廣東省輕工業(yè)技師學(xué)院 關(guān)茗心

文章簡述智能變電站的自動(dòng)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，并探討此類設(shè)備調(diào)試過程，包括單體調(diào)試與各結(jié)構(gòu)層的調(diào)試。進(jìn)一步討論運(yùn)行維護(hù)的對策，以110KV的智能變電站為例，陳述調(diào)試方法與故障處理。以供參考。

智能變電站和常規(guī)自動(dòng)化變電站相較，二者的區(qū)別較為明顯，如組網(wǎng)方式、裝置形式等。但同時(shí)二者在保護(hù)原理和遠(yuǎn)動(dòng)原理上卻有相似之處。具體而言，智能變電站內(nèi)配置的設(shè)備更為智能，由此促使二次設(shè)備達(dá)到網(wǎng)絡(luò)化的程度，并用光纖替換電纜，建立標(biāo)準(zhǔn)化的通信格式。正是由于該種調(diào)整，使得數(shù)據(jù)交互更為平穩(wěn)，內(nèi)容也呈現(xiàn)出多樣化的效果。

1 智能變電站的自動(dòng)化設(shè)備結(jié)構(gòu)

如今變電站建設(shè)發(fā)展均朝著智能化的方向前進(jìn)，裝設(shè)的智能化設(shè)備通常有三個(gè)層次，即站控、間隔與過程。首先，站控層包括負(fù)責(zé)監(jiān)控與通信的裝置，還有調(diào)制調(diào)節(jié)器，能提供的功能有：在線編程，管理需要的條件下，能借助閉鎖手段，達(dá)到控制全站的目的；促使自動(dòng)化裝置提升至智能化的程度，并支持故障識(shí)別分析；人機(jī)聯(lián)系，支持本地監(jiān)控；基于現(xiàn)實(shí)需要，在滿足本站調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)的前提下，取得相應(yīng)資料。其次，間隔層，提供智能程度較高的保護(hù)與測控，具體有：建立其他兩層的通信渠道，基于此依照變電站運(yùn)行管理要求，便于達(dá)到通信的目的；采集獲取、運(yùn)算與統(tǒng)計(jì)分析所需信息，并擁有優(yōu)先性與高級(jí)化的特性；將上一層中的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類，利于提高變電站的安全程度。最后，過程層，包括一次及二次設(shè)備，支持操作與開關(guān)量控制、監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)。

2 智能變電站的自動(dòng)化設(shè)備調(diào)試

2.1 單體調(diào)試

一方面，通用的調(diào)試事項(xiàng)。檢修壓板到位后，需全方位查看設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)絕緣情況，以此判斷運(yùn)行狀態(tài)。在采樣期間，需嚴(yán)格審查設(shè)備采樣結(jié)果與相應(yīng)功能，保證滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定。檢測GOOSE的開入與開出情況，以及設(shè)備輸出的有關(guān)報(bào)文格式。在確保無問題的條件下，及時(shí)完成報(bào)文接收動(dòng)作。針對通信調(diào)試方面，一般借助查看各層次之間的通信狀態(tài)與各設(shè)備間的功能情況，判斷SOE時(shí)間顯示設(shè)備，對此需落實(shí)遙信量，而該類檢測任務(wù)通常借助專業(yè)測試儀完成。另一方面，功能測試事項(xiàng)。在組織測試期間，旨在證實(shí)有關(guān)設(shè)備基本功能運(yùn)行情況，現(xiàn)實(shí)單體調(diào)試時(shí)，操作人員需基于實(shí)況，分析不同層次，具體涉及到相關(guān)系統(tǒng)與全站、配置資料變更流程。以時(shí)鐘調(diào)試及變更流程為例。前者為系統(tǒng)調(diào)試的重要一步，能深度檢驗(yàn)全站GOOSE，確定保護(hù)動(dòng)作的可用狀態(tài)。在智能變電站運(yùn)營期間，有關(guān)設(shè)備開啟運(yùn)轉(zhuǎn)模式，應(yīng)開始模擬仿真故障條件，以此查看配置的保護(hù)裝置的動(dòng)作反應(yīng)，并落實(shí)GOOSE報(bào)文與負(fù)荷狀態(tài)的查看，維護(hù)全站設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。其二，配置文件的變更流程。在變更配置流程時(shí)，應(yīng)匯總變化有關(guān)內(nèi)容及步驟，針對變化部分，保留完整的原因分析，而且負(fù)責(zé)調(diào)試的人員及設(shè)計(jì)師，均應(yīng)參與檢查和確認(rèn)的環(huán)節(jié)，保留完整檢查記錄，再度確認(rèn)現(xiàn)有問題，為組織重新調(diào)試做準(zhǔn)備。

2.2 各層次調(diào)試

（1）站控層

智能變電站和常規(guī)自動(dòng)化的變電站對比，前者的站控層在功能上未出現(xiàn)過多改變，比如主接線方式等，但二者在監(jiān)控方面，前者此項(xiàng)系統(tǒng)功能無法在普通變電站中運(yùn)用。此處應(yīng)關(guān)注的為：可以在手車位置及接地倒閘，二者之間建立聯(lián)系，確保操作頁面能夠具備程序化的特點(diǎn)。而出口和保護(hù)壓板，各自需對應(yīng)紅色與黃色，其余則運(yùn)用灰色壓板。為此要求智能化的變電站工程師，必須熟知相關(guān)規(guī)章機(jī)制，防止出現(xiàn)的錯(cuò)誤，保障SOE和設(shè)備一致。假設(shè)信號(hào)被發(fā)送至設(shè)備后臺(tái)，需組織雪崩測試，以判斷有誤丟失點(diǎn)的情況。而且在編程進(jìn)行中，應(yīng)適當(dāng)簡化全站調(diào)試步驟，意在壓縮調(diào)試時(shí)長，加快操作速度。以此為前提，智能全站的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)情況，反映在遠(yuǎn)程通信的管理設(shè)備上，便不會(huì)發(fā)生類似于普通變電站的問題。關(guān)鍵原因在于，和主站建立通信中，相關(guān)配置未發(fā)生過于明顯的調(diào)整。在遠(yuǎn)程接收數(shù)據(jù)中，假設(shè)存在特定情況，可有效保障主站與后臺(tái)，二者同步動(dòng)作，借此避免連續(xù)性重復(fù)運(yùn)行，切實(shí)省去部分工作時(shí)間。

（2）間隔層

為能確定全站線路保護(hù)情況，需合理借助合并模塊，獲取輸入部分開關(guān)和電流設(shè)備的運(yùn)行信息，通過光纖渠道，把SV信息發(fā)送至裝置。測試運(yùn)行期間，自動(dòng)化設(shè)備不存在數(shù)據(jù)源，需往設(shè)備傳送SV數(shù)據(jù)，此過程需運(yùn)用數(shù)字式儀器設(shè)備，完成測試任務(wù)。

（3）過程層

針對智能變電站的過程層，調(diào)試其自動(dòng)化設(shè)備時(shí)，需優(yōu)化處理各互感裝置之間，應(yīng)當(dāng)完成傳輸?shù)娜啃畔①Y料。通常來講，基本上均為合并單元，并涉及到小車與控制短路裝置等的處理任務(wù)。

3 智能變電站的運(yùn)行維護(hù)管理對策

在建設(shè)智能變電站時(shí)，應(yīng)當(dāng)先確定有關(guān)站內(nèi)光纖板與基本物理連接的可用情況，落實(shí)全方位分析，保證基礎(chǔ)建設(shè)條件符合要求。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)測試實(shí)際的光纖裕度，為此便要求在有關(guān)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行裝置上，實(shí)施全面檢查，比如自動(dòng)化裝置電能供應(yīng)與絕緣防護(hù)等，僅有落實(shí)好此類工作，才能為裝置調(diào)試創(chuàng)造穩(wěn)定運(yùn)行的條件。在實(shí)際運(yùn)行維護(hù)管控期間，需要具備高品質(zhì)的專業(yè)性配合，針對變電站的原本自動(dòng)化裝置，調(diào)節(jié)與優(yōu)化運(yùn)行模式，確保實(shí)地調(diào)試與運(yùn)維任務(wù)正常進(jìn)行。

3.1 制定完善管理機(jī)制

針對智能變電站的自動(dòng)化裝置，需基于原本的巡視工作安排，添加并落實(shí)必要檢查事項(xiàng)，如在線檢查、終端設(shè)備、交換機(jī)等。同時(shí)，還需補(bǔ)充優(yōu)化裝置維護(hù)機(jī)制，具體可增設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信、光纜清掃等事項(xiàng)。借此使得管理機(jī)制更為符合智能變電站的運(yùn)行需要。

3.2 加強(qiáng)智能裝置管理

以智能化設(shè)備層面來說，設(shè)定運(yùn)行模式一般為測控就地化，利用智能化的匯控柜，取代原有測控屏，與此同時(shí)，摒棄原有電纜的信號(hào)傳送，建立依托于光纖的通信模式。反觀自動(dòng)化裝置日常運(yùn)轉(zhuǎn)，主要管理事項(xiàng)為通信情況。而對于智能變電站來說，自動(dòng)化裝置的工作狀態(tài)是重點(diǎn)，需安排全面的運(yùn)維與巡視，確保在線監(jiān)測與終端等各類裝置均能保持較優(yōu)工作狀態(tài)。另外，相關(guān)管理操作人員，需定期檢查設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以免及時(shí)發(fā)現(xiàn)特殊問題，提升管理效果。

4 智能變電站的二次設(shè)備調(diào)試及故障處理

以110KV規(guī)格的智能變電站為例，其不僅包含上文提到的三個(gè)層次，還需關(guān)注其“兩網(wǎng)”框架。光以太網(wǎng)為該框架的核心，各節(jié)點(diǎn)借助交換機(jī)完成連接。而過程層可細(xì)分成GOOSE與SV，而間隔層內(nèi)的各個(gè)間隔，是憑借GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。站控層則借助MMS網(wǎng)，完成信息傳遞。

4.1 調(diào)試方法

其一，數(shù)字式測試儀。智能變電站中，間隔層和過程層內(nèi)設(shè)有保護(hù)、測控等裝置，需配備數(shù)字接口，對此相對常見的該類儀器為光電測試儀，能高效完成調(diào)試工作。此儀器帶有數(shù)字接口，支持光信號(hào)，并配備轉(zhuǎn)換裝置等?，F(xiàn)場運(yùn)用期間，能迅速落實(shí)間隔層裝置和智能終端在運(yùn)轉(zhuǎn)期間的閉環(huán)檢測，并同步測試裝置保護(hù)性能，可取得及執(zhí)行GOOSE輸出指令信號(hào)，借助出口節(jié)點(diǎn)傳遞指令。

其二，繼電保護(hù)裝置的功能檢測。具體操作過程有保護(hù)定值、軟硬壓板與對時(shí)功能等多項(xiàng)測試，借助測試對應(yīng)設(shè)備動(dòng)作狀態(tài)，分析GOOSE報(bào)文，以在邏輯關(guān)系角度，判斷保護(hù)動(dòng)作合理性與精度。此外，還要實(shí)施聯(lián)動(dòng)測試，并判斷從設(shè)備出口至終端與開關(guān)，全回路是否合理。

其三，測控裝置。智能變電站內(nèi)自動(dòng)化裝置配備量大，其中測控設(shè)備負(fù)責(zé)監(jiān)測電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，因而對其的調(diào)試任務(wù)也相對關(guān)鍵。而此處需要驗(yàn)證的部分包含：合閘功能、對時(shí)功能、采樣精度等。

其四，合并單元。測試該單元的自我診斷性能、電壓并列及切換等，檢驗(yàn)同步精度和守時(shí)狀況。

其五，智能終端。其是確保全站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，實(shí)際需調(diào)試其GOOSE收發(fā)、各節(jié)點(diǎn)及通道配置。

4.2 故障處理

對于二次設(shè)備的測試，難免會(huì)出現(xiàn)故障問題，對此需設(shè)置處理計(jì)劃。假設(shè)調(diào)試時(shí)，保護(hù)設(shè)備發(fā)生異常，維護(hù)人員需主動(dòng)全面檢查，獲取裝置有關(guān)資料與歷史調(diào)試日志，從中確定問題根因。在全部處理結(jié)束后，再次啟動(dòng)設(shè)備，觀察運(yùn)行狀態(tài)，倘若問題還未解決，應(yīng)繼續(xù)測試合閘出口與軟壓板、壓板情況。而在發(fā)現(xiàn)智能終端有問題時(shí)，應(yīng)先判斷故障原因，并啟動(dòng)查看的運(yùn)行狀態(tài)。故障治理中，需重點(diǎn)關(guān)注GOOSE斷鏈，以防止發(fā)生錯(cuò)發(fā)與漏發(fā)的問題。調(diào)試合并單元時(shí)，一旦有通信及內(nèi)部異常，會(huì)直接干擾通信終端和數(shù)據(jù)采集模塊。對此，開啟裝置自檢，判斷異常點(diǎn)及原因，完成簡單診斷。倘若故障未能因此消除，應(yīng)立即重啟，并視情況安排處理計(jì)劃。

結(jié)束語：配變電站運(yùn)行狀態(tài)，關(guān)系到居民生活品質(zhì)與整體建設(shè)高度。如今，智能變電站逐漸增多，促使各變電站之間的交互更為邊界，衍生出若干高級(jí)應(yīng)用，而自動(dòng)化設(shè)備為主要構(gòu)成要素，所以，調(diào)試與運(yùn)維此類設(shè)備是極具價(jià)值的。在現(xiàn)實(shí)操作運(yùn)行期間，有關(guān)工作者需對此不斷深化重視度，熟知有關(guān)信息，提升現(xiàn)場作業(yè)能力，基于此，為調(diào)試與運(yùn)維予以開展基礎(chǔ)，使得自動(dòng)化設(shè)備可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。