黃華帥

(廣西新電力投資集團(tuán)德保供電有限公司，廣西 百色 533700)

0 引言

近年來(lái)，全球智能變電站市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。2021年，我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)召開(kāi)新一代智能變電站示范工程建設(shè)啟動(dòng)會(huì)，新一代智能變電站模塊化建設(shè)獲得突破。在智能變電站建設(shè)如火如荼開(kāi)展之際，智能變電站運(yùn)維與設(shè)備故障處理也得到了越來(lái)越多人的關(guān)注，運(yùn)維與設(shè)備故障處理效果對(duì)智能變電站的發(fā)展具有直接的影響?；诖?，分析智能變電站運(yùn)維技術(shù)、設(shè)備故障處理方法具有非常重要的意義。

1 智能變電站概述

智能變電站是采用可靠的現(xiàn)代化、環(huán)保、集成的智能設(shè)備，以通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、全站信息數(shù)字化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)化執(zhí)行信息測(cè)量、信息采集、信息管控、信息維保、信息核算等基本功能，并支持電網(wǎng)智能化調(diào)節(jié)、實(shí)時(shí)自動(dòng)化管控、在線(xiàn)剖析下達(dá)決議、多方協(xié)同互動(dòng)等高等級(jí)功能的變電站[1]。智能變電站包括過(guò)程層、間隔層、站控層三個(gè)層級(jí)。其中過(guò)程層由智能設(shè)備、智能終端、合并單元組成，智能設(shè)備包括一次設(shè)備以及保護(hù)單元、控制單元、測(cè)量單元、狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元等智能組件；間隔層由二次設(shè)備組成，如測(cè)控裝置、繼電保護(hù)裝置、故障錄波設(shè)備等；站控層由站域控制系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)組成，可在一臺(tái)嵌入式裝置或計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、操作閉鎖、監(jiān)視控制等功能。

2 智能變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)

2.1 巡視方面

巡視是智能變電站運(yùn)行維護(hù)的基礎(chǔ)，通過(guò)巡視，維護(hù)人員可以發(fā)現(xiàn)智能變電站現(xiàn)有系統(tǒng)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題并及時(shí)分享和解決。在智能電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大、智能設(shè)備管理日益復(fù)雜背景下，巡視工作內(nèi)容隨著電壓等級(jí)的變化而變化，狀態(tài)巡視逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)巡視方式。狀態(tài)巡視主要是在科學(xué)信息技術(shù)的支持下，面向智能變電站整體設(shè)備，開(kāi)展全面檢修，解決傳統(tǒng)巡視模式中存在的信息匯總不完善、分析不精確問(wèn)題。常見(jiàn)的巡視對(duì)象為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)(手動(dòng)報(bào)警按鈕、探測(cè)器、信號(hào)模塊)、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)(濕度傳感器、溫度傳感器)、圖像監(jiān)視系統(tǒng)(錄像設(shè)備、視頻服務(wù)器)、安全警衛(wèi)子系統(tǒng)(編碼器設(shè)備)等。

2.2 檢查評(píng)估方面

在智能變電站運(yùn)行狀態(tài)巡視的基礎(chǔ)上，維護(hù)人員需要根據(jù)智能變電站電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)特性、實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)開(kāi)展準(zhǔn)確檢查評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)智能變電站設(shè)備故障因子，在故障發(fā)生前期輸送警報(bào)數(shù)據(jù)，規(guī)避電力設(shè)備因故障而出現(xiàn)的大規(guī)模停電現(xiàn)象，并為檢修周期調(diào)整、檢修重點(diǎn)判斷提供依據(jù)。同時(shí)維護(hù)人員應(yīng)對(duì)設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，檢查標(biāo)準(zhǔn)為：外殼清潔無(wú)雜物、溫濕度指示正確(環(huán)境最高不超過(guò)40℃、最大相對(duì)溫度不超過(guò)90%)、呼吸器完整、引線(xiàn)牢固、相色明顯、標(biāo)志齊全、閥門(mén)啟動(dòng)、分接開(kāi)關(guān)處于正常位置等[2]。

除常規(guī)巡視檢查項(xiàng)目外，還包括特殊檢查項(xiàng)目。如大風(fēng)時(shí)檢查引線(xiàn)無(wú)劇烈搖動(dòng)、無(wú)雜物；雷雨后檢查各處無(wú)放電痕跡且引線(xiàn)接頭無(wú)水汽；大霧天檢查引線(xiàn)接頭無(wú)火花放電現(xiàn)象；大雪天檢查各連接頭落雪不立即溶化且無(wú)冰溜；夜間檢查接頭無(wú)發(fā)熱燒紅或瓷瓶放電情況；氣溫周邊時(shí)檢查溫升變化；設(shè)備過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)0.5 h檢查1次等。

2.3 測(cè)變方面

在巡視、檢查的基礎(chǔ)上，維護(hù)人員應(yīng)利用專(zhuān)業(yè)裝置進(jìn)行變電站運(yùn)行參數(shù)測(cè)量。如在智能終端運(yùn)行監(jiān)測(cè)一次設(shè)備參數(shù)的基礎(chǔ)上，利用搖表(2 500 V、500 V)，進(jìn)行高低壓繞組之間、各相繞組相對(duì)地的絕緣電阻測(cè)定，并將測(cè)量時(shí)間、油溫記錄、天氣情況等記錄到系統(tǒng)中，與智能終端數(shù)據(jù)對(duì)比，為智能終端監(jiān)測(cè)精度優(yōu)化提供依據(jù)[3]。需要注意的是，在絕緣測(cè)量時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)隔離各側(cè)一次回路，如變壓器與其他設(shè)備無(wú)刀閘、開(kāi)關(guān)隔離時(shí)可共同測(cè)量加油后、濾油后、更換硅膠后或大量換油后的絕緣，并根據(jù)智能終端監(jiān)測(cè)數(shù)值，共同判定變壓器絕緣合格與否。

3 智能變電站設(shè)備的故障處理

3.1 一次設(shè)備故障及處理

智能變電站一次設(shè)備的處理原則是盡可能保證一次設(shè)備的安全運(yùn)行，尤其是重要的一次設(shè)備。在一次設(shè)備工作電源故障跳閘且備用電源投入成功時(shí)，處理人員應(yīng)第一時(shí)間檢查保護(hù)動(dòng)作情況，根據(jù)保護(hù)動(dòng)作情況判定故障根源。若一次設(shè)備工作電源故障跳閘、備用電源投入失敗、保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行，則表明母線(xiàn)、出線(xiàn)發(fā)生故障，需要第一時(shí)間進(jìn)行母線(xiàn)檢查，在發(fā)現(xiàn)顯著故障點(diǎn)后進(jìn)行及時(shí)隔離，恢復(fù)未故障段一次設(shè)備運(yùn)行。反之則可判定母線(xiàn)負(fù)荷故障，拉開(kāi)全部母線(xiàn)負(fù)荷開(kāi)關(guān)刀閘并進(jìn)行母線(xiàn)絕緣測(cè)定，進(jìn)而利用工作充電、備用充電，成功后再次檢查，確認(rèn)無(wú)誤后逐一送電；在發(fā)現(xiàn)一次設(shè)備工作電源故障跳閘、備用電源沒(méi)有投入、智能終端未顯示故障報(bào)警信號(hào)，可以在檢查備用電源開(kāi)關(guān)明確斷開(kāi)的情況下，第一時(shí)間進(jìn)行備用電源的強(qiáng)制輸送。若仍然跳閘，則可判定母線(xiàn)、出線(xiàn)故障，依據(jù)前述方法處理。

另外，單相接地故障在智能變電站一次設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中也較為常見(jiàn)，具體表現(xiàn)為系統(tǒng)出現(xiàn)聲光報(bào)警信號(hào)，接地選線(xiàn)裝置顯示接地設(shè)備。在發(fā)現(xiàn)故障后，人員應(yīng)避免立即接近設(shè)備，而是在穿著絕緣靴、佩戴絕緣手套后，進(jìn)入接地段故障地區(qū)，進(jìn)行開(kāi)關(guān)、負(fù)荷信號(hào)以及接地情況檢查。結(jié)合接地檢測(cè)裝置顯示結(jié)果，尋找接地一次設(shè)備，進(jìn)行設(shè)備停電檢修[4]。在接地故障沒(méi)有消除的情況下，將工作切換為啟/備變供電，判定工作變回路是否節(jié)點(diǎn)，并停止可間斷運(yùn)行的設(shè)備，確定故障點(diǎn)后重新接地。

在一次設(shè)備故障處理完畢后，故障處理人員需要從傳感器入手，進(jìn)行一次設(shè)備驗(yàn)收。傳感器驗(yàn)收項(xiàng)目包括電器回路、元器件接線(xiàn)外觀清潔度、絕緣性能檢查、遠(yuǎn)程通信與傳感器數(shù)據(jù)核對(duì)、完整無(wú)缺陷檢查、機(jī)械性能檢查、運(yùn)行穩(wěn)定性檢查等。同時(shí)故障處理人員還需要將一次設(shè)備輸出環(huán)節(jié)與保護(hù)測(cè)控裝置輸入端接口聯(lián)調(diào)，確定調(diào)試采集器、交流模擬量采集精度以及信息傳輸要求達(dá)成情況。

3.2 二次設(shè)備故障及處理

在智能變電站二次設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)概率較高的故障為合并單元故障、線(xiàn)路停電故障、保護(hù)裝置故障、軟壓板編號(hào)故障等[5]。

合并單元故障主要表現(xiàn)為：線(xiàn)路運(yùn)轉(zhuǎn)正常，變電二次設(shè)備非正常停運(yùn)。在發(fā)現(xiàn)故障后，處理人員應(yīng)第一時(shí)間停止200 kV母差保護(hù)裝置、失靈裝置，退出跳閘出口軟壓板。進(jìn)而啟動(dòng)失靈裝置，將另外保護(hù)裝置的重合閘軟壓板投入使用，并將出現(xiàn)問(wèn)題的合并單元投入檢修硬壓板，隔離市民及保護(hù)裝置。

線(xiàn)路停電故障主要表現(xiàn)為：線(xiàn)路運(yùn)轉(zhuǎn)異常。在發(fā)現(xiàn)故障后，處理人員應(yīng)第一時(shí)間啟動(dòng)失靈開(kāi)入、跳閘軟壓板，同時(shí)退出220 kV母差保護(hù)以及雙套保護(hù)的啟動(dòng)失靈軟壓板，進(jìn)而將220 kV母差保護(hù)、雙套保護(hù)的檢修硬壓板投入固定位置。

保護(hù)裝置故障主要表現(xiàn)為：線(xiàn)路運(yùn)轉(zhuǎn)正常，保護(hù)裝置非正常停運(yùn)。在發(fā)現(xiàn)故障后，處理人員應(yīng)分析故障出現(xiàn)原因，并向調(diào)度部門(mén)匯報(bào)。同時(shí)重新啟動(dòng)保護(hù)裝置，待保護(hù)裝置恢復(fù)正常工作。若保護(hù)裝置無(wú)法正常工作，則需要將裝置GOOSE軟壓板退出。

軟壓板編號(hào)故障主要表現(xiàn)為：壓板操作不當(dāng)，電站全部停電，且線(xiàn)路保護(hù)裝置檢修狀態(tài)標(biāo)志為0、合并單元檢修狀態(tài)標(biāo)志為1。該故障與檢修硬壓板投入時(shí)線(xiàn)路保護(hù)的接收軟壓板未退出運(yùn)行具有較大關(guān)系。在發(fā)現(xiàn)故障后，處理人員應(yīng)及時(shí)將檢修設(shè)備間隔的接收軟壓板從保護(hù)中退出，避免線(xiàn)路因異物搭接而出現(xiàn)短路。

在二次設(shè)備故障處理完畢后，故障處理人員應(yīng)結(jié)合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)二次設(shè)備的形狀、色澤、排列整齊性、機(jī)械穩(wěn)定性、完整無(wú)缺陷、外觀進(jìn)行驗(yàn)收[6]，如二次設(shè)備外表用醒目顏色編號(hào)；光纖以及二次接線(xiàn)位置均具有指示牌，指示牌內(nèi)容涵蓋接線(xiàn)操作技術(shù)、接線(xiàn)時(shí)間、原有電纜型號(hào)、接線(xiàn)類(lèi)型等信息；光纖、電纜接線(xiàn)外觀整潔、美觀且纏繞方向一致，導(dǎo)線(xiàn)絕緣性能良好，外觀無(wú)損壞或其他缺陷。必要條件下，故障處理人員可以利用傳動(dòng)方式進(jìn)行二次接線(xiàn)、二次回路驗(yàn)收，以系統(tǒng)相關(guān)信號(hào)傳動(dòng)為對(duì)象，觀察遙感、跳閘、輸出行為、整定值變化規(guī)律，確保二次回路與規(guī)范要求相符。

4 結(jié)語(yǔ)

智能變電站是由智能高壓設(shè)備、變電站信息平臺(tái)組成的變電站，具有良好的交互性、高度可靠性以及低碳環(huán)保性。在智能變電站運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行維護(hù)人員可以根據(jù)智能變電站的體系架構(gòu)，科學(xué)執(zhí)行過(guò)程層、間隔層、站控層運(yùn)行維護(hù)操作。并根據(jù)各層一次設(shè)備、二次設(shè)備特點(diǎn)，有針對(duì)性地處理故障，保證智能變電站設(shè)備正常發(fā)揮功能，為智能變電站的進(jìn)一步發(fā)展提供支持。