智能變電站運維技術及設備故障處理分析

黃華帥

(廣西新電力投資集團德保供電有限公司，廣西 百色 533700)

0 引言

近年來，全球智能變電站市場規模不斷擴大。2021年，我國國家電網召開新一代智能變電站示范工程建設啟動會，新一代智能變電站模塊化建設獲得突破。在智能變電站建設如火如荼開展之際，智能變電站運維與設備故障處理也得到了越來越多人的關注，運維與設備故障處理效果對智能變電站的發展具有直接的影響。基于此，分析智能變電站運維技術、設備故障處理方法具有非常重要的意義。

1 智能變電站概述

智能變電站是采用可靠的現代化、環保、集成的智能設備，以通信平臺網絡化、全站信息數字化、信息共享標準化為基本要求，自動化執行信息測量、信息采集、信息管控、信息維保、信息核算等基本功能，并支持電網智能化調節、實時自動化管控、在線剖析下達決議、多方協同互動等高等級功能的變電站[1]。智能變電站包括過程層、間隔層、站控層三個層級。其中過程層由智能設備、智能終端、合并單元組成，智能設備包括一次設備以及保護單元、控制單元、測量單元、狀態監測單元等智能組件；間隔層由二次設備組成，如測控裝置、繼電保護裝置、故障錄波設備等；站控層由站域控制系統、自動化系統、對時系統、通信系統組成，可在一臺嵌入式裝置或計算機上實現數據采集、操作閉鎖、監視控制等功能。

2 智能變電站運行維護技術

2.1 巡視方面

巡視是智能變電站運行維護的基礎，通過巡視，維護人員可以發現智能變電站現有系統環節存在的問題并及時分享和解決。在智能電網規模持續擴大、智能設備管理日益復雜背景下，巡視工作內容隨著電壓等級的變化而變化，狀態巡視逐漸代替傳統巡視方式。狀態巡視主要是在科學信息技術的支持下，面向智能變電站整體設備，開展全面檢修，解決傳統巡視模式中存在的信息匯總不完善、分析不精確問題。常見的巡視對象為火災自動報警子系統(手動報警按鈕、探測器、信號模塊)、環境監測子系統(濕度傳感器、溫度傳感器)、圖像監視系統(錄像設備、視頻服務器)、安全警衛子系統(編碼器設備)等。

2.2 檢查評估方面

在智能變電站運行狀態巡視的基礎上，維護人員需要根據智能變電站電氣設備結構特性、實際運行數據開展準確檢查評估，及時發現智能變電站設備故障因子，在故障發生前期輸送警報數據，規避電力設備因故障而出現的大規模停電現象，并為檢修周期調整、檢修重點判斷提供依據。同時維護人員應對設備機械結構進行檢查，檢查標準為：外殼清潔無雜物、溫濕度指示正確(環境最高不超過40℃、最大相對溫度不超過90%)、呼吸器完整、引線牢固、相色明顯、標志齊全、閥門啟動、分接開關處于正常位置等[2]。

除常規巡視檢查項目外，還包括特殊檢查項目。如大風時檢查引線無劇烈搖動、無雜物；雷雨后檢查各處無放電痕跡且引線接頭無水汽；大霧天檢查引線接頭無火花放電現象；大雪天檢查各連接頭落雪不立即溶化且無冰溜；夜間檢查接頭無發熱燒紅或瓷瓶放電情況；氣溫周邊時檢查溫升變化；設備過負荷運行時0.5 h檢查1次等。

2.3 測變方面

在巡視、檢查的基礎上，維護人員應利用專業裝置進行變電站運行參數測量。如在智能終端運行監測一次設備參數的基礎上，利用搖表(2 500 V、500 V)，進行高低壓繞組之間、各相繞組相對地的絕緣電阻測定，并將測量時間、油溫記錄、天氣情況等記錄到系統中，與智能終端數據對比，為智能終端監測精度優化提供依據[3]。需要注意的是，在絕緣測量時，技術人員應隔離各側一次回路，如變壓器與其他設備無刀閘、開關隔離時可共同測量加油后、濾油后、更換硅膠后或大量換油后的絕緣，并根據智能終端監測數值，共同判定變壓器絕緣合格與否。

3 智能變電站設備的故障處理

3.1 一次設備故障及處理

智能變電站一次設備的處理原則是盡可能保證一次設備的安全運行，尤其是重要的一次設備。在一次設備工作電源故障跳閘且備用電源投入成功時，處理人員應第一時間檢查保護動作情況，根據保護動作情況判定故障根源。若一次設備工作電源故障跳閘、備用電源投入失敗、保護動作執行，則表明母線、出線發生故障，需要第一時間進行母線檢查，在發現顯著故障點后進行及時隔離，恢復未故障段一次設備運行。反之則可判定母線負荷故障，拉開全部母線負荷開關刀閘并進行母線絕緣測定，進而利用工作充電、備用充電，成功后再次檢查，確認無誤后逐一送電；在發現一次設備工作電源故障跳閘、備用電源沒有投入、智能終端未顯示故障報警信號，可以在檢查備用電源開關明確斷開的情況下，第一時間進行備用電源的強制輸送。若仍然跳閘，則可判定母線、出線故障，依據前述方法處理。

另外，單相接地故障在智能變電站一次設備運行過程中也較為常見，具體表現為系統出現聲光報警信號，接地選線裝置顯示接地設備。在發現故障后，人員應避免立即接近設備，而是在穿著絕緣靴、佩戴絕緣手套后，進入接地段故障地區，進行開關、負荷信號以及接地情況檢查。結合接地檢測裝置顯示結果，尋找接地一次設備，進行設備停電檢修[4]。在接地故障沒有消除的情況下，將工作切換為啟/備變供電，判定工作變回路是否節點，并停止可間斷運行的設備，確定故障點后重新接地。

在一次設備故障處理完畢后，故障處理人員需要從傳感器入手，進行一次設備驗收。傳感器驗收項目包括電器回路、元器件接線外觀清潔度、絕緣性能檢查、遠程通信與傳感器數據核對、完整無缺陷檢查、機械性能檢查、運行穩定性檢查等。同時故障處理人員還需要將一次設備輸出環節與保護測控裝置輸入端接口聯調，確定調試采集器、交流模擬量采集精度以及信息傳輸要求達成情況。

3.2 二次設備故障及處理

在智能變電站二次設備運行過程中，出現概率較高的故障為合并單元故障、線路停電故障、保護裝置故障、軟壓板編號故障等[5]。

合并單元故障主要表現為：線路運轉正常，變電二次設備非正常停運。在發現故障后，處理人員應第一時間停止200 kV母差保護裝置、失靈裝置，退出跳閘出口軟壓板。進而啟動失靈裝置，將另外保護裝置的重合閘軟壓板投入使用，并將出現問題的合并單元投入檢修硬壓板，隔離市民及保護裝置。

線路停電故障主要表現為：線路運轉異常。在發現故障后，處理人員應第一時間啟動失靈開入、跳閘軟壓板，同時退出220 kV母差保護以及雙套保護的啟動失靈軟壓板，進而將220 kV母差保護、雙套保護的檢修硬壓板投入固定位置。

保護裝置故障主要表現為：線路運轉正常，保護裝置非正常停運。在發現故障后，處理人員應分析故障出現原因，并向調度部門匯報。同時重新啟動保護裝置，待保護裝置恢復正常工作。若保護裝置無法正常工作，則需要將裝置GOOSE軟壓板退出。

軟壓板編號故障主要表現為：壓板操作不當，電站全部停電，且線路保護裝置檢修狀態標志為0、合并單元檢修狀態標志為1。該故障與檢修硬壓板投入時線路保護的接收軟壓板未退出運行具有較大關系。在發現故障后，處理人員應及時將檢修設備間隔的接收軟壓板從保護中退出，避免線路因異物搭接而出現短路。

在二次設備故障處理完畢后，故障處理人員應結合國家現行規范以及行業標準，對二次設備的形狀、色澤、排列整齊性、機械穩定性、完整無缺陷、外觀進行驗收[6]，如二次設備外表用醒目顏色編號；光纖以及二次接線位置均具有指示牌，指示牌內容涵蓋接線操作技術、接線時間、原有電纜型號、接線類型等信息；光纖、電纜接線外觀整潔、美觀且纏繞方向一致，導線絕緣性能良好，外觀無損壞或其他缺陷。必要條件下，故障處理人員可以利用傳動方式進行二次接線、二次回路驗收，以系統相關信號傳動為對象，觀察遙感、跳閘、輸出行為、整定值變化規律，確保二次回路與規范要求相符。

4 結語

智能變電站是由智能高壓設備、變電站信息平臺組成的變電站，具有良好的交互性、高度可靠性以及低碳環保性。在智能變電站運行過程中，運行維護人員可以根據智能變電站的體系架構，科學執行過程層、間隔層、站控層運行維護操作。并根據各層一次設備、二次設備特點，有針對性地處理故障，保證智能變電站設備正常發揮功能，為智能變電站的進一步發展提供支持。