智能变电站运维技术及设备故障处理分析

黄华帅

(广西新电力投资集团德保供电有限公司，广西 百色 533700)

0 引言

近年来，全球智能变电站市场规模不断扩大。2021年，我国国家电网召开新一代智能变电站示范工程建设启动会，新一代智能变电站模块化建设获得突破。在智能变电站建设如火如荼开展之际，智能变电站运维与设备故障处理也得到了越来越多人的关注，运维与设备故障处理效果对智能变电站的发展具有直接的影响。基于此，分析智能变电站运维技术、设备故障处理方法具有非常重要的意义。

1 智能变电站概述

智能变电站是采用可靠的现代化、环保、集成的智能设备，以通信平台网络化、全站信息数字化、信息共享标准化为基本要求，自动化执行信息测量、信息采集、信息管控、信息维保、信息核算等基本功能，并支持电网智能化调节、实时自动化管控、在线剖析下达决议、多方协同互动等高等级功能的变电站[1]。智能变电站包括过程层、间隔层、站控层三个层级。其中过程层由智能设备、智能终端、合并单元组成，智能设备包括一次设备以及保护单元、控制单元、测量单元、状态监测单元等智能组件；间隔层由二次设备组成，如测控装置、继电保护装置、故障录波设备等；站控层由站域控制系统、自动化系统、对时系统、通信系统组成，可在一台嵌入式装置或计算机上实现数据采集、操作闭锁、监视控制等功能。

2 智能变电站运行维护技术

2.1 巡视方面

巡视是智能变电站运行维护的基础，通过巡视，维护人员可以发现智能变电站现有系统环节存在的问题并及时分享和解决。在智能电网规模持续扩大、智能设备管理日益复杂背景下，巡视工作内容随着电压等级的变化而变化，状态巡视逐渐代替传统巡视方式。状态巡视主要是在科学信息技术的支持下，面向智能变电站整体设备，开展全面检修，解决传统巡视模式中存在的信息汇总不完善、分析不精确问题。常见的巡视对象为火灾自动报警子系统(手动报警按钮、探测器、信号模块)、环境监测子系统(湿度传感器、温度传感器)、图像监视系统(录像设备、视频服务器)、安全警卫子系统(编码器设备)等。

2.2 检查评估方面

在智能变电站运行状态巡视的基础上，维护人员需要根据智能变电站电气设备结构特性、实际运行数据开展准确检查评估，及时发现智能变电站设备故障因子，在故障发生前期输送警报数据，规避电力设备因故障而出现的大规模停电现象，并为检修周期调整、检修重点判断提供依据。同时维护人员应对设备机械结构进行检查，检查标准为：外壳清洁无杂物、温湿度指示正确(环境最高不超过40℃、最大相对温度不超过90%)、呼吸器完整、引线牢固、相色明显、标志齐全、阀门启动、分接开关处于正常位置等[2]。

除常规巡视检查项目外，还包括特殊检查项目。如大风时检查引线无剧烈摇动、无杂物；雷雨后检查各处无放电痕迹且引线接头无水汽；大雾天检查引线接头无火花放电现象；大雪天检查各连接头落雪不立即溶化且无冰溜；夜间检查接头无发热烧红或瓷瓶放电情况；气温周边时检查温升变化；设备过负荷运行时0.5 h检查1次等。

2.3 测变方面

在巡视、检查的基础上，维护人员应利用专业装置进行变电站运行参数测量。如在智能终端运行监测一次设备参数的基础上，利用摇表(2 500 V、500 V)，进行高低压绕组之间、各相绕组相对地的绝缘电阻测定，并将测量时间、油温记录、天气情况等记录到系统中，与智能终端数据对比，为智能终端监测精度优化提供依据[3]。需要注意的是，在绝缘测量时，技术人员应隔离各侧一次回路，如变压器与其他设备无刀闸、开关隔离时可共同测量加油后、滤油后、更换硅胶后或大量换油后的绝缘，并根据智能终端监测数值，共同判定变压器绝缘合格与否。

3 智能变电站设备的故障处理

3.1 一次设备故障及处理

智能变电站一次设备的处理原则是尽可能保证一次设备的安全运行，尤其是重要的一次设备。在一次设备工作电源故障跳闸且备用电源投入成功时，处理人员应第一时间检查保护动作情况，根据保护动作情况判定故障根源。若一次设备工作电源故障跳闸、备用电源投入失败、保护动作执行，则表明母线、出线发生故障，需要第一时间进行母线检查，在发现显著故障点后进行及时隔离，恢复未故障段一次设备运行。反之则可判定母线负荷故障，拉开全部母线负荷开关刀闸并进行母线绝缘测定，进而利用工作充电、备用充电，成功后再次检查，确认无误后逐一送电；在发现一次设备工作电源故障跳闸、备用电源没有投入、智能终端未显示故障报警信号，可以在检查备用电源开关明确断开的情况下，第一时间进行备用电源的强制输送。若仍然跳闸，则可判定母线、出线故障，依据前述方法处理。

另外，单相接地故障在智能变电站一次设备运行过程中也较为常见，具体表现为系统出现声光报警信号，接地选线装置显示接地设备。在发现故障后，人员应避免立即接近设备，而是在穿着绝缘靴、佩戴绝缘手套后，进入接地段故障地区，进行开关、负荷信号以及接地情况检查。结合接地检测装置显示结果，寻找接地一次设备，进行设备停电检修[4]。在接地故障没有消除的情况下，将工作切换为启/备变供电，判定工作变回路是否节点，并停止可间断运行的设备，确定故障点后重新接地。

在一次设备故障处理完毕后，故障处理人员需要从传感器入手，进行一次设备验收。传感器验收项目包括电器回路、元器件接线外观清洁度、绝缘性能检查、远程通信与传感器数据核对、完整无缺陷检查、机械性能检查、运行稳定性检查等。同时故障处理人员还需要将一次设备输出环节与保护测控装置输入端接口联调，确定调试采集器、交流模拟量采集精度以及信息传输要求达成情况。

3.2 二次设备故障及处理

在智能变电站二次设备运行过程中，出现概率较高的故障为合并单元故障、线路停电故障、保护装置故障、软压板编号故障等[5]。

合并单元故障主要表现为：线路运转正常，变电二次设备非正常停运。在发现故障后，处理人员应第一时间停止200 kV母差保护装置、失灵装置，退出跳闸出口软压板。进而启动失灵装置，将另外保护装置的重合闸软压板投入使用，并将出现问题的合并单元投入检修硬压板，隔离市民及保护装置。

线路停电故障主要表现为：线路运转异常。在发现故障后，处理人员应第一时间启动失灵开入、跳闸软压板，同时退出220 kV母差保护以及双套保护的启动失灵软压板，进而将220 kV母差保护、双套保护的检修硬压板投入固定位置。

保护装置故障主要表现为：线路运转正常，保护装置非正常停运。在发现故障后，处理人员应分析故障出现原因，并向调度部门汇报。同时重新启动保护装置，待保护装置恢复正常工作。若保护装置无法正常工作，则需要将装置GOOSE软压板退出。

软压板编号故障主要表现为：压板操作不当，电站全部停电，且线路保护装置检修状态标志为0、合并单元检修状态标志为1。该故障与检修硬压板投入时线路保护的接收软压板未退出运行具有较大关系。在发现故障后，处理人员应及时将检修设备间隔的接收软压板从保护中退出，避免线路因异物搭接而出现短路。

在二次设备故障处理完毕后，故障处理人员应结合国家现行规范以及行业标准，对二次设备的形状、色泽、排列整齐性、机械稳定性、完整无缺陷、外观进行验收[6]，如二次设备外表用醒目颜色编号；光纤以及二次接线位置均具有指示牌，指示牌内容涵盖接线操作技术、接线时间、原有电缆型号、接线类型等信息；光纤、电缆接线外观整洁、美观且缠绕方向一致，导线绝缘性能良好，外观无损坏或其他缺陷。必要条件下，故障处理人员可以利用传动方式进行二次接线、二次回路验收，以系统相关信号传动为对象，观察遥感、跳闸、输出行为、整定值变化规律，确保二次回路与规范要求相符。

4 结语

智能变电站是由智能高压设备、变电站信息平台组成的变电站，具有良好的交互性、高度可靠性以及低碳环保性。在智能变电站运行过程中，运行维护人员可以根据智能变电站的体系架构，科学执行过程层、间隔层、站控层运行维护操作。并根据各层一次设备、二次设备特点，有针对性地处理故障，保证智能变电站设备正常发挥功能，为智能变电站的进一步发展提供支持。