張利峰

內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司

智能變電站檢修運(yùn)維相關(guān)問題

張利峰

內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司

在現(xiàn)代社會的發(fā)展中，不僅僅是經(jīng)濟(jì)實(shí)力在提高，同時，社會建設(shè)也具有明顯的加快。在眾多的建設(shè)中，電力系統(tǒng)的建設(shè)是十分重要的，對于保證人們?nèi)粘５挠秒姺€(wěn)定具有非常重要的作用。依靠信息化技術(shù)的進(jìn)步，積極發(fā)展智能電網(wǎng)，適應(yīng)未來可持續(xù)發(fā)展的要求，成為全球電力工業(yè)的共同選擇。智能變電站是智能電網(wǎng)的主要環(huán)節(jié)之一，是智能電網(wǎng)基礎(chǔ)運(yùn)行參量采集和管控執(zhí)行點(diǎn)。基于此，本文借鑒國網(wǎng)智能站的經(jīng)驗(yàn)，探討了智能變電站檢修運(yùn)維相關(guān)問題，并為我區(qū)智能變電站發(fā)展提供發(fā)展思路。

智能電站；檢修；運(yùn)維

引言

2009年，國家電網(wǎng)公司頒布了《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》，其中明確定義了智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。

1 智能變電站與常規(guī)變電站結(jié)構(gòu)區(qū)別

1.1 屏柜布置及組屏方案的變化

站控層設(shè)備宜集中布置于二次設(shè)備室，間隔層設(shè)備宜集中布置于二次設(shè)備室，智能終端宜分散布置于裝置場地。以一次設(shè)備為GIS設(shè)備，220KV線路間隔層而為例：傳統(tǒng)變電站內(nèi)保護(hù)、測控裝置屏均單獨(dú)布置于二次設(shè)備室，保護(hù)測控相互獨(dú)立組屏；而智能變電站內(nèi)智能終端、合并單元等智能裝置均就地安裝于設(shè)備區(qū)或設(shè)備室內(nèi)的GIS匯控柜內(nèi)，保護(hù)、測控集中組屏安裝于GIS設(shè)備區(qū)內(nèi)。以某220KV變電站智能化改造屏柜方案為例，常規(guī)屏數(shù)需要108面柜，按智能站組屏方案大約僅需要60面柜，且備用柜數(shù)量與常規(guī)組柜方案相當(dāng)，總體節(jié)省度達(dá)44%。

1.2 GPS對時系統(tǒng)的區(qū)別

常規(guī)變電站GPS對時系統(tǒng)保障全站內(nèi)各裝置時間統(tǒng)一性，以便于故障記錄、分析，保護(hù)動作。智能變電站GPS時間同步系統(tǒng)不僅關(guān)系到本站內(nèi)時間統(tǒng)一性，還是實(shí)現(xiàn)站域、區(qū)域統(tǒng)一實(shí)時控制的安全基礎(chǔ)。當(dāng)全球時間調(diào)整時，變電站內(nèi)各裝置會自動與標(biāo)準(zhǔn)時間對時，同步異常時，檢查對時回路光纖和全站對時時鐘有無異常。

1.3 信息通信系統(tǒng)的區(qū)別

智能變電站具有信息高度數(shù)字化、數(shù)據(jù)高度共享等特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)通信的重要性，變電站配置兩套不同型號的網(wǎng)絡(luò)通信記錄分析系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽裝置實(shí)時監(jiān)視、記錄MMS網(wǎng)、SV/GOOSE網(wǎng)的通信報文，同時在站控層設(shè)置網(wǎng)絡(luò)通信報文分析裝置對網(wǎng)絡(luò)流量、端口狀況進(jìn)行分析。智能變電站較常規(guī)變電站，配置更大量的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，除此之外，采用更大量的光纖，又將智能終端就地安裝，減少二次電纜的使用。

1.4 交直流電源系統(tǒng)的區(qū)別

智能變電站較常規(guī)變電站，采用電源一體化管理手段，使用深圳某公司生產(chǎn)的一體化電源裝置，該裝置將站用交流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、不間斷電源UPS系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)、一體化電源系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)等幾部分集成。由后臺監(jiān)控系統(tǒng)對一體化電源的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，發(fā)生異常及時報警。

2 智能變電站特點(diǎn)

2.1 數(shù)字化通道智能電站是基于設(shè)備集成化、功能模塊化、檢測便捷法、數(shù)字化的思路修建。使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化、信息化接口實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)流通過虛端子在指定功能模塊的數(shù)據(jù)集內(nèi)相互傳輸，從而構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)通道。軟壓板作為智能電站中控制數(shù)字化通道的設(shè)備，可以關(guān)閉或打開數(shù)字通道，從而保護(hù)、檢測間隔層設(shè)備。

2.2 檢修機(jī)制設(shè)備狀態(tài)在線檢測是智能變電站與傳統(tǒng)變電站最核心的區(qū)別之一，智能化設(shè)備通過對故障信號和數(shù)據(jù)流的處理，在運(yùn)行狀態(tài)異常時對設(shè)備進(jìn)行故障分析，對故障的部位、嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢做出的判斷，可在早期對故障設(shè)備進(jìn)行預(yù)警，并根據(jù)分析診斷結(jié)果在設(shè)備發(fā)生故障之前進(jìn)行維修。

3 智能變電站檢修思路

3.1 保護(hù)裝置

保護(hù)裝置出現(xiàn)故障后，需要及時地將原因找到，并將具體情況匯報給調(diào)度人員，在調(diào)度人員同意后重新啟動保護(hù)裝置。保護(hù)裝置重新啟動以后如果能夠正常運(yùn)行，需要將跳閘出口軟壓板恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)，將處理結(jié)果及時地上報給調(diào)度人員；如果不能恢復(fù)正常運(yùn)行，需要及時地給檢修人員和調(diào)度人員匯報有關(guān)的重啟情況，按照調(diào)度人員的指令對保護(hù)裝置的運(yùn)行模式進(jìn)行調(diào)整。

3.2 合并單元

合并單元的自診斷功能比較完善，確保在裝置內(nèi)部異常、通訊異常、通訊中斷、采集單元異常、電壓異常以及電源中斷時不會有錯誤的信號發(fā)出。自檢信息和異常信號可以通過合并單元進(jìn)行傳輸，檢修人員對這些異常信息進(jìn)行仔細(xì)分析以后，可以對合并單元出現(xiàn)的故障進(jìn)行初步診斷，對同一時間點(diǎn)的采樣報文進(jìn)行分析后，合并單元出現(xiàn)的故障就會被發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而采取最佳的辦法進(jìn)行解決。

3.3 智能終端

智能終端出現(xiàn)故障后一定要及時將原因查明，并將具體情況匯報給值班調(diào)度。調(diào)度人員同意重新啟動智能終端后，需要先將相關(guān)的安全保護(hù)措施提前準(zhǔn)備好，智能終端重啟的相關(guān)情況及時地上報給檢修人員和調(diào)度人員。智能終端GOOSE出現(xiàn)斷鏈的情況后，保護(hù)裝置會記住GOOSE斷鏈前一次的設(shè)備情況，這就使得其他的保護(hù)裝置不會發(fā)送報文，使保護(hù)裝置的功能不受到任何的影響。

3.4 GOOSE配置

GOOSE配置出現(xiàn)故障以后保護(hù)裝置會錯誤的發(fā)送異常信號，從而使保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動或者是拒動的情況。要想對其進(jìn)行及時的處理，就要將現(xiàn)場調(diào)試和出廠聯(lián)調(diào)工作做好，對配置版本、GOOSE控制引用、目的地址、數(shù)據(jù)集、GOOSE標(biāo)識以及應(yīng)用標(biāo)識等進(jìn)行認(rèn)真檢查，確保所有的GOOSE參數(shù)滿足裝置的使用需求。

4 新一代智能變電站檢修機(jī)制

4.1 SV報文檢修處理機(jī)制目前SV主要有兩種格式，即IEEE-8的FT3格式和IEC61850-9-2的網(wǎng)絡(luò)報文格式。SV報文檢修處理機(jī)制主要針對合并單元電壓、電流采樣與保護(hù)裝置交互時檢修處理機(jī)制。當(dāng)合并單元裝置檢修壓板投入時，發(fā)送SV報文中采樣值數(shù)據(jù)的品質(zhì)q的test位應(yīng)為true；SV接收端裝置應(yīng)將接收的SV報文中的test位與裝置自身檢修壓板狀態(tài)進(jìn)行比較，只有兩者一致時才將該信號用于保護(hù)邏輯，否則應(yīng)不參加保護(hù)邏輯的計算。對于狀態(tài)不一致的信號，接收端裝置仍顯示其幅值。若保護(hù)配置為雙重化，保護(hù)配置的接收SV控制塊的所有合并單元也應(yīng)雙重化配置。兩套保護(hù)和合并單元在物理和保護(hù)上都完全獨(dú)立，一套合并單元檢修不影響另一套保護(hù)和合并單元的運(yùn)行。

4.2 MMS報文檢修處理機(jī)制

MMS報文檢修機(jī)制主要針對站控層報文的檢修處理機(jī)制。保護(hù)測控裝置等將相關(guān)內(nèi)容及檢修壓板狀態(tài)通過站控層網(wǎng)絡(luò)送站控層綜合服務(wù)器，綜合服務(wù)器根據(jù)上送報文中的品質(zhì)位狀態(tài)判斷報文是否為檢修報文，并根據(jù)判斷結(jié)果作出相應(yīng)處理。當(dāng)報文為檢修報文時，報文內(nèi)容應(yīng)不顯示在簡報窗中，不發(fā)出音響告警；但應(yīng)該刷新畫面，保證畫面的狀態(tài)與實(shí)際相符。檢修報文應(yīng)存儲，并可通過單獨(dú)的窗口進(jìn)行查詢。

5 智能變電站運(yùn)維管理

5.1 安全隔離措施：常規(guī)變電站繼電保護(hù)、測控裝置均設(shè)有硬壓板，用于控制保護(hù)功能、跳合閘出口的投退；跳合閘回路至跳合閘線圈采用的是二次電纜，因此有繼電保護(hù)、測控裝置進(jìn)行檢修時，可通過硬壓板的投退、二次回路的拆除進(jìn)行技術(shù)隔離，而這種技術(shù)措施是直觀可見的；而智能變電站中，保護(hù)、測控裝置的硬壓板已改為軟壓板形式實(shí)現(xiàn)；保護(hù)、測控裝置至智能終端的跳合閘回路也是虛回路，在投退時，只能通過查看裝置內(nèi)部報文或開入量進(jìn)行校驗(yàn)，這種技術(shù)措施是不可見的。

5.2 設(shè)備操作方面：常規(guī)變電站的開關(guān)、刀閘操作可以監(jiān)控系統(tǒng)遙控、測控裝置手把兩種手段(匯控柜就地操作，因無繼電保護(hù)運(yùn)行，正常操作禁止使用)，因此在監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，可由測控裝置手把進(jìn)行拉合；而智能變電站中測控裝置與智能終端的連接由光纖實(shí)現(xiàn)，因此操作手把取消，在監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)問題無法拉合后，將直接影響操作進(jìn)度。

5.3 設(shè)備驗(yàn)收方面：常規(guī)變電站對設(shè)備驗(yàn)收包括裝置、二次回路等驗(yàn)收，驗(yàn)收的環(huán)節(jié)大多直觀可見；而智能變電站對設(shè)備工作的監(jiān)視、控制、測量、保護(hù)等均由SCD配置工作完成，因此在設(shè)備驗(yàn)收時應(yīng)對上述的數(shù)據(jù)模型的一致性進(jìn)行測試、驗(yàn)收，增加了調(diào)試驗(yàn)收的難度，同時驗(yàn)收的范圍也大幅增加。

結(jié)束語

總而言之，“工欲善其事，必先利其器”，智能變電站在運(yùn)行和維護(hù)上的突破，需要新的技術(shù)支持和測試裝備的支持，只有做好基礎(chǔ)工作，才能保證智能變電站的優(yōu)勢得以應(yīng)用，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供技術(shù)支撐，確保電網(wǎng)智能化水平提高。

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