變電運行維護現狀及優化措施

詹寶發

（國網福建省龍巖市新羅區供電有限公司，福建 龍巖 364000）

0 引言

目前，我國的電力生產量位居全球第一，人們的生活水平不斷地提高，生活中的用電量也逐漸增加，為了確保電力系統平穩運行以及減少電力設備故障的發生，電力企業需要加強對變電運行維護工作的重視，針對現存問題實施相應的策略，確保電力的順利供應。

1 變電站的電力設備

1.1 變壓器

變壓器的工作原理是通過電磁感應實現電流交換，變壓器是變電站中的主要電力設備，其具有隔離、穩壓、電壓交換、電流交換以及阻抗的交換等作用，根據其工作方式的差異，變壓器可以分為很多種，不同類型的變壓器其工作原理是相同的。變壓器在變電站中的主要作用是實現電壓交換，可以實現將一個電壓等級轉換為同頻率的另一電壓等級。其中變壓器按照升壓和降壓作用分為升壓變壓器和降壓變壓器，按照其用途分電力變壓器、配電變壓器、干式變壓器、組合式變壓器、全密封變壓器、油浸式變壓器、整流變壓器和單相變壓器等[1]。

1.2 高壓開關設備

高壓開關設備包括隔離開關、高壓斷路器、負荷開關、熔斷器等主要部分。斷路器主要用于對負荷電流進行接通或斷開，當設備嚴重過負荷或出現故障的時，斷路器會迅速、自動切斷電流。隔離開關的主要作用是改變運行方式、斷開小電流電路、隔離電流，是高壓開關設備中必備的電氣元件，其主要用途是隔離高壓電源，形成明顯的間隔確保其他設備的安全檢修。隔離開關不具備滅弧裝置，因此無法實現對負荷電流的切斷與連接，只能切斷或接通較小電流。

2 變電運行維護技術的發展趨勢

2.1 變電設備運行狀態檢測技術

變電設備狀態檢測分為人工神經網絡法、模糊預測法和時間序列法。其中時間序列法的使用較為普遍，通過對不同時刻的檢測進行數值反饋。

2.1.1 變壓器檢測技術

變壓器檢測技術是對油溫、油量、繞組溫度、鐵芯溫度以及冷卻系統等進行檢測。在檢測過程中必須使用絕緣檢測設備。對變壓器的檢測方式分為化學檢測、光學檢測、濕度檢測、聲學檢測和氣體檢測。對于變壓器的老化、放電等故障，電氣絕緣能夠有效確保電氣設備和配電線路絕緣良好，從而保證電力設備的有效運行和人身安全。電氣絕緣性能是否良好可以通過對其絕緣電阻、泄漏電流、介質損耗、耐壓強度等參數進行判斷。需要加強對變壓器易出現故障和關鍵部位的檢測，采用電流互通感性、溫度過高自動報警、啟動過壓保護等科技手段對潛在隱患進行控制。

2.1.2 高壓電力檢測技術

對高壓設備、高低壓架空線路進行檢修，必須按照相關工作規定辦理工作票以及根據各種票證規定進行操作施工。對于高壓電力設備的檢測需要進行線圈、觸頭運動特性、電氣設備完整性等方面檢測，通過對以上項目的檢測，采用在線檢測技術發現電氣設備故障。

2.2 物聯網技術

物聯網技術包括激光掃描儀、地理定位系統、紅外感應器等感性設備，經過這些設備將互聯網與變電設備相互連接，通過互聯網對信息進行傳遞和計算，并進行處理與分析，實現變電運行維護中的智能化定位、識別、管理、監測技術，其主要由感知層、網絡層和應用層組成。感知層能夠對輸變電的輸電、變電、配電以及用電等環節進行監測，其中主要對輸電和變電進行監測。通過攝像、設備傳感等設備的運用實現對輸變電設備運行狀態的感知和環境監測，形成信息數據，利用網絡通信、RFID 等技術進行信息數據傳遞。網絡層能夠解決信息數據長距離傳輸的問題，將獲取的信息數據轉化為數據傳輸協議，通過廣域網和局域網實現傳輸。智能網主要涉及網絡技術和通信技術。應用層主要是對信息數據信息進行整合和處理，實現人機交互，應用層的第一層主要針對業務個性化需求進行信息數據的處理，第二層是設備終端層，構建應用平臺，實現人工對輸變電設備的控制[2]。

3 變電運行維護工作現狀

3.1 缺乏健全的變電運行維護工作體制

在進行變電所運行維護管理的過程中，建立完善的變電運行維護工作管理體系能夠確保維護管理工作的順利進行，提高工作效率和質量。但目前我國電力企業對于變電運行維護管理工作沒有建立完善的維護管理體制。企業的相關管理人員在工作中更加關注企業的整體效益，忽略了對變電運行維護管理體制的建立，造成變電維護管理工作出現各種各樣的問題，例如對設備潛在的小型問題沒有進行解決或上報。在實際的維護過程中，經常出現管理方法和管理內容的不完善，已經建立的管理制度無法應用到實際的工作中，使變電運行維護管理工作的效率和質量下降。

3.2 變電運行維護工作存在一定的危險性

在對變電運行維護的工作過程中，需要進行復雜、煩瑣的操作，所要接觸的電氣設備也比較多。有些電氣設備如果進行不當的操作可能對維護人員的人身安全造成威脅，使變電運行維護工作的難度提高；部分維護人員在對電氣設備進行維護的過程中，常常采用個人積累的經驗，而沒有按照設備維護的標準流程進行操作，導致無法及時發現電氣設備中的潛在隱患，使電力系統在操作中存在一定的安全隱患。

4 變電運行維護工作水平的提高措施

4.1 對變電系統功能進行完善

在當前的階段，我國電力企業對于變電系統的監控還沒有達到十分完善的模式，導致對于變電運行維護的工作難度提高。在現實的工作中，電力企業需要不斷完善變電系統的監控功能，確保電力系統能夠平穩的運行，不斷完善繼電保護系統，使其具有可靠性。另外，企業管理人員需要就變電運行維護工作制定一套維護制度，督促運維人員積極進行變電運行維護工作，改善其工作態度，促進維護人員工作水平的提高，有效減少變電系統中故障發生的概率。

4.2 更進一步加強對繼電保護應用保護意識

電力系統能否安全、平穩的運行，可靠的繼電保護系統是其基礎保障，在日常的運作過程中如果繼電保護系統不具備充足的可靠性，電力系統的正常運作在一定程度上可能會受到影響。如果對故障沒有進行及時的解決，則會導致更加嚴重的故障發生，最終造成整個系統的故障，引發嚴重的電力災害。缺乏可靠的繼電保護系統會增加變電運行過程中的維護工作，對企業的可持續性發展造成影響。在新形勢下，人們的日常生活和電力企業的發展都離不開電力。

4.3 全面提高變電運行維護人員的技術水平

為了能夠有效提高變電運行維護工作的效率和整體質量，企業要加強對變電運行維護管理隊伍的培養。在電力企業發展的過程中，企業可以的對變電運行維護人員進行定期的培訓和教育，提高維護人員關于電力系統的專業知識和技術水平，使運維人員在對電力系統相關故障進行維修的過程中，能夠鎮定、冷靜處理問題，減少因電力系統故障給用戶帶來的不便。另外對于維護人員，需要其主動學習變電領域專業知識，培養實踐能力，促進維護人員綜合素質能夠順應時代的需求，摒棄傳統的思維方式，在進行維護工作的過程中嚴格按照標準化流程進行操作，能夠結合實際情況對故障進行分析，選擇最為合理的方式對故障進行處理。維護人員對于自身需要樹立良好職業道德觀念，規范自身行為，嚴格按照規章制度做好本職工作，行其責、盡其職，對于電氣設備中存在的問題及時進行上報或處理，確保更好地為企業服務。

4.4 全面提高變電運行的穩定性和可靠性

對于變電運行維護工作中存在的安全隱患，完全依靠企業所制定的管理體制是不可行的，還需要從本身解決問題。為有效避免變電系統在運行的過程中存在的故障問題，可以首先對電力系統中的各設備進行運行穩定性評測。在設備安裝的初期就需要加強質量管理，確保單一設備從安裝到運作都可以滿足運行要求，并且對設備進行嚴格的測試。另外要加強日常工作過程中對電力設備的檢查，防大于治，對于設備運行過程中的溫度、聲音、振動情況進行分析。例如對于變電運行穩定性和可靠性的提升可以采用遠程控制RMS 技術。根據系統是否存在故障，遠程維護可以分為故障維護和正常維護。故障維護是指在控制界面中如果出現異常，能夠對故障位置進行及時、準確的定位，判斷造成故障發生的原因，在第一時間采取相應的對策進行解決，把故障對整個變電系統造成的影響降至最低。正常維護指的是在變電系統正常運行的情況下對維護對象內存在的潛在缺陷和隱患進行及時的消除，有效降低故障發生概率，即通過警報系統對潛在故障加以及時的發現。將遠程控制系統功能加以總結主要表現在以下方面：遠程控制、遠程測試、實時設備監測、遠程程序下載、故障自動記錄、SOE 記錄、修改參數記錄、分析設備運行狀態、事故預警、安全檢查。其中實時設備監測是遠程維護模塊按照預先定義對設備的運行狀態進行實時性的監測，如果發生故障，能夠對故障模塊進行立即隔離，并啟動備用模塊，將設備狀態信息匯總傳輸至運行站，除設備運行狀態信息還包括其他參變量和隔離信息。圖1 為應用Agent 技術實現RMS 遠程維護模塊結構圖。

以下介紹遠程維護系統框架結構以及關鍵部分：

圖1 設備遠程維護模塊結構

網絡結構，在變電系統中遠程維護系統所采用的結構為全分布式，主站以及子站系統通過國家電力網絡進行連接。遠程運行站、維護站以及制造商維護站共同構建主站系統，分布于站內的維護Agent 構建子站系統。子站系統與被維護設備存在非常緊密的關系，維護功能是經過子站系統作用至被維護設備。圖2 為系統網絡結構圖。

維護Agent 之間配合，在系統中Agent 之間的通信為兩種類型：各用戶Agent、用戶Agent 之間的通信、設備維護Agent 間通信。Agent 之間模塊通信如圖3 所示。

4.5 做好系統備份

當電子設備出現故障時極有可能造成文件的損壞或丟失，另外，在對電子設備進行修理或重做系統時，也會發生類似情況，因此對于電力系統需要做好相關數據的備份。電力系統在日常運行中，會產生大量、重要數據，一旦發生故障造成數據的損壞或丟失，會使系統修復的進度變慢，難以實現短時間恢復。在對數據進行備份時需要將本地備份與異地備份結合。本地備份是指將數據庫拷貝到計算機中，當發生故障導致數據損壞或丟失，可直接應用計算機儲存備份將系統進行恢復，異地備份是指將數據庫備份到移動硬盤上，采用數據與系統分開的方式，即使系統出現問題也不會導致數據的丟失。對于備份數據庫需要進行定期的檢查，確保數據的精確，另外，隨著數據的增加，要隨時對數據庫進行更新。做好維修前后的數據備份工作，減少數據庫風險。

5 結語

圖2 遠程維護系統網絡結構

圖3 Agent 模塊之間通信

科學技術的不斷發展促進時代的進步，電力行業在發展的過程中也陸續引進高科技技術。為了保證電力系統平穩和安全的運行，使變電運行維護工作順利開展，企業有必要制定科學完善的管理制度，對企業員工進行約束，提高員工的職業素養與工作積極性。另外加強對維護人員的培訓力度，強化其業務水平和專業技能。從而實現變電運行維護工作的效率和質量，保證電力系統的有效輸電。