關于智能化變電站監控與運維的研究

吳治堅

國神集團內蒙古分公司 內蒙古呼和浩特 010000

1 智能變電站及其運行特點

1.1 智能變電站概述

顧名思義，智能化變電站，其主要特點就是將一些智能模式應用到變電站的管理工作當中。智能化變電站的正常運轉由兩個部分組成，分別是高壓設施的智能化和管理程序的資訊化。資訊化管理程序需要使用電子設備將一些資料通過互聯網進行傳輸，同時，高壓設備也需要一個信息平臺來監管。當變電站運行時，需要全程監控。如果觸發臨界值，則會自動發出警報，防止發生重大災害。傳感器主要負責數據和信息的收集。當閾值觸發的數據傳輸到傳感器時，傳感器會自動開關，此時相關人員會發現問題，第一時間進行處理[1]。

1.2 智能變電站的特點

（1）安全性，在過去，如果變電站在運行過程中出現問題，需要人工檢查和維護。但是，這種方法除了維護效率低外，還會對運維人員的生命安全造成一定的威脅。經過變電站的智能化改造，這類問題得到了很好的解決，相比之下具有很多優點。智能系統實時監控變電站的操作，然后通過系統對大量數據的分析（即大數據），它可以提供一些隱藏問題的早期預警，使變電站的運行更加安全、可靠、和處理問題發生后的效率也將顯著提高。

（2）及時性，智能變電站的三個主要部分是：普通電站、數字化運維管理系統和安全監控系統。當變電站操作，一旦發生故障時，傳感器和監控系統將收集的數據上傳到信息通過網絡同時，操作和維修人員能在最短的時間內找到問題并做出應急反應速度最快的。智能變電站的及時性使問題得到及時解決，大大降低了安全事故發生的概率。

2 智能化變電站運行維護中常見問題

2.1 智能化變電站內部設備運行問題

智能化變電站在建設初期會使用大量的新設備，這些設備采用了許多新型的構件，這些構件在使用中也存在許多的問題。例如，光學互感器在使用中對于溫度的變化比較敏感，但是也會因為其對光纖材料和玻璃材料的不敏感而導致其可靠性變差；而且在智能化變電站系統中常會用到有源電子式互感器，這種互感器只有在有電的情況下才可保持工作狀態，一旦斷電，便會閃停，相比于傳統的互感器，其在使用穩定可靠性和使用壽命上都要遜色不少，并且在工作狀態下容易受到高壓磁場的干擾，導致其信號輸出較差，這也說明智能化變電站對于客觀環境的要求較高；此外，智能化變電站中的光纖信號傳輸機制也比較容易產生異常現象，導致通信中斷，使得傳輸數據失真，影響終端對于數據的分析和判斷。

2.2 智能化變電站信息安全性問題

在工作中，智能變電站不僅要實現信息的高效傳輸，還要將信息與上級部門進行信息傳輸。這就有可能造成信息的大量泄漏。傳統變電站在規定的范圍內傳輸信息，可以保證信息的完整性和有效性。加入智能維護系統后，由于后臺監測數據軟件的存儲增加及黑客等攻擊次數增多，導致網絡與系統信息泄露等問題變得普遍。如果信息泄露，將難以實現系統的正常運行。因此，安全問題也是亟待解決的關鍵問題。

2.3 智能化變電站運行環境的問題

智能變電站的運行離不開互聯網的支持。所有收集的數據必須通過互聯網上傳，并最終存儲在信息化監管平臺上。因此，智能變電站的運行在很大程度上受到網絡狀態的影響。如果網絡信號受到干擾且不穩定，傳感系統和監控系統采集的數據不能第一時間上傳，將會影響智能系統的正常運行。

2.4 智能化變電站從業人員的能力問題

不可否認，維修人員的技術水平將直接影響智能變電站的電力系統運維水平，也將在一定程度上影響我國智能變電站未來的發展方向。在運維過程中，維修人員專業技能薄弱的現象依然普遍。理論操作和實際操作都存在一定的缺陷。因此，如何有效提高智能變電站運維人員的專業技能也是當前變電站面臨的重要問題之一。

3 智能化變電站運維改善措施

談到智能化變電站運行中具體存在的問題，我個人通過查閱資料及多年工作經驗總結歸納認為主要有以下幾點：

3.1 智能化變電站內部設備運維

在智能變電站內部設備的操作，有必要不斷提高智能系統的監控功能，進行及時有效的全面監控，及時修復的問題，減少重大故障的發生，嚴格執行規定的各種零部件的生產狀態。標準形成了有效的規范和維護模式。

（1）智能電子變壓器。電子變壓器包括有源電子變壓器和無源電子變壓器。電子變壓器在正常運行和維護過程中應注意以下問題[2-5]。

①變壓器本體必須完整無損，結構必須牢固，金屬部件不得銹蝕嚴重；一次設備接線端應嚴密，避免腐蝕和發熱；配線板二次電纜應牢固，溫度不能過高；振動、聲音、氣味；保證各部件可靠接地。②光纖接線盒要求接線盒的緊固元件鎖緊可靠，不松脫；纖維彎曲半徑大于纖維直徑的10 倍；傳感器接頭和套管不會出現放電現象和裂紋。③互感器對應單元要求：二次接線端子無松動連接；設備指示燈亮，無異常，儀器準確；設備內部應無異常震動。

（2）GIS 設備和智能斷路器。智能高壓斷路器根據自動故障排除信息系統提供的故障信號進行智能操作。GIS 設備和智能斷路器在正常運行和維護過程中應注意以下問題。

①元器件外殼、機柜保護要求保持清潔，不損壞，不變形；接線端子保護可靠，接線板二次電纜嚴密；②測量、控制、保護、計量、監控簡易爆炸裝置要求：設備外觀必須保持干凈整潔，二次電纜接線端子不得松動脫落；電源指示燈、通信指示燈、保護裝置運行監控燈應經常亮著并正確指示。③設備使用一年后定期檢查：重新緊固連接螺栓。檢查地腳螺栓和截止閥是否正常。每2 年檢查一次：對變壓器設備進行局部和遠程操作，減少跳閘操作。每5 年檢查一次：檢查各氣室SF6 壓力值，對SF6 氣體進行微水檢查，確認操作機構箱密封良好，測量回路阻值及機械運行情況。

（3）繼電保護裝置。輸入到智能變電站保護裝置的是光學數字信號不再是模擬信號；保護裝置與外界通過光纖連接。面對多間隔二次設備集成的發展，對繼電保護裝置的運行提出了新的要求。

①切換設定區域前，檢查保護設備狀態。②防護裝置檢修前，做好安全措施。③保護裝置投入使用前應進行檢查。在線監測裝置。變壓器油色譜監測裝置：進、出口油管之間是否有下降；設備指示燈亮，運行監控燈亮；變壓器沒有漏油。變壓器局部放電在線監測裝置：是否有異常的連續振動和氣味；監測傳感器之間的連接電纜是否松動或斷開。

3.2 智能化變電站信息安全運維

為了應對信息安全問題，智能變電站也需要不斷加強監管，提高自身抵御惡意攻擊的能力，這就意味著智能變電站需要智能監控系統。這在整個行業中是比較欠缺的，需要各方積極努力升級安全系統，減少智能變電站使用中不必要的損失。

3.3 運行環境運維

針對變電站運行環境問題，主要還是需要不斷提高系統的抗干擾能力。從這個角度出發，可以引進國外的新技術，通過理論的發展和實踐的結合，找到智能變電站抗干擾能力的新方式。

3.4 加強維護人員的技術培訓

對于專業人才的需求，需要從兩個方面加強維修人員的技術培訓內容：一是智能變電站系統維修的理論知識基礎，理論知識是提高實踐能力的重要基礎；二是在系統運行維護過程中所使用的實用技能是直接影響智能變電站能否實現安全穩定運行的重要因素之一。針對這種情況，智能變電站的管理人員可以定期組織維修人員進行專業課程內容的培訓。同時，智能變電站的招聘標準需要盡可能的調整，這有利于專業維修人員的選擇。

4 智能化變電站的監控技術的應用

智能變電站設備只有在互聯網技術支持下才能正常運行和維護。該設備在實際運行中一旦出現問題，可以及時發現并處理。同時，通過信息網絡對智能變電站進行技術處理。這樣就完成了設備上的監視任務。同時，很多信息可以直接傳輸到后臺。建立變電站信息數據資源數據庫，完成電力設備信息的數據采集和獨立檢測。變電站信息監控的重要內容是智能變電站三層兩網的設計方法。只有這樣，智能設備中的GOOSE 網絡鏈路才能處理監控信息。該保護裝置在接收到信號后才能啟動備用電源系統。確保整個系統正常運行和維護。變電站信號屏蔽功能。為了保證設備的正常運行和對傳輸的監控，在整個設計之前，設備將會有大量的指示信號指示器。這些不相關的信號會降低整個變電站設備運行的效率，不利于整個電力行業的發展[6-7]。

5 結語

總之，技術是不斷發展的，人們會從技術的角度重新審視電力行業。只有了解整個變電站的發展歷史，才能對變電站設備進行宏觀監控，使電力行業能夠健康發展。智能化變電站既是時代的發展的需求，也是整個電力行業未來的發展趨勢。