總而言之，智能變電站是配電系統(tǒng)發(fā)展過程中必不可少的環(huán)節(jié)，也是電力系統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的一場革命。而二次設(shè)備系統(tǒng)的性能和運行狀況，又會對整個智能變電站系統(tǒng)運行產(chǎn)生直接影響。因此重視二次設(shè)備系統(tǒng)的配置和開發(fā)，做好二次設(shè)備系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)工作顯得非常重要。相關(guān)人員要認(rèn)識到進(jìn)行二次設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)的重要性，及當(dāng)前工作開展中存在的問題，采取合理的措施來提升調(diào)試及維護(hù)工作效果。