智能變電站與常規變電站運行維護的差異分析

林俊峰 雷從冀 潘傳偉

摘 要：隨著科學技術的發展，電力系統現代化水平越來越高，智能變電站應用日益廣泛。相比傳統變電站，智能變電站在運行維護上有很大的優勢。它大大解放了人類勞動，在能源緊缺的當今社會，成為保障電力供應安全穩定，為經濟社會發展奠定基礎的重要手段。近年來，我國在智能變電站研究方面取得了突破性的成果，技術水平越來越高，逐步克服了各類難題。文章基于智能變電站的應用狀況，介紹了智能變電站概念和運行維護的主要特點，將其與常規變電站進行比較，分析其優勢和需要進一步關注的重點，然后對智能變電站運行維護工作進行總結。

關鍵詞：智能變電站；運行維護；常規變電站；差異化

1 智能變電站運行維護背景介紹

1.1 智能變電站概述

所謂智能變電站，主要體現在智能化上，是指利用先進的智能設備，實現電力網絡內部變電站間信息傳達、資源共享和信息化接收，為變電站信息傳輸帶來便利，并借助先進的狀態監測和智能輔助控制技術，進行變電站運行維護的一種電力系統。隨著經濟社會的不斷發展進步，我們國家提出了智能電網構建的組織和部署規劃，在“十二五”規劃期間，將智能變電站建設放在突出位置，逐步實現和進一步推進智能化變電站的應用和普及。

1.2 智能變電站應用概述

與常規變電站相比，智能變電站有了很大的變化，主要體現在先進設備和技術的應用。在智能變電站系統內，電子互感器、智能接收器、交換機設備等相互配合，共同為電網運行安全服務。在智能變電站工作系統內，先進技術和設備的應用，大大解放了人類勞動，提高了工作效率，同時也減少了變電站危害事故的發生，提高了運行維護水平。與傳統變電站運行維護相比，智能變電站的創新性主要體現在以下幾個方面：

（1）通信規范化帶來了運行維護的便捷化。相比傳統變電站，智能變電站采用統一的自動化系統，在該系統內部，從設計、開發、維護到后期的運行維護，該系統內對象能夠建立統一的標準。在智能變電站系統內，采用面向對象以及一個抽象通信服務接口連接，并且這個接口是獨立于網絡結構的。這就實現了系統通信的規范化，能夠提高變電站的操作性能，運行維護更加輕松和便捷。（2）GOOSE技術應用實現了運行維護的及時性和高效性。GOOSE技術的應用是智能變電站的基礎，通過該技術的應用，變電站系統內部的開關量能夠進行準確傳送，與此同時，還可以對變電器及其他電子元器件的各項性能指標，如溫度、檔位、運行狀況等進行信息的傳輸，一旦出現問題，客戶端能夠迅速發現和反應。大大提高了運行維護的效率和水平。（3）電子式互感器實現了智能變電站運行維護的動態化。在智能變電站系統內，電子互感器的應用是必不可少的，它主要由合并單元和傳感模塊構成。通過使用電子式互感器，能夠對變電站系統內各類性能指標進行實時監控，并且這種檢測的精確度和敏感度要更高，傳輸性能也更好。與此同時，電子式互感器因為體積小、重量小等不會對變電站系統產生危害，能夠更好確保設備運行安全，也維護了操作人員的人身安全。

2 智能變電站與常規變電站運行維護的差異

隨著技術的進步，擁有更高科技含量，信息共享更加便捷的現代化智能變電站系統逐漸形成，并且應用越來越廣泛。因此，我們要對智能變電站與傳統變電站運行維護差異進行分析，以為變電站運行維護手段創新與改革奠定基礎。

2.1 常規變電站運行維護的主要方法簡介

2.1.1 常規變電站自動化系統運行維護狀況介紹。在常規變電站自動化系統中，主要分為了保護和測控兩個部分。保護裝置的主要功能在于一旦變電站系統發生故障，能夠進行快速的切除和故障隔離，保證系統恢復正常。但前提是保護裝置對于故障信號要有正確的響應。另一個部分就是測控系統部分，它主要是對系統中電流信號的檢測，以便對系統故障進行發現和解決。通過保護裝置和測控單元的結合，常規變電站系統完成了日常的運行和維護工作。

2.1.2 常規變電站運行維護工作的不足。首先，常規變電站受模塊工作范圍和要求的限制和影響，很難在各自區域內進行精確地維護。例如，保護裝置需要電力信號的反饋，但是系統本身問題和保護裝置性能因變電站系統故障引起的變化很難實現保護的精確化，只能夠針對系統的反饋進行常規的保護工作。其次，常規變電站二次載荷問題較為嚴重。在常規變電站系統中，二次電纜連接的設備多，負載重，這就造成了系統中二次額定負載問題的出現。二次設備與保護裝置的配合比較復雜，效率較低。最后，信息共享難度較大。在常規變電站系統中，信息處理的及時有效性較低，同時共享難度也很大，設備之間不具備互操作性，信息在傳輸過程中有時間間隔，無法確保傳遞信息的高效性，這也降低了變電站運行維護工作的效率和水平。

2.2 基于常規變電站運行維護不足的智能變電站工作提升

經過以上分析，我們看到了常規變電站在運行維護上的諸多問題。近年來，智能變電站應用已經十分廣泛，并且在未來，將替代傳統的變電站自動化系統，成為推動電力運行安全重要的保障。與常規變電站運行維護工作相比，智能變電站主要有以下幾大不同。

（1）減少常規二次電纜使用量，智能變電站終端主要是使用光纜，不僅信息傳遞效率高、用時少，而且更加安全，受電磁影響較小。（2）加強了跳閘保護，改變傳統的跳閘方式。現代化的智能變電站系統采用軟壓板方式進行投退，改變了傳統的跳閘方式。（3）操作系統更加人性化，技術水平更高。IEC61850的應用使保護第二次設備具備遠方操作的技術條件。（4）網絡化信息系統，安全工作更加到位。智能變電站實現了二次設備的網絡化，安全措施也相應發生了調整。（5）方式方法變化，工作效率大幅度提高。自動化、專業化的運行檢修工作逐漸替代過去依靠系統進行定位，人工排查的模式，調試方法也發生了變化，利用現代信息技術和網絡技術，實現了運行維護的高效化。無論是從設備技術角度還是從維護技術上，都有了質的飛躍。

綜合以上內容，我們看到與常規變電站系統相比，智能變電站在運行維護工作上有了很大的創新。從保護功能、信息傳輸功能、測檢功能等方面進行了大幅度技術突破，大大解放了人類勞動，維護了電力運行的安全。

3 現代化智能變電站的差異化運行維護

3.1 連接介質的變化帶來了保護功能裝置的變化

在智能變電站中，實現了一次設備智能化、二次設備網絡化。設備之間的連接媒介轉變為光纜或雙絞線，相應的運行維護時的裝置也發生了一定變化。例如保護功能壓板投退發生了調整，常規的保護功能“硬壓板”轉變為后臺監控系統界面上的“軟壓板”。在投退保護裝置操作上，操作人員只需要在后臺監控系統上進行計算機操作就能夠完成全部工作，不在需要進行保護屏上的作業。

3.2 GOOSE回路及相關保護的改變

常規變電站繼電保護時，跳閘、合閘壓板是對系統故障反應后進行的自動行為，但很難實現統一控制。智能變電站系統則將這些行為結合在了后臺監控系統界面上，利用GOOSE技術，將跳、合閘壓板在全站設成了唯一，所有的保護裝置都是通過智能控制柜操作去實現的，不僅效率更高，而且也更加準確，保護效果更好。

3.3 信息共享更加便捷，裝置的影響擴大

相較于常規變電站，智能變電站系統內數據被保護裝置共享，因此在智能終端采集的開關、刀閘信息在GOOSE網絡中共享測控裝置、保護單元、合并單元。一旦這些裝置發生了故障，整個智能變電站保護系統就會同時反映，因此信息傳遞的便捷也帶來了準確性對于保護裝置影響的改變。必須確保信息的準確性和高效性。

3.4 檢修狀態壓板作用的改變

常規變電站系統，裝置檢修壓板主要是屏蔽裝置故障和動作信息，不上傳控制層。智能變電站發生了改變，更加有利于設備檢修。在保護裝置、測控裝置、智能操作箱、合并單元都配置了相應“檢修狀態”硬壓板，并在網絡上進行標注，裝置間相互配合，智能操作箱未加用，當保護裝置跳閘指令發出后，開關不會跳閘，因智能操作箱的“檢修狀態壓板”未加用，二者狀態不對應。

3.5 地理信息系統的結合應用提高了檢測的動態化

在智能變電站運行維護工作中，地理信息系統被應用進來，它不僅能夠對同一時間變電站內的狀況進行實時監測，并且能夠對數據進行收集和處理，反饋故障位置，提出改善的方案，這一點是常規變電站無法企及的。地理信息系統的應用是通訊技術發展的必然結果。

4 結束語

技術的進步改變了世界能源發展的方向，集合智能化技術、計算機技術和現代網絡技術的智能變電站應用日益廣泛。隨著智能變電站應用的擴大，我們不僅要熟練掌握運行維護的技術，也應該將其與傳統方式進行比較分析，為未來的工作提供有益參考。

參考文獻

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作者簡介：林俊峰（1987-），男，重慶梁平人，本科學歷，助理工程師，從事變電運維的研究。