淺析智能變電站運行維護及異常處理方法

國網自貢供電公司 四川自貢 643000

摘要：智能變電站是伴隨著智能電網的概念而出現的，是智能電網的重要基礎和支撐。智能化變電站，采用的是先進、低碳、集成、環保的設備以全站信息數字化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息的采集、測量、控制、保護、計量和檢測等功能。作為變電運行人員，我們的主要職責是設備驗收、倒閘操作及運行維護等。如何保證我們工作的安全，設備驗收是前提，運行維護是保障。

關鍵詞 智能變電站驗收；運行維護；倒閘操作

1引言

隨著2010年左右我國第一批智能化變電站建成投運以來，智能化變電站不斷投入電網運行，而當前變電運行人員普遍缺乏智能化變得站驗收、運行維護及倒閘操作的經驗，對電網的安全穩定運行帶來較大隱患。本文對此進行分析研究，以提高智能化變電站安全穩定運行水平，為社會提供可靠的清潔能源。

2智能變電站與傳統變電站的比較

2.1傳統變電站

傳統變電站的監控系統由站控層、間隔層兩層網絡構成，采用多種規約，變電站存在監控、保護等多個網絡。電流互感器、電壓互感器、一次設備的二次信息通過電纜硬鏈接的方式，實現與站控層的信息交換。站控層設備由數據庫主機、操作機、遠方通信接口組成。間隔層主要包括變電站的保護、測控、計量等二次設備。

2.2智能變電站

智能變電站的自動化系統為站控層、間隔層和過程層組成。站控層和間隔層設備結構與傳統變電站基本一致。過程層（設備層）由電子互感器、智能終端、合并單元、智能傳感器等組成，采用GOOSE網絡跳合閘邏輯，完成一次設備開關量、模擬量的采集及控制命令的執行等。其信息傳輸主要是通過光纖及交換機完成的，實現了不同廠家設備的交互操作，解決了電磁式電流互感器二次開路、電磁式互感器的磁飽和問題、控制電纜引起的電磁干擾等問題，實現了變電站一次、二次設備狀態檢修的問題，提高了變電站的安全可靠性。

2.2.1一次設備智能化

智能一次設備是智能變電站的重要標志、重要建設環節。智能一次設備是變電站一次主設備（主要包括斷路器、隔離開關、變壓器）+智能組件（主要包括合并單元、智能終端）的組合，（功能方面）具有自動測量、自動控制、自動調節、自身狀態監測及預警、通信功能。

簡單的說，一次設備智能化就是將反映一次設備運行工況的模擬量（電流、電壓），斷路器、隔離開關和主變壓器的狀態量等通過二次電纜引入智能組件（合并單元、智能終端等智能電子設備）進行就地轉換、處理成為數字信號，再通過光纖與保護測控裝置、自動化設備、后臺及遠方監控裝置等相連進行數據、信息的交換與傳遞，實現自動測量、自身狀態監測及預警、通信功能。同時，智能終端將接收到的保護測控、后臺監控裝置發出的操作、控制命令，經光/電轉換后對一次設備進行相關操作、控制及調節，從而實現自動控制、自動調節功能。

2.2.2二次設備網絡化

智能變電站采用三層兩網的網絡架構，實現過程層、間隔層和站控層等二次設備之間的數據采集、操作與控制命令、狀態開關量及動作、異常告警等信息量的交換和傳送。

3 智能變電站運行維護的基本要求

3.1 運行維護部門應明確智能變電站一、二次設備及二次系統各專業間的運行維護管理界面。

3.2 運行維護部門應針對智能變電站技術特征，建立健全運行維護管理制度。

3.3 運行維護人員應進行智能變電站系統培訓，熟悉智能變電站的新技術、新特點。

3.4 運行維護部門應針對新應用的二次設備編制現場作業指導書，內容包括技術措施、校驗方法、檢驗標準等內容。

3.5運行維護部門宜充分利用智能裝置自檢驗、自診斷功能，在上級部門統一組織下開展智能變電站二次設備狀態檢修工作。

3.6運行維護部門應對配置文件等電子文檔建立規范化管理制度及相應技術支持體系，配置文件管理、配置工具管理應設專人負責。

4 智能變電站的運行維護

4.1 傳統變電站的巡視方法和注意事項仍然可用。

從前面對智能變電站和常規變電站的比較來看，智能變電站的主體設備，如斷路器、隔離開關、保護裝置等設備和常規變電站沒什么兩樣；同時數字CT、PT與傳統的CT、PT外觀上也沒有明顯區別。所以傳統的巡視方法和注意事項仍然可用。

4.2 運行和巡視

4.2.1運行巡視應把光纖、交換機及光纖接口等設備作為主設備來巡視管理

同時繪制準確的網絡通信圖，包含各光纖的走向及功能、交換機光纖接入口及功能，并在各光纖、交換機上進行明確標示，便于故障原因查找及檢修。建立健全各類設備臺賬，尤其是通信設備，如光纖、交換機的臺賬卡，保存各裝置的IED，準備足夠的備品備件以保證故障搶修。

4.2.2智能變電站的信息傳輸完全通過光纖及網線完成

光纖及網線抗外力破壞能力比較弱。日常巡視檢查時應避免壓、折、灼烤光纖及網線；同時加強防小動物進入措施，防止小動物咬壞光纖或網線，影響保護的正常運行。發現光纖及網線通信不穩定和不正確時，應及時通知保護人員檢查并處理，避免保護誤動作。

4.2.3加強設備測溫及室外保護裝置及智能終端柜的溫度檢測

及時排除電子元件受環境溫度影響導致保護誤動作的可能。智能終端、合并單元、保護裝置、測控裝置、網絡交換機等多個智能設備與一次設備鄰近，其抗干擾、耐高溫、防直曬的能力必須進行檢驗，避免投運后頻繁出現裝置死機、閉鎖、動作不正確等情況。常規電子元件的理想工作溫度是25℃，但是室外直曬溫度高達55-60℃，所以必須選擇適合這類環境的電子元件設備。在現場或出廠校驗時，要模擬廠家提供的溫度參數進行高溫試驗，驗證設備能夠承受室外高溫、直曬而不會導致運行異常。最好要求室外智能終端柜、保護柜配備降溫裝置及遮光設施。GIS設備匯控柜及高壓開關柜的自動溫控裝置一旦工作失靈，將可能出現強行致熱而導致光纖等損壞，引起保護裝置工作不正常。

4.2.4智能變電站的各光纜、尾纖均應定置管理

在運行維護中，必須將各尾纖及保護裝置的光纖接口進行明確標準，防止在保護裝置校驗、光纖檢測、更換等工作完成后，出現錯誤接續、插入等情況，導致保護裝置無法正確動作。

4.2.5合并單元是實現現場數據采集的重要設備

用以對來自電子式互感器或者常規互感器內部采集器的電流和或電壓數據進行時間相關組合。母差保護、差動保護及有時間配合的后備保護，在日常巡視中還應檢查裝置的不平衡電流及失步情況，防止保護不能正確動作。如果合并單元失電、通信異常、內部故障等狀態下，合并單元誤輸出數據導致保護誤動作，還應檢查裝置的信息閉鎖功能，即裝置出現異常時不再輸出數據。

4.3 定期開展智能變電站和站內通訊網絡的狀態檢修評價工作

變電運維人員要收集日常巡視、測溫、異常信息、缺陷等綜合數據，開展狀態檢修的初評工作，由上級部門及繼保人員組織進行復查，及時發現設備的異常運行狀態，安排對應的檢修及光纖更換工作，確保智能變電站的安全運行。

4.4 運維人員應加強對網絡記錄裝置事項進行分析，掌握智能裝置運行情況

網絡記錄裝置反映全站設備的運行狀態，對于智能變電站的安全運行有非常至關重要的作用。通過網絡記錄裝置的分析可以發現斷路器、刀閘輔助、信號回路接點接觸不良、電流電壓波形畸變等異常狀況，避免設備異常、故障導致非計劃性停運。

4.5要根據現場實際情況選擇UPS電源（直流系統），避免因交換機失電等原因造成光纖保護中斷。

目前很多智能變電站都采用直流一體化系統，保護用直流和通信直流共用，110kV變電站基本上都使用的200AH的蓄電池，但是直流負荷幾乎