電網變電運行設備自動化技術及維護探析

(廣西新電力投資集團有限責任公司德保縣公司，廣西 德保 533700)

0 引言

隨著我國經濟逐漸從粗放型向集約型轉型升級的過程中，人們在生產生活中更加注重經濟效益和生態效應的平衡，核能、風能、水能、生物能源、石化能源等都會轉化為電能來為人類社會服務。因此，電力設備也隨著科學技術的發展而能夠保障電力能源供應的穩定性和安全性。這其中變電站設備發展的智能化、自動化已經成為其未來發展的主要方向，在這方面我國已經走在世界前列，因為我國擁有世界上最龐大也是最復雜的電力供應系統。通過電網變電運行設備自動化的研究可以進一步優化電力能源供應，減少電力能源在運輸中的浪費。

1 變電運行設備的自動化系統的功能特點

電網變電設備的自動化系統屬于微機控制系統，其中的關鍵技術包含計算機技術、移動通信技術、模塊化軟件分析技術等部分，通過這幾大技術來實現數字化集成管理，從而能夠通過調度中心對電網整體的能源輸送分配進行自動化調節[1]。系統主要包含三大特點。

1)綜合化功能是自動化系統的特點。自動化的概念是實現對設備所有功能進行自主控制的過程。這種控制行為主要是通過人工智能和物聯網對電力設備運行過程中的各項數據進行海量采集分析之后，然后將正確的指令通過通信技術回饋給工作人員，如果電力設備有潛在的安全隱患，則會提醒操作人員進行遠程操控來修正，如果電力設備運行正常，則數據顯示正常，通過網絡技術將各個電力設備的各個單位連接為一個綜合性的功能保護體系，然后再利用網絡通信技術來實現信息數據的采集、核算、傳輸和反饋，這便是自動化技術運行的特點。

2)微機化結構是自動化系統的核心。微機是計算機硬件設備的微型化形成的指揮調度中心，微機化結構是電力設備自動化運行的“大腦”和“神經中樞”，通過微機集群形成的云數據儲存和大數據智能運算，才能夠實現電力能源從生產、儲備、調用、分配的最優解，并能夠針對電力設備中出現的故障通過指令控制及時止損，并調節電力運輸網絡，避免出現安全事故。龐大的電力設備運轉中出現的海量數據可以通過云服務器儲存下來，這樣就保證了歷史數據，做到了電力工作的精細化管理。

3)智能化運行是自動化系統的關鍵。智能化管理可以減少工人的工作強度，降低工作中出現的問題和故障率，這是自動化與人工操作的最主要區別。智能化主要體現有兩點，一是可以根據工作要求需求進行自動指令調節，工作人員只需要通過操控中心輸入工作需要參數便可；另外系統可以對電力設備整體進行全天候24 h的診斷，這種診斷方式就是不斷采集設備運行數據分析是否在安全區間內，這樣就可以方便工作人員定點檢查維護設備。

2 變電運行設備的自動化技術主要功能

1)系統主體結構。電力設備自動化系統構建應該采用分層分布式結構，因為這種結構采用的是面向對象的設計方法，功能更有針對性、更聚焦，能夠提升變電運行設備的穩定性和可靠性。在系統設計過程中，可以將電力設備中所有的功能設備，如保護單元、控制裝置等[2]。分散安裝在關鍵變電運行設備的附近，這樣就有利于功能設備的控制對象通過網絡連接，從而讓分布式結構在網絡通信的支撐下將所有功能模塊互聯互通在一起，這樣就構建了信息采集、傳輸、分析、反饋的立體式數據信息傳輸系統，進而實現系統調度中心的集中管理和工作人員移動通信設備的及時了解。分層分布式結構最大的優勢就是局部設備出現故障之后，并不影響整體系統的運行，不僅可以及時停止受損的模塊避免持續運行帶來更大的傷害，還能夠讓其他功能正常的模塊繼續參與工作。

2)系統主要功能組成。采集與監控軟件主要工作是采集變電設備的各種型號數據，如溫度、電壓、功率等等。監控軟件主要是對設備運行狀態進行24 h的關注，一旦出現設備安全故障，可以通過煙霧報警、火警等預警系統來及時通知工作人員確定故障點進行搶修。

管理軟件是管理人員通過數據信息分析，來對設備的運行狀態進行調整的重要控制模塊，最常見的就是中央控制操控大屏，這個大屏能夠實現對電網所有功能的指令發送，包括故障修理和電力能源分配。管理軟件建立在信息大數據計算的基礎之上，也是互聯網+電力事業建設的重要組成內容，可以說顛覆傳統電力管理純粹人工操作的局限。

通信軟件是自動化系統中擔負著信息傳導的任務。變電設備所有的數據都需要通信軟件來進行傳輸，工作人員的指令也需要通信軟件進行傳達。

3 變電運行設備的維護技術

變電站運行設備的維護直接關系到設備的運行狀態，直接影響整個電力系統的安全與穩定。電力公司應該充分重視，從人力財力等方面保證能夠持續為經濟發展作出貢獻。

1)一次設備維護。綜合自動化變壓器的運行狀態需要工作人員現場檢查硬件設備的狀態來判斷其性能，也可以通過后臺監控數據來分析其損耗。智能化的變電設備一般都安裝了大量的基于信息數據采集的檢測設備，比如通過溫度，壓力等數值的檢測，來確保其是否處于安全狀態[3]。

2)二次設備維護。針對變電站自動化系統中的二次設備，基本上都是數值化裝備設置，一次設備可以通過智能設備轉換成數字信息升級為二次設備。再通過通信技術實現檢測、控制和保護。

3)變電所運行設備檢修技術要點。設備和線路的電源試驗。驗電是變電站運行設備維護中常用的技術手段，在設備維護中起著重要的作用。不僅可以防止如誤進電氣化區間等各種事故的發生，而且可以提高設備的運行可靠性。一般情況下，驗電是在停電的前提下，在地線敷設前實施，對設備和線路進行測試，以確定設備和線路在這種狀態下是否有電壓。在實際運行中應注意以下情況：①維修設備的進出線不應同時進行試驗，而應單獨進行試驗。②做好安全防護工作，避免試驗過程中發生安全事故。③電氣試驗設備的性能保證良好，設備、線路處于停電狀態。

4)跳閘故障的排除。在變電站設備運行過程中，跳閘故障發生的概率較大，也是影響變電站設備安全、穩定、可靠運行的主要問題之一。可以采取以下兩種方法來進行解決：一是消除線路跳閘。線路跳閘故障時，應先檢查保護動作是否正常，再檢查ALPS和跳閘開關。檢查的重點要放在開關位置指示器上，如保險接觸是否良好、彈簧機構是否正常等，確認各檢查項目正常后，即可進行強制傳動。二是主變低壓側跳閘故障。可根據母線故障、開關誤動、過跳等故障原因采取相應措施。為準確判斷故障原因，應仔細檢查二次設備，如直接熔斷器是否斷開，保護壓板是否丟失等。

4 結語

電網變電運行設備自動化的維護技術需要結合其故障智能檢測，通過工作人員的專業維護才能消除安全隱患，這是科學技術是第一生產力和人才是企業核心競爭力的重要體現。因此，電力公司要加強維護技術的投入工作，尤其是加強維修人員的技能培訓是確保系統維修高質高效的前提。