刍议基于智能变电站的运行维护

    林友松

    摘要：文章简要介绍了智能变电站及其特点，从工作票和操作票的管理、倒闸操作的安全管理、防止闭锁的装置管理、设备异常和事故的处理、在线监测设备的管理、辅控系统管理等6个方面对智能变电站的运行和维护进行了全方位的分析和探讨。

    关键词：智能变电站；运行；维护；安全

    变电站在电力系统的各项组成中是一项极其重要的电工装置，其主要作用是变换电压和接受、分配电能，是连接发电厂与用电户的重要中间环节设备，是供电系统的重要组成部分。当前，变电站尤其是智能变电站的运维过程中总会发生各种故障和问题，这就要求管理和维护人员不仅要加强巡检及预防，还要及时对发现的问题和故障采取相应的处理措施，以保证变电站的安全、稳定运行，从而为用电户提供更可靠、优质的电能服务。

    1 智能变电站的基本概念和特点

    智能变电站的首要特点是智能化，从信息搜集、加工直至输出利用等乙烯类流程均通过网络化的控制和操作品台，将传统模拟信息转变为使用数字信息来实现，并有相配套的网络和通信系统协助其功能的发挥。智能变电站的设备之间是通过数字方式实现信息联通和共享的。各种新式电气设备的技术研发日益成熟，网络技术也越来越发达，并广泛地应用到电力行业的自动化系统中，这些都为智能变电站的运营提供了支撑条件。

    相比于传统的变电站，智能变电站的特点主要表现在信息的搜集、处理及传输等多个方面。就设备而言，高压智能化设备是系统的重点，其特点在于对一次设备的测控、保护以及计量等，并对单个或者多个二次设备加以集合和统筹，是传统变电站所不具有的。就系统角度分析，其侧重于全网和全局范围内的掌控，立足于电网整体运行良好的目的，变电站间、变电站和调度中心间的相互协调和统一是其各项管控工作的重点。

    智能变电站由双层网络和三层结构共同构成：双层网络包括站控层网络和过程层网络，三层结构包括站控层、间隔层和过程层。

    2 运行和维护

    智能变电站各项设备（如网络交换器、电子互感器、过程层的合并单元以及智能化终端等）的性能以及与二次设备（如继电保护设备等）之间配合后的整体性能都是智能变电站运行安全性和稳定性的关键影响因素。智能变电站使用的通信技术是网络通信技术，以逻辑链路取代保护和计量等方面的相对独立、特定的物理链路，所以智能变电站在对设备维护的要求、检测的方法及指标、检测作业方式及流程、智能系统实际应用等各方面都面临着新的运维课题，并且对运维管理人员的管理水平、技术能力以及系统设备的安全稳定性等方面的要求也相应提高。

    2.1 电气工作票和电气操作票的管理

    管理电气工作票和电气操作票是变电站各项运行管理工作的重点，直接关系着变电站运行的安全性。在智能变电站中因新增加了过程层的智能终端、设备在线监测系统、网络交换器以及合并单元等设备，不仅需要将所建立台账中的命名加以完善和编号，还要对各项参数设置进行备份，以应对因设备信息突然丢失而引起设备异常的紧急情况。同时，应将现场的各类工作纳进两票管理的范畴，比如，对上述设备进行检修时若需要把一次设备断电处理或者采取相关安全措施，就需要填写变电站的电气工作票等。软压板在智能变电站中应用比较多，在电气操作票的管理范围内应包括对软压板投退的处理程序。

    2.2 倒闸操作的安全管理

    智能变电站中的倒闸操作主要有遥控、就地以及顺序控制（顺控操作）等操作方式。遥控操作和顺控操作的各项设备要满足技术条件要求。智能变电站在顺控操作中拥有一键式控制的操作功能，进行顺控操作时也要填写操作票，并且要求必须具备监护和操作的双机同步控制条件，保证操作项目正确、安全又可靠。

    同时，顺控操作之前还需进行强制性预演。在执行顺控操作时，监控后台应该将顺控票显示为规范模式的操作票，逐步显示操作进程，并且和站端的方式维持一致。顺控操作完成后，运行现场的管控人员要对设备的最终状态加以核对，确认没有异常信息之后结束本次操作。若顺控软件出现功能异常时，严禁实施顺控操作的各项内容，及时把异常情况报告技术部门。而对于不常用的、过于简单的、非典型性的操作任务则无需列入顺控操作的范畴。

    2.3 防止闭锁的装置管理

    智能变电站拥有2组五防系统，一组是独立的微机五防，满足于国家以及行业内有关技术要求的硬性规定和标准，且和一体化的监控信息系统之间进行实时通讯；另一组是一体化监控信息系统中顺控和遥控操作的闭锁逻辑以及防止误操作的规则，同样也严格遵照国家电网公司上述规定的有关要求。采用五防智能化系统可有效控制变电站的误操作，提高变电站建设、运行和维护的效率。智能五防系统基于拓扑网络，对传统的五防系统推理引擎实现了革新，即使是扩建变电站，也无需对其内部逻辑进行修改。

    2.4 设备异常和事故的处理

    智能变电站中异常情况和事故的处理遵照以下原则：（1）若发生故障的智能设备是单套配置，其保护动作的正确性受到影响时，就要申请将控制其运行的相应开关退出。（2）若发生故障的智能设备是双套配置的保护或是其终端装置，其保护动作的正确性受到影响时，应将发生故障的设备及时退出。（3）双套配置合并单元内若是单套单元发生故障，就要申请将故障套组所相应的线路保护（主变）以及母线保护的装置及时停用。（4）若故障出现在交换机或者临近交换机的部位，要根据MMS，GOOSE网络图对故障交换机会对网络造成影响的可能性以及影响程度加以分析：如果发生故障的是间隔交换机，对本间隔的GOOSE网络链路造成影响时，则等同于该区间内没有设置有效的保护，其处理方式可参照智能终端的故障处理方式；如果发生故障的是公用交换机，要确定其影响范围难度就比较大，要综合考量网络中交换机位置、网络结构以及其他影响因素等，当其影响范围波及母线保护、过负荷连切或者变压器保护等公用设施时，则应该立即将对应设备停用。

    2.5 网络监测设备

    网络监测设备的功能是对受监测一次设备进行数据监测和数据统计，形成实时的或者不同周期（月、周、日、小时等）的监测曲线和统计表，对设备监测的结果要从纵向和横向等不同角度对比分析，把分析结果与环境条件融合在一起，判定设备的运行状况，使一次设备状态实现可视化。最重要的是监测的报警值不能随意修改，如确需修正，必须由相关的检修单位进行。在线监测系统的运行情况参数达到预警范围之后，负责监测的人员要把运行情况及时通知运行和检修人员，实施检查和处理，若确定是系统误报警，经相关技术部门审核并同意后方能退出报警程序，处理缺陷之后重新投入运行。

    2.6 辅助控制系统

    变电站智能化不仅仅是主体系统的智能化，同时要求配套的一体式消防系统智能化、安保系统智能化、视频监控系统智能化以及环评系统智能化等，必须建立健全各系统的可操作性管理制度，要对系统及附属的感应设备进行定期检查，切实掌握其运行状况，确保联网报警的功能及数据传输等均能正常使用，为智能电站全网运行的安全性和可靠性提供全方位的保障。