智能變電站二次設備調試及維護

董樹泉

（中國能源建設集團華中電力試驗研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

變電站是整個電力供配網絡過程中的一個重要傳輸點，會對電力傳輸和電網系統運行質量和效果產生直接影響，在整個配電網絡中發揮著非常重要的作用。因此必須采取措施來保證變電站中所有設備的安全性和穩定性，提升電力企業的市場競爭能力。下文就探討一下智能變電站二次設備的調試和維護。

1 開展智能變電站二次設備調試與檢修的重要性

智能變電站的組成具有一定的復雜性，其包含的內容較多，包括了變電站智能終端、合并單元及GOOSE和完整設備變電站系統的配置文件等內容。其運行原理就是有序可靠地將每一類智能設備進行科學運用，實現所有信息的收集、測量、計算及調整控制。尤其是隨著當前社會中智能化變電站的應用范圍越來越廣，智能變電站在人們的工作和生活中發揮的作用也越來越大。同時伴隨著智能變電站復雜程度的提升，此時，便更應該做好對智能變電站中各類設備的調試和維護工作，確保變電站運行使用過程中對應的設備性能達到相關要求，其中就包括對二次設備的調試和維護工作，保障智能變電站運行的穩定性，確保人民群眾的用電需求得到滿足。

2 智能變電站二次設備系統的特點

智能變電站是在儀器參數優化和信息平臺計算機化的基礎上，進一步衍生出來的智能化的變電站。智能變電站的最主要的特征，就是整個系統中多數輔助設施系統都逐漸趨向于智能化，因此整個系統與非智能變現站系統相比，減少了人員的參與，節省了人力資源的同時，提升了系統的穩定性和精準度。實際而言，二次設備系統的主要特點可以概括為以下兩點：

首先，智能變電站的系統更加自動化和集成化。集成自動化主要表現在三個方面：第一，可以實現控制中心和變電站之間的信息的緊密無縫連接。第二，滿足操作中心和變電站信息之間的相互滲透和共享，提升了信息和通信技術的透明性。第三，實現信息的自動化和電子化采集及控制，進而提升了整個系統運行的穩定性，同時還在一定程度上降低了系統維護的難度系數；其次，提升在線信息的安全性和隱秘性。二次設備系統中會用到智能信息收集技術，這種技術可以將數據信息重新應用到智能變電站二次設備中，來實現二次設備的改進。改進后系統可以與系統內部信息數據一起完成信息集成后，實現整體數據的反饋和錄入。

但是隨著IEC61850標準的廣泛應用及自動一體化技術的不斷發展，整個系統的調試工作也逐步趨向于標準化。雖然我國傳輸網絡技術在不斷地發展進步，但是還存在一些不足之處，無法完全滿足設備穩定和安全運行的具體要求。因此，相關人員仍然需要重視智能變電站建設開發工作的發展，不斷完善和優化對應的二次設備框架，研發適應性更佳的技術來滿足系統運行需求。

3 智能變電站二次設備調試、維護中的常見問題

（1）在開展二次設備調試作業時，必須對設備性能和質量等進行測試。這個過程中必須做好選用的統一聯調測試的實驗室資質審查。保證選用的實驗室資質滿足測試要求，可以提供準確結果。此外，除了實驗室聯調測試，還有一部分設備需要進行現場調試。同時系統統一測試是對系統整體運行情況的一個整體測試，是智能變電站運行前必不可少的環節。然而智能變電站二次設備調試過程與傳統變電站設備調試過程又有著非常大的差異性，且要求和難度更大，所以必須利用整體測試的方式來實現對整個系統基本運行情況的檢驗。智能變電站聯調測試中還需要考慮現場的情況，需要聯合現場配置來進行統一的操作。智能變電站的二次設備聯調測試過程中，必須著重開展對系統內技術及各環節互相配合、系統內部網絡協議等部分的整體檢查。測試完畢后需要對測試中發現的問題進行分析，并制定、采取合理有效的措施來進行處理。

（2）智能變電站現場測試過程一般而言可以分為三個步驟開展：這三個步驟分別為單體測試、分系統測試和總體檢測。當然，實際調試過程中假如已經進行了單體檢測的話，實際現場測試中就可以僅進行總體測試。實際測試過程中，包括合并單元在內的多種結構上都會應用檢修壓板。此時的二次設備信息就會依靠SV、goose等方式來進行。同時這些信息都會以test自動檢測的方式來進行檢測，同時還會自動與檢修壓板的對應狀態情況來進行比較。此外，智能變電站二次設備中還有一個環節是需要重點管理的，那就是系統軟件。因為這些軟件對于設備管理和維護而言是不可缺少的，可以幫助推動系統內部信息交流工作的開展，同時還可以在一定程度上起到應用互補的作用。系統實際配置時，SCD文件、CID文件往往都會被應用為二次回路，這一應用方式有點像人的神經控制系統。因此調試過程中還應該按照SCD、CID等形式來配置對應的文件，以保證文件輸出的合理性。但是及時調試時，也會因為SCD版本的不同而引發一些非正常情況出現。

（3）大多數二次設備中的智能保護裝置都是光口的。所以，必須考慮進行向量測試。傳統變電站保護裝置測試過程是非常簡單的，往往只對向量測試儀的精度有所要求的。只要測試儀的精度滿足要求，便可以在復核中開展測試作業。但是實踐研究發現，雖然有一定的難度，但是應用故障錄播器及網絡分析儀等設備，也能夠達到間隔向量測試的目的。也因此，一般使用直接采集的方式。實際采過程中，故障錄播器是利用網絡等多種方式的聯合收集來實現信息收集的，這種收集信息的方式具有一定的被動性，所以收集到的信息還需要進行進一步的檢測驗證。

（4）智能變電站二次設備運行過程中不乏故障問題的發生，因為智能變電站內部的設備程序自動化程度很高，且內部使用的設備種類和數目也很多，所以比較容易出現的問題故障，就包括設備本身故障及通信方面的故障。同時系統內部各種設備及通信故障問題種類也較多。下面就對這兩種常見故障進行詳細介紹：

第一，設備自身故障。所以也容易引發傳輸信號中斷及遠程控制裝備失效的情況。而導致這些問題發生的最常見原因，就是系統內部設備設置的不完善。所以必須做到準確查找解決設備故障。實際設備維護過程中設備故障篩查和維護檢測是一個重點工作。通常情況下智能變電站系統會在系統運轉的顯示屏幕上顯示出存在的故障情況。對應的人員能夠借助系統操作手冊等來了解和掌握存在的故障問題信息，然后再進一步進行技術性的問題判斷和分析，通過采取合理的措施來對問題進行解決和改善。同時為了方便智能化變電站系統的正常穩定運行，提升設備狀態、故障類型等行為的判斷能力，多數智能化變電站內的二次設備中都設置了自動工作運行機制。

第二，通信故障。通信故障經常出現在交換機等網絡設備終端處，這一故障的出現很容易引發系統運行不穩定、不暢通的問題。同時還可能存在串口誤碼率高、路由及其他部分設備加密與原動機不匹配等問題。對于這些網絡問題而言，能夠通過故障分析對比的方式來進行具體的故障原因分析，找出故障出現原因，并盡快研究制定對應的設備維護維修方案對這些故障進行處理。

4 提升智能變電站二次設備調試及維護效果的建議

4.1 做好二次設備調試及維護過程中的文件管理

（1）重視并應用模型文件管控技術。智能變電站調試過程中，可以通過選擇使用類型不同的二次電路保護器光口的形式，來達到整個光纖調試過程中操作誤差的問題。因為實際操作中涉及到勘測、運行等很多操作步驟，同時很多步驟是需要經由人工完成的，這個過程中難免會出現誤差。而采用這種方式可以通過多種調試過程來獲得不同的結果，再通過平均、擇優等方式來選擇較為合理的數值，達到減少誤差，進而減少電網內安全隱患的目的。同時還可以通過提前制定規范技術規范標準、統一治理光口及光纖標識等方式，來實現系統內部的標識及規范標準標準化、統一化。還可以通過配備詳細的用處、設施類型、名稱等方式來補償可能遇到的光纖無標識、指示牌不明確等現象。

（2）統一管理整個系統運行中的配置文件。對于系統中用到的各類圖紙等系統文件，應該進行統一的規范管理。這里的規范管理，一方面指的是指定專人規范存放管理；另一方面還應該考慮電子版文件的安全性和私密性。即對于已經施工完畢的圖紙等采取措施，避免私自改動的SCD配置文件的情況發生。同時還應該保證配置文件的統一性。對應的配置文件不僅要交由專人負責，還應該對配置文件進行嚴格把關，設施在線校驗。對于需要更新的文件,則對文件修改過程進行實時監控，確保保存文件的有效性的同時，確保各階段、部門使用文件版本的統一性。為了確保其統一性，就需要進行在線校驗，一旦發現文件存在差異，就需發出提醒、警報。

4.2 二次設備狀態監測

二次設備狀態監測主要包括了三方面的功能。即間隔層設備狀態監測、過程層裝置狀態監測和過程層交換機狀態監測。二次設備狀態監測系統內部包括了數據收集單元和運行維護管控治理單元兩大部分內容。其中數據收集單元的主要作用就是在過程層網絡中獲得SV、GOOSE等報文，并進行進一步分析和拆解，進而獲得進一步分析報告。然后將分析報告傳送給運行維護管控治理單元。而運行維護管控治理單元的主要作用是實現與數據收集單元進行信息傳遞，獲得剖析報告。同時可以實現與站控層交換機的連接，使用MMS合約、保護設施及勘測設備和交換機通信等方式，來獲得二次設備內的實時運行及狀態監控數據。然后將這些數據進行綜合運用分析，達到二次虛回路監控與警報、二次設備實時監控等目的。

4.3 二次回路可視化

二次回路監控是二次設備管控系統中的一個重要環節。二次回路監控的實現需要以數據收集單元與運行維護管控單元的實現為前提，否則無法實現。二次回路監控的最重要的作用包括三個方面，即二次實回路監控、二次虛回路監控及與過程層物理聯合使用，來達到對二次回路通訊狀況的在線監控及剖析。

4.4 二次設備系統維護的優化建議

二次設備系統不管智能化達到何種程度，其歸根結底都是對設備的維護。因此整個維護過程中不僅要考慮智能化環節的運用和實現，還要腳踏實地做好對二次設備系統內的設備本身的檢查和管理。例如對二次設備系統中的每個開關進行詳細的檢查，保證設備的性能和質量復合要求。同時對于一些設備間需要進行聯動的部位要重點進行查驗，例如查驗開關聯調問題，保證最終的系統反饋評估順利開展，同時要及時查看和掌握智能終端顯示數值正確與否，與此同時還需要做好對智能終端與間隔層中不同設備設施的調試工作，保證各系統可以正常配合、協調運行。

5 結語

總而言之，智能變電站是配電系統發展過程中必不可少的環節，也是電力系統工業技術的一場革命。而二次設備系統的性能和運行狀況，又會對整個智能變電站系統運行產生直接影響。因此重視二次設備系統的配置和開發，做好二次設備系統的調試和維護工作顯得非常重要。相關人員要認識到進行二次設備系統調試和維護的重要性，及當前工作開展中存在的問題，采取合理的措施來提升調試及維護工作效果。