500kV變電站安全分析

劉文傳

摘 要：作為電力系統關鍵性模塊，500kV變電站的運行安全性將直接關乎整個供配電系統的運行安全、穩定特性，因此，對于變電站的運行安全性能進行分析與研究顯得尤為重要。基于此，本文深入剖析了目前500kV變電站安全運行現狀與存在的問題，在對于各類運行安全問題進行系統化研究的基礎之上，提出優化500kV變電站安全管理的對策，以期對于工程實踐具有一定的指導作用，保障電力系統安全、高效運行。

關鍵詞：電力系統；變電站；運行安全；安全管理

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

1.項目背景概述

對于整個電力系統而言，500kV變電站的安全運行意義重大，在電壓等級的轉換以及電能的匯集傳輸等方面起著關鍵性作用。尤其是伴隨我國經濟社會高速發展，各類用電設施的功率也不斷增大，電網規模進一步擴大，這對電力系統變電站的安全運行特性提出了更高的要求。對于500kV變電站的安全運行特性的研究，涵蓋了安全保護裝置、測控系統等方面，其關鍵在于系統控制的優化配置、統一化信息監管以及人力系統的優化配置等。

該500kV變電站項目數據調度拓撲架構涵蓋了兩臺建立GE接口的PE路由器，兩臺路由器分別通過交換機各自與VLAN建立連接，vlan分區包括1號RTU、PMU以及電力采集；2號RTU、故障濾波、故障信息等業務。同時，兩路由器均經由2M網線接入調度數據骨干網，實現信息交互。其中，兩vlan分別代表了變電站業務的兩安全分區，建立兩交換機間的linkaggregation連接，由業務安全等級要求實現vlan接口的匹配。

2.目前500kV變電站安全運行現狀與問題

2.1 安全運行管理工作欠缺

目前，不少電力項目企業及部門只重視電力生產，而對于變電站的安全運行管理欠于關注，或安全運行管理往往只追求表面工作，實則安全監管不到位，缺乏有效的運行管理機制，效率較低，這就造成了對于變電站安全運行管理的目標及權責分配不明確，盲目性較強，未能起到高效的運行監管目的。另一方面，安全管理模式仍停留在傳統思路理念中，不懂得依據實際情況進行區別對待與創新，欠缺較為嚴謹科學的安全運行管理體系，進而無法有效發揮安全運行管理職能。

2.2 變電站設備可靠性較差

伴隨經濟社會的發展，電力系統負載不斷增加，而這對于電力系統各設備模塊的可靠性提出了更高層次的要求。現階段我國電力行業智能化水平不斷提升，系統也趨向復雜化發展，這進一步提高了500kV變電站中設備及控制的復雜程度，系統的整體性也日益凸顯。而在相關設備的耦合控制中，系統安全運行監管體系也對于系統設備可靠性提出了更高的要求，當中間設備或模塊出現故障時，與其相耦合的系統均無法正常運行，對于系統故障的檢測也趨于復雜，有效的防護途徑即定期進安全防護測試，以降低設備故障的發生頻率，而目前大部分電力企業并未能做到定期對變電站設備進行有效的故障檢測與可靠性維護等，具有較強的滯后性，從而影響到整個電力系統的安全運行。

2.3 相關人員綜合素質偏低

變電站的安全運行維護為一項集復雜性與專業性于一體的極具挑戰性的工作，對于工作人員的專業素養與協調能力有著較高的要求，不僅需對于系統各模塊有著深入的理解，同時對于整個電力系統的各環節耦合均需有一定的認識，且對于系統的故障有一定的經驗性判斷能力。而大部分企業工作人員的綜合素養與工作職位要求不相匹配，技術型與管理型人才的搭配不合理，導致實際工作管理無法正常進行，亦造成人才資源的浪費，因此，各企業運行各部門需依據實際工作需求合理匹配綜合素養較高的工作人員，以保障高效運行安全管理。

3. 500kV變電站安全管理對策

3.1 管理措施

（1）提高安全運行管理水平。致力于500kV變電站安全管理層次的提升，首先需對其引起足夠的重視，運行過程中需依據實際運行特性有針對性地創建職能管理部門，建立有效的運行管理機制，完善變電站安全運行管理的目標及權責分配體系，以較好地指導安全運行實踐的進行。在實際項目中，通過較強可行性的運行管理制度實現階段性安全管理目標，這對于變電站安全運行管理有較好的促進作用。同時，需依據工作崗位要求高效匹配綜合素養較高的工作管理人員，增強管理人員責任心。最后，構建信息化、智能化管理體系，通過高效運行管理方案指導實際工作的開展，不斷提升安全管理水平。

（2）開展相關人員培訓教育。由于工作人員的整體素養直接關系到變電站安全運行管理成效，因此需依據崗位職責特性開展相關人員的培訓教育，完善人才配伍，加強人才結構優化，建立多樣化技能培訓機制，對于現場工作人員進行有效的崗前培訓，這對于變電站系統的安全高效運行起到積極作用。

（3）增強變電站設備可靠性。變電站設備的可靠性將直接關系到系統運行的安全狀態，若變電站設備存在不可靠問題，那么勢必會導致系統故障頻發，帶來系統安全隱患。因此，需配置專人定期進行設備性能的檢測與維護，建立設備性能檢測與維護機制，落實責任到人，并建立設備性能檢測與維護反饋機制，對于故障設備進行及時反饋，并處理，消除系統安全隱患，降低設備故障率，保障變電站系統的正常運行。

3.2 技術措施

（1）建立調度數據網縱向安全防護系統。在調度數據網結構基礎之上，建立系統的縱向防護設備體系，依據兩安全分區的防護特性分別匹配有針對性的縱向防護設備：Ⅰ區路由與交換機接口設置加密認證模塊，對于信息進行安全監管與防護，Ⅰ區路由與交換機接口設置防火墻，實現信息的安全防護，系統總體縱向防護建設結構如圖1所示，于安全Ⅰ區設置兩臺互為備用的加密認證模塊，該型加密認證模塊為電力系統專用的裝置，精確度及安全性能均能滿足使用要求，且互為備用的兩臺安全模塊也足夠應對突發的安全防護問題：當其中一臺出現安全故障時，另外一臺可發揮安全認證作用，保障安全防護性能。該安全分區的縱向通信加密認證方式涵蓋了以下幾方面：基于業務數據的認證定向加密模式、互為備用的主、次認證加密模式、基于數字化網關的數據加密認證模式、基于動態管理的端口、協議、訪問控制等的信息過濾模式。同時，于另一安全防護區設置兩臺互為備用的防火墻模塊，該型防火墻模塊亦為電力系統專用型，且可建立VRRP備份，該區業務信息在VRRP的傳輸作用下，依據安全等級要求及防火墻的故障情況合理選擇防火墻的優先級進行傳輸，該區防火墻的主要功能與安全防護模式涵蓋了以下幾方面：基于多層次安全濾波的訪問控制模式及狀態識別、VPN認證加密功能、對于安全攻擊及時監測及響應的功能、OTP認證功能等，且系統可實現GUI模式管理、SSL/SSH認證加密等，極大地保障了系統運行的安全穩定及可靠性能。

（2）站內設備的防護加固措施。在訪問控制措施方面，可通過以下幾方面完善防護系統加固：首先，強化口令管理，為避免訪問口令被惡意篡改或調用，需對于系統口令進行系統化管理，合理設置應用賬號權限；其次，對于系統中不必要的服務進行關閉或禁用，如IP Redirect，Boot Server等出廠缺省設置，合理配置系統服務；再次，可禁用系統遠程訪問功能，避免訪問端口被惡意攻擊，并刪除默認共享功能；另外，控制入網流量，避免外來DOS惡意攻擊。

結語

500kV變電站運行安全性將直接關乎整個供配電系統的運行安全、穩定特性，因此，對于變電站的運行安全性能進行分析與研究顯得尤為重要。文章從安全運行管理工作、變電站設備可靠性、相關人員綜合素質等方面系統化分析了目前500kV變電站安全運行現狀與問題，并分別從管理、技術兩方面提出500kV變電站安全管理對策，以保障電力系統安全穩定運行。

參考文獻

[1]沈立榮.500kV變電站智能化仿真及反事故演習系統的組建及應用[D].華北電力大學，2015（20）：178-179.