智能變電站二次系統的運行維護分析

王 兵，王成智

（國網湖北省電力有限公司，湖北 武漢430077）

0 引言

作為智能電網的關鍵組成部分，智能變電站因其低碳環保性和良好交互性得到了大力推廣［1-5］。國內研究者圍繞智能變電站的二次設備缺陷［6-8］、可靠性［9-12］、風險評估［13-14］、模塊設計［15-17］、安全措施［18-29］等方面開展了大量卓有成效的研究。經過近十年的發展和應用，智能變電站的應用技術已趨于成熟。與常規變電站相比，智能變電站二次回路由電纜連接變成了光纖的連接，二次電纜回路變成“虛回路”，智能變電站的設計、調試及運維方式等均發生了較大變化。當前智能變電站的運行維護中仍存在著一些問題，其中新型設備如合并單元、智能終端、網絡交換機及二次自動裝置等的運行維護，與傳統設備存在很大差別，給運維工作的開展帶來了一定的技術難度。

本文針對以上智能變電站新型設備運行維護工作開展分析，并提出針對性措施和建議，為提升智能變電站運維工作水平發揮促進作用。

1 新型設備運行維護

1.1 合并單元運行維護

合并單元（簡稱MU）是對一次互感器傳輸過來的電氣量合并和同步處理，并將處理后的數字信號按照特定格式轉發給間隔層設備使用的裝置。導致合并單元故障的原因主要有四種：GPS對時不準、GPS對時中斷、采樣光纖通道中斷、自身故障。

在合并單元裝置發生上述故障時，均會顯示告警信息，嚴重時會導致繼電保護的誤動作。因此，對合并單元運行狀態要實時監控，及時發現并處置故障及缺陷。

1.2 網絡交換機運行維護

交換機主要用于傳輸變電站自動化系統信息，因此交換機運行的穩定性和信息傳輸的準確性尤為重要。當交換機出現故障時，必須馬上查明原因。一般故障可通過重啟交換機解決，若交換機重啟后故障仍然存在，則必須對交換機實施全面檢查和維護。

1.3 智能終端運行維護

智能終端是智能設備和傳統斷路器連接的紐帶，是測控裝置遙控命令的執行機構，負責采集和上傳測控裝置所需的各種遙信信息，執行遙控指令。雙套配置的智能終端異常時可重啟一次，如無法恢復則應由檢修部門檢查和處理。

2 主要運行風險

2.1 二次設備質量參差不齊

智能二次設備是實現全站信息數字化的基礎，其質量直接影響電網安全穩定運行。目前，部分廠家的合并單元、智能終端、交換機、電子式互感器、保護裝置、時間同步裝置等設備存在硬件故障率高、軟件缺陷多等質量問題（見圖1及圖2），多次造成保護不正確動作，影響電網安全穩定運行。

圖1 因合并單元交流采樣插件虛焊，引起主變B套差動保護誤動作Fig.1 Incorrect operation of B set differential protection of main transformer caused by faulty welding of AC sampling plug-in of merging unit

圖2 合并單元硬件自檢錯誤導致采樣中斷Fig.2 Sampling interruption caused by hardware self check error of merging unit

2.2 配置文件管控困難

智能變電站配置文件（SCD文件）包含全站智能電子設備的實例配置、通信參數及虛端子連線等，信息高度耦合，相當于全站二次圖紙［30-31］。目前SCD 文件管控存在以下問題：

1）管控措施不完善，管控職責不清晰，管控方式不統一，容易出現文件丟失、損壞、新舊版本難以區分等問題。

2）SCD 文件局部修改須進行大范圍試驗驗證。但是目前SCD配置文件主要由二次設備廠家配置和維護，受廠家人員業務水平影響，SCD 文件的修改、裝載隨意性大，缺乏有效管控，導致SCD文件與裝置配置文件不一致，且無有效校核智能站SCD 配置文件的軟件工具，配置文件需人工校核，工作量極大，校核難以落實。

圖3 為湖北110 kV 南湖變電站湖01 開關DTI-806/S合并單元智終端裝置廠家擅自刪除SCD文件“遠傳合閘”虛端子，導致與備份SCD文件不一致。

2.3 戶外二次設備運行環境惡劣，故障率高

智能站二次設備有戶外智能控制柜、預制艙和室內三種運行環境，實際運行中均存在不同程度的設備運行環境問題。

1）惡劣天氣對戶外智能電子設備影響大。合并單元、智能終端及部分保護裝置就地布置于智能控制柜內（圖4），極寒、極熱天氣時，柜內環境溫度超過設備耐受范圍，雨季易進水受潮，風沙地區易出現柜內積灰，引起設備故障、絕緣降低、壽命縮短。

2）部分屏柜空間狹小、無風扇，屏柜選型不滿足散熱要求。

3）溫濕度控制設備監視缺失。部分智能控制柜熱交換器的告警接點未接入監控系統。若發生故障，設備將無法自動告警，給柜內設備埋下隱患。

2.4 操作人員業務素質不足

圖3 SCD文件管控錯誤實例Fig.3 Example of SCD file control error

圖4 戶外智能電子設備運行環境Fig.4 Operation environment of outdoor intelligent electronic equipment

目前智能變電站對軟壓板的操作通常是后臺執行操作，現場實施核對，以確保軟壓板已操作到位。但是目前針對后臺機上保護功能壓板、出口壓板、裝置壓板的投退狀態無法進行有效檢查，漏投、誤投軟壓板的現象依然存在，且無法在第一時間發現。

由于業務素質不足，運維人員對智能變電站壓板的投退仍停留在常規綜合自動化站層面，對裝置檢修硬壓板含義理解不透徹。間隔停電后，相應裝置的檢修硬壓板投退不對應，往往引起裝置告警，如檢修試驗前未發現此類問題，極易引起保護裝置誤動。

2.5 其他風險

光纜是變電站智能設備聯絡的重要媒介，在變電站電纜溝中大量使用。在運維管理中由于外力破壞、保護不當、白蟻腐蝕等原因，出現光纜斷裂、傳輸不暢等現象，導致智能設備之間通信中斷，嚴重時危及設備安全運行。實際運行中，因光纜防護措施缺失和防小動物措施不力，老鼠啃咬光纜造成裝置告警時有發生，導致設備被迫停運。檢修人員對光纜尾纖的不正確拔插和防護不到位，也會造成數據傳輸異常，引起保護異常。

3 應對措施和建議

跟過去的綜合自動化變電站相比，智能變電站二次設備有較大差異，其管理方法也應有所不同。為確保智能變電站能夠持續、穩定、安全運行，針對上述風險并結合具體工作實踐，建議加強以下幾個方面的工作。

1）嚴格設備質量管控。在設備各階段采取相應措施實施質量管控；在物資采購階段，嚴格管控進網設備質量，采用檢測合格產品；在試驗調試階段，完善試驗方法，消除設備缺陷，零缺陷移交；在基建驗收階段，嚴格執行驗收標準，重點核查設備是否符合入網檢測標準；在設備運行階段，開展設備巡視和隱患排查工作，及時發現設備隱患。

2）規范SCD文件管理。劃清各專業職責界面，規范現場裝載管理，加快建設SCD文件管控系統，實現全部變電站SCD 文件在線管理。定期組織開展智能站SCD文件專項核對工作，確保在運SCD文件正確無誤。研發SCD 文件修改前后自動對比工具，實現SCD 下裝前與上一版本自動對比并展示差異內容。

3）落實戶外二次設備運行環境治理。開展專題研究，對不同環境控制系統的溫濕度控制效果進行數據比對分析，比較優缺點，制定戶外二次設備溫濕度綜合控制和改造策略。全面監控溫濕度控制系統運行狀態，及時發現和處置設備故障缺陷。深化環境控制系統熟練運用和維護，確保運行環境滿足二次設備運行要求。

4）加強智能變電站知識的培訓和宣貫。加強智能變電站調試、試驗和運行維護的培訓，不斷深化智能站的理念宣貫，努力提升運維和檢修人員的業務素質。加大智能變電站光纜傷害綜合防治，確保智能設備聯絡正常可靠。

4 結語

隨著科學技術的日益進步，我國變電技術取得了較快的進步，智能變電站運行維護管理水平也有了較大的提高，但還存在許多不足之處，需要加大智能變電站的研究力度，制定切實可行的措施，科學應用新技術、新方法，全面做好智能變電站運行維護工作，確保智能變電站安全穩定運行。