智能化变电站运行维护技术

一、引言

当代社会经济高速发展，科技不断进步，我国在近几年也在一直进行电网的体制改革，然而智能电网技术更能适应现在的发展状况，我国的智能化电网也已经进入了全面建设的阶段。伴随着智能电网的不断升级，作为智能电网中最重要的智能节点，变电站智能化将成为一个必然的趋势。到目前为止，全国范围内的智能化变电站的建设已完成了上百座之多，可谓是全面开花。变电站是一种能变换电压，接受和分配电能的一种装置，它不仅是连接发电厂和千千万万个用户之间的重要桥梁，还是电网中最重要的一个组成部分。所以，变电站在整个电力系统占据着主导地位。然而，我国的变电站技术发展并不完善，在运行维护方面始终存在着众多问题，严重制约了智能电网系统的发展。由于我国人口众多，电网的工作量也极其庞大，所以就有必要提高电网的工作效率，而电网的智能化是实现这一目的最有效的途径。在以往传统的电网中，如果变电站的装置设备出现故障后，大量的技术人员对其进行修复，这个过程是一个复杂繁重的系统工程，而且这个过程持续的时间也很长，会浪费大量的人力、物力和财力。如果变电站的智能化和自动化得到了实现，那么维修人员的数量将大大减少，就可以将广大的技术劳动人员从繁重的人力劳动中解放出来，并且维修和维护的效率也会大大提高，从而就可以提高电网运行和管理的效率。但是我国的智能化变电站建设仍然属于起步阶段，技术经验等方面还不成熟，与西方国家有一定差距，所以智能化变电站的运行和维护还存在诸多问题，这些问题不仅影响变电站的正常使用，而且还会对我国的供电质量和安全产生重大影响。

二、智能化变电站简介

智能化变电站相比于传统的变电站有很多优点：智能化操作，数字化采集，系统分层化，共享性等等。

（1）按照TEC61850标准，智能化变电站要对不同的信息进行统一收集，并以此为基础建立模型，将相互关联的信息看成是相互独立的部分，并对它们进行单独处理，将它们集成到智能化变电站系统中，使变电信息共享到系统中的每一个部门。（2）并且TEC61850标准要求不同生产厂家的设备要能相互兼容，这样一来就可以使来自于不同生产厂家的设备可以相互操作，从而为智能化操作提供了方便，并且为智能化变电站设备的标准化奠定了基础。（3）电子互感器取代了传统的电压和电流互感器，有效解决了传统互感器开路、饱和、铁磁谐振、过载等问题。（4）智能化变电站采用光缆取代电缆进行内部通讯，因此告别了二次电缆问题。（5）由于新技术的使用使得智能化变电站有了更加高级的应用，比如：在线监测等。

三、智能化变电站维护中存在的问题

1、可靠性问题

因为智能化变电站中存在有源的电子元件，还有其他的带电模块，需要长期通电，这将会导致运行的稳定性和可靠性降低。此外，外界环境也会对电子互感器产生影响，如温度和电磁场。如果将电子互感器用于高压输电网络就会受到高压电磁场的影响，会使其运行能力降低，因为电子互感器属于光学元件，如果外界环境的温度较高，那么光纤和玻璃之间的连接就会存在可靠性问题。

2、安全性问题

虽然智能化变电站能实现信息传递和信息共享，这对监测和管理变电站的运行有很大好处，但是在实现智能化的同时却不可避免的引起了安全隐患。传统的变电站进行信息传递是通过点对点的形式，它具有很高的安全特性，但是它只能在局部的范围内进行信息传递，是一种局部的交换机制。对于智能化变电站各部门和子系统信息共享，信息通信模式为对等模式，如果任意一个IED受到攻击，那么整个系统都会受到威胁，从而对整个变电站的安全造成威胁。

3、快速保护

电子互感器相对于传统的电压电流互感器中间多出了很多中间环节，它在进行信息传递时不能一步完成，要经过中间较多的环节，这样就大大延长了信息传递的时间，所以在进行动作保护时要比传统变电站多出5～7毫秒的时间，不利于实现设备和系统的快速保护。

4、安装保护问题

智能化变电站的一次设备要安装保护装置，而在一次设备附近安装保护装置可以节省电缆的使用量，所以一般是在室外安装智能汇控柜，在安装智能汇控柜时要注意安装人员的自身安全，此外因为在室外安装智能汇控柜对环境的要求较为严格，湿度要低于90%，温度范围要控制在-25℃～70℃之间，所以这就大大增加了设备成本，如果安装空调等辅助设备来控制这些条件，这些辅助设备成本甚至要高于主设备。另外，这些设备的运行保护和维修也是一大问题。

四、智能化变电站运行维护技术分析

1、运行维护技术要求

（1）建设专业的技术队伍。智能化变电站运行维护复杂，技术要求高，对专业技术人员的专业技术修养也提出了较高的要求，所以要对技术人员进行定期培训，在学习专业技术的同时也要对其进行计算机技术的学习，提高技术人员综合素质。（2）加强运行维护管理。智能化變电站要求技术人员密切配合，重视运行维护管理，将其视为重中之重，生产厂家要和设计人员密切协作，将实际运用和智能功能化理念有效结合起来，建设一套完整的设计、检修、施工、运行的标准体系。（3）保证设备和系统的稳定性。在建设智能化变电站时，要严格检查设备和系统的质量是否合格，同时要对设备系统进行定期维修，要保证设备在运行时稳定不会出现死机和传输错误数据等，在进行设备维修时要严格按照操作标准进行。

2、一次设备的运行维护

相比传统变电站，智能化变电站的优点主要有：信息标准化、集成一体化、运用自动化。智能化变电站主要使用了新的技术，如：电力电子、微机、新型传感器。在运行设备时，利用微机技术和电力电子技术取代传统的辅助开关和继电器，通过电压波形图来来准确把握合闸与跳闸的时间，这样就确保了稳定的电压。通过微机技术还可以直接处理设备信息，也可以检测设备的执行能力和缺陷。还可以进行自我检测，一次和二次系统的断路器设备如果出现问题，就会立刻发出报警，提供有关的检测数据。通过微机二次系统和智能软件以及IED可以实现智能化操作，光纤网络可以对二次回路系统进行信息传递。对智能开关进行运行维护时就要考虑到二次设备，要对二次设备进行实时监控以确保数据信息的正确性，真实性和有效性，这样有助于提高开关运行的质量。智能化变电站的数字化一次设备包含电子互感器，主要是合并单元、采集器单元，在维修时要区别传统的互感器，注意其检修工作所采用方法的不同，要根据实际情况进行分析。

3、二次设备的运行维护

在对变电站进行维护时，对合并单元的维护重点应该放在检查是否有报警信息上，报警信息主要是检查GIS失步或是失稳，像这种报警信息都能在处理器的后台查询出来。技术人员要对合并单元是否在正常运行进行判断。

变电站的智能维护系统中会安装有很多保护设备和自动设备，所以定期对这些设备进行检查和维护是非常重要的。主要检查这些设备能否正常运行，能否进行信息的及时传递，安装的智能保护系统中是否有报警信号出现。当保护装置投入运行后不能对其设置进行随意修改。

五、结语

综上所述，我国要想实现电网的自动化和现代化就必须实现电网的智能化，而变电站是电网中最重要的组成部分，为使电网的工作效率大大提高来满足我国众多人口的用电需求，我们的首要任务是实现变电站的智能化。虽然我国现在已经建成了上百座智能化的变电站，但我国在技术经验上和国外始终存在一定的差距，不管是在硬件设备上还软件设备上都存在着一些问题，智能化变电站的运行维护已经暴露出很多这样的问题，亟待解决。为保证智能化变电站运行的可靠性和安全性，需要我们不断地学习、不断地探索、不断地研究和开发新技术。有关部门应加大对变电站的投入，积极探索各种措施来提高维护水平，早日实现变电站智能化。

（作者单位：国网河南省电力公司焦作供电公司）

作者简介

王静（1978.10—），女，籍贯：河南焦作，学历：大专，职称：助工；研究方向：变电站运行维护.