智能化技術在變電運維技術中的應用研究

鄭磊

（鄭州煤炭工業（集團）高瑞電力有限公司，河南 新密452371）

到現在為止，國內變電運維技術不管是在硬件方面或者在軟件水平上，相比發達國家，還有很大差距，因此，必須不斷進行優化，倘若上述問題無法處理好，必然會嚴重影響到我國的變電自動維護工作，鑒于此，探討了智能化技術在變電維護中的應用問題。

1 變電運維中智能化體系結構

通過分析可知，智能化體系結構在其中主要包括以下三部分：過程層、間隔層以及站控層。其中，對于過程層來說，它主要由變壓器、斷路器、隔離開關、電流互感器等相關設施組成，是智能化技術一次元件的總稱。對于間隔層而言，它屬于整個系統的二次設備，主要由以下設備組成：保護、監測以及測控裝置。對于站控層，其主要由以下幾部分組成：控制、通信系統，這是整個系統中最高級的智能管理設施。它負責一系列的智能化操作，例如設備監控、信息交互、數據搜集等。

2 智能化技術在變電運維技術中的主要特點

2.1 監測范圍更廣泛。正是由于該特點，使得智能化技術貫穿于變電運維系統，與傳統監測系統對比來說，該技術的覆蓋范圍更廣。既可以對變電站的各方面信息資料進行監測，另外還可以檢測到家庭用電情況。

2.2 實時監控運行狀態。傳統變電站主要是以總線為基礎，并且其監測是單向的，而智能化變電運維技術卻克服了上述問題，該監測系統具有快速性、實時性以及雙向性，表現出非常突出的人性化、高智能化，能夠根據需要獲得變電設備的運行信息，同時還能夠自動作出評估，可以對整個變電系統中是否具有隱患進行預測，并且作出相應的預警提示。

3 變電運維技術中智能化技術管理

3.1 對設備管理模式的要求。現在變電站設備的管理工作主要由電網部門安排專門的職工來負責，電網部門是按照運行需求來選擇其到底采用哪一種運行方式。因此，受到技術水平以及管理方法等方面的制約，對設備的技術運用以及管理兩個方面是分開的，使得變電運維存在著一些不足之處。首先，多余的運行方式。為進一步提高電網供電的可靠性，在沒有充分掌握變電設備運行狀態的條件下，操作人員通常會選擇多余的操作。其次，相對較高的風險。因為上述兩個環節是分開進行的，從而導致操作者無法充分把握設備工況，從而使得設備運行過程中存在一定的風險。而引入智能化變電技術之后，管理者可以根據自己的需要實時獲取設備工況相關信息，若發生問題，設備能夠及時將預警信息發送給管理者，由此可以明顯提高管理效率。

3.2 對信息保障體系的要求。變電運維中上述三個層面（間隔層、過程層、站控層）都對信息網絡技術有著較高的需求，且電網也需求信息網絡技術。因此，在電網建設中，需要得到信息保障體系的支持。信息技術能夠為電網建設、變電運維提供先進的工具，同時該系統是涵蓋了智能變電運維與電網的系統，因此必須擁有良好的信息傳輸方式與訪問途徑。但目前的智能變電運維技術根本無法滿足上述要求，究其根由，主要是由于電網中信息系統不夠完善、各個信息相互分離所致。

4 應用中面臨的主要問題

智能化變電運維技術在整個電網系統中扮演著非常重要的角色，然而，該項技術當前仍然停留在初級階段，在實際運行過程中仍舊面臨很多問題，從而也直接影響到該項技術的運用。

4.1 智能互感器保護反應比較緩慢，需要相對較長的時間。智能電子互感器主要是從其內部把信息傳輸至交換器或測控裝置中，中間包含單元合并的環節，由此，其存在大量中間環節，相對于一般智能互感器，其數據傳送時間將有所增加。不僅如此，對智能變電系統終端的保護處理同樣會使其保護時間有所延長。與傳統變電站對比來說，智能終端、光纖數據傳輸與單元合并過程須較長延時性，整體而言，其保護延長時間大約為6.5ms。

4.2 相對較差的穩定性和安全性。長期以來，電網系統建設過程中，始終將變電設備使用的穩定性與安全性放在首位，但是智能化變電維護技術在這兩個方面的表現卻不盡人意。

首先，安全性不是很好。傳統變電站往往采用點對點的通信模式，相較于該技術有著較高的安全性，其交互機制表現出顯著性局部的特點。一般該技術主要通過對等的信息溝通方式，能夠在局域網內使全部的IED 信息統一起來，如果不及時對數據資料采用科學合理的防護措施，則當整個系統中任何一點局域網被破壞，必然要對整個變電系統帶來嚴重的負面作用。變電系統中的IED 是沒有點對點對接特點的，因此設備相互間也沒有相應的間隔點，針對上述問題，需要通過相關軟件來進行防護，這一點是非常關鍵的。所以，IED 集控體系會影響到變電系統的安全。變電系統中的各項功能能夠通過相應的軟件來完成，由此可知，軟件信息的安全性在其中扮演著非常關鍵的角色。從上述來看，安全體系關系著整個變電系統的安全性，即使截止到現在，智能化變電運維技術的安全性仍然較差。

其次，相對較差的穩定性。其中的互感器為有源電子，因此它的中間必須配備相應的有源電子元件才能發揮作用，由此必然會導致系統的穩定性受到影響。除此以外，光學互感器同樣無法擺脫外界條件的干擾，同樣會影響到其穩定性，究其根由，關鍵是由于光纖和玻璃之間的連接存在問題。不僅如此，高壓電子互感器在運行過程中往往會受到電磁場以及輸送路徑的影響，并會對信號的傳送產生負面作用，將導致波段急畸形變化、波的不穩定性等結果。針對以上各個問題，應當采取科學合理的措施進行保護。

5 維護策略及其發展趨勢

5.1 繼電保護校驗技術。首先，在光纖中完成信息的輸送。一般光纖通信技術用于變電運維一次設備中，可以對采集的數據資料進行就地轉化，從而為數字化傳輸方式提供了良好的條件，而保護裝置的數據接收主要通過網絡來進行，通過網絡信息接收繼電保護功能也可以完美實現。其次，在數字保護下測試方法得以使用。規范制度的嚴格執行是繼電保護的前提，其中的關鍵技術設備是保護測試儀，這個環節通常是使用單對單或單對多的模式，采用兩條光線網線，然后通過保護測試儀器的連接來完成相應的測試工作。

5.2 提高穩定性和安全性。結合上文所述問題，今后應當完善智能變電運維技術，重點把握以下幾點：首先，設備運行過程中，應該在采用微型機器和電子技術的前提條件下，把電波圖和電壓關合閘進行有效結合，在確定時間的條件下確保電網電壓處于穩定狀態。其次，采用微機技術，實時檢測設備的工況，且及時準確地對運行過程中出現的問題進行處理，應當重點把握這一運行要點。再次，合理運用自我監測功能，全面監控變電運維系統，尤其是應當監控好斷路器，監測到不正常現象以后應當盡快預警，及時告訴操作者，便于工作人員采取應對措施，在引入斷路器系統的前提條件下，通過智能控制器來檢測其中的二次設備運行情況，以充分確保運維系統處于穩定狀態。最后，針對電子互感器，應按照其具體型號采取相應的維修措施，及時處理好故障。

5.3 加入二次系統。智能化變電運維二次系統具有很多優點，時間有序、操作穩定、控制效率相對較高等。如果在其中配備二次系統，可以進一步提高數據采集與材料的效率，實現更加可靠低控制功能，能夠明顯提高變電站的智能化水平。

5.4 主動引導智能設備的研制。當前，智能化變電運維主要使用以下幾種技術：SF6 氣體母線采用絕緣線體、10kV 小車式常規開關柜技術等，在智能化變電運維終端實現將單元合并一體化和科學化。把智能化技術和數字化技術相互融合，集中運用于變電運維技術內，使系統的管理和運行作為側重點，這就是主動引導智能設備的研制，而不是傳統的被動選擇。

綜上所述，今后智能化技術在變電運維中的應用必然會越來越廣泛，這是一大趨勢。智能化變電運維技術既可以優化變電站運維工作，還會從技術的層面為自動化技術、信息網絡提供堅實的保障。盡管該技術在實際運用當中仍然存在著許多技術性問題，但其帶來的益處是不容忽視的，以后應提高操作人員的技術素養，采取更加科學合理的方法，妥善處置運行過程中發生的問題，不斷提高電網的運維效率。