國網(wǎng)電力科學研究院有限公司 袁 莉 崔 縉

當前，我國社會經(jīng)濟發(fā)展持續(xù)加快，人們?nèi)粘Ｓ秒娏恳灿兴黾樱谝欢ǔ潭壬咸岣吡藢﹄娏?yīng)的需求，需要確保供電的穩(wěn)定性才能夠避免給人們的生活造成過多影響。變電站在供電系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，其中包括繼電保護裝置、自動裝置、測控裝置、計量裝置以及自動化系統(tǒng)等多種不同類型的設(shè)備，其均屬于二次設(shè)備，具有重要的保護和監(jiān)控作用。在智能化技術(shù)融入之后，系統(tǒng)可對一次設(shè)備運行的狀態(tài)進行分析，如果發(fā)現(xiàn)存在異常問題可及時做出適當?shù)奶幚泶胧_保電力系統(tǒng)整體運行的穩(wěn)定性。由于智能變電站在運行過程中會受到各種因素的影響，二次設(shè)備經(jīng)常會出現(xiàn)不同類型的故障問題，影響一次設(shè)備運行的安全性以及穩(wěn)定性，相關(guān)人員應(yīng)當加強二次設(shè)備的檢修力度，不斷開發(fā)全新的檢修技術(shù)，確保智能變電站運行的可靠性。

1 智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)特點

變電站在電力運輸過程中占有重要地位，負責接收電能并對電能進行分配，如果變電站出現(xiàn)運行故障，則會直接影響到人們的正常用電。智能變電站是一種融合了智能技術(shù)的變電站系統(tǒng)，重視使用集成化理念和環(huán)保性理念，打造了信息化的信息平臺，及時完成數(shù)據(jù)通信和信息共享，讓設(shè)備的運行狀態(tài)呈現(xiàn)為可視化的狀態(tài)，保證變電站的運行效率[1]。智能變電站具有智能化的特點，可以自主完成信息收集，具有自動控制以及智能調(diào)節(jié)的功能，形成了良好的協(xié)同互動模式。

在智能變電站中二次設(shè)備是在光纜運輸之下，利用數(shù)字化技術(shù)完成信息傳輸，將設(shè)備的運行信息傳輸給后臺系統(tǒng)。如220kV 線路間隔保護網(wǎng)絡(luò)結(jié)果的電壓和間隔電流，會在合并單元的引導下逐漸匯合，在匯合之后其又會變成兩路，分別為母差保護、間隔保護提供相應(yīng)的服務(wù)，當?shù)堕l以及主開關(guān)裝置也處于智能終端后也會變成兩路，為保護裝置以及GOOSE 網(wǎng)絡(luò)提供相應(yīng)的服務(wù)，在保護的過程中會利用直跳跳閘做出保護動作[2]。

綜上，可總結(jié)出在智能變電站內(nèi)二次設(shè)備的特點較為明顯，和常規(guī)變電站二次設(shè)備相比有較多的不同之處：一是硬壓板的數(shù)量較少，但是軟壓板的數(shù)量增多。二是在保護內(nèi)部斷開點處于不明顯的狀態(tài)。三是當端子排轉(zhuǎn)后會改變成虛端子。

2 智能變電站二次設(shè)備檢修

智能變電站融入了智能化技術(shù)以及自動化技術(shù)，引進了各種不同類型的自動化儀器設(shè)備，構(gòu)建了信息平臺，減少了人力在系統(tǒng)運行中的干預，利用輔助設(shè)備系統(tǒng)提升電力系統(tǒng)運行的智能化水平。智能變電站系統(tǒng)具有集成化和自動化的特點，能夠?qū)?shù)據(jù)進行及時的傳輸和收集，保證控制中心能夠了解智能變電站的具體運行情況，提升了電力系統(tǒng)整體運行的穩(wěn)定性。二次設(shè)備是影響智能變電站運行的關(guān)鍵要素，特別是在電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大的今天，輸變電電壓等級有所上升，二次設(shè)備數(shù)量增加，內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得愈發(fā)復雜，對二次設(shè)備進行檢修時所需要投入的費用也有所增加，需要投入大量的資金完成繼電保護設(shè)備維護。

為了能夠避免二次設(shè)備出現(xiàn)故障問題，應(yīng)當重視對檢修技術(shù)進行調(diào)整，以此來保證二次設(shè)備的運行穩(wěn)定性[3]。在智能變電站二次設(shè)備檢修過程中，工作人員普遍對二次設(shè)備的了解不足，在維修過程中需要投入較多的精力以及時間，這樣才能夠確保智能變電站的穩(wěn)定運行，提高供電穩(wěn)定性。通過檢修工作能夠防止一次設(shè)備和二次設(shè)備同時出現(xiàn)故障問題，對檢修工作進行合理的規(guī)劃和分配。與一次設(shè)備檢修工作相比，二次設(shè)備在檢修活動中存在抽象性的特點，主要針對交流電機測量控制、直流電機控制等進行檢修，對電力信號、通信管理、設(shè)備接地屏蔽等各類系統(tǒng)實施檢查，以此來保證二次設(shè)備的穩(wěn)定性。

3 智能變電站二次設(shè)備檢修技術(shù)

智能變電站成為現(xiàn)階段變電站建設(shè)過程中所關(guān)注的重點，提高了電能的運輸和分配效率，但是變電站內(nèi)部設(shè)備結(jié)構(gòu)的精密化和智能化，也進一步增加了設(shè)備的檢修難度。二次設(shè)備是負責對供電系統(tǒng)、一次設(shè)備進行測量以及監(jiān)控主要設(shè)備，可以保證一次設(shè)備的穩(wěn)定運行，避免電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題。因此，要想保證智能變電站的穩(wěn)定運行，必須重視對二次設(shè)備進行定期檢修。在以往的變電站二次設(shè)備檢修過程中，由于設(shè)備來自不同的生產(chǎn)廠家，在使用時需要遵循不同的規(guī)范以及協(xié)議，設(shè)備之間無法進行信息共享，出現(xiàn)了信息孤島的問題。智能變電站的建設(shè)則有效避免了這一問題，提升了二次設(shè)備狀態(tài)檢修的效率以及質(zhì)量，應(yīng)當在后續(xù)不斷研發(fā)新的檢修技術(shù)，確保能夠提升狀態(tài)檢修的效率。

3.1 狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

二次設(shè)備檢修具備抽象性的特點，主要針對直流電機、交流電機及電力信號等多個系統(tǒng)進行檢修，并不是針對某一軟件實施單獨檢修，而是從整體角度出發(fā)，對系統(tǒng)實施精準檢測。以往多數(shù)使用定期檢修的方式預防二次設(shè)備出現(xiàn)故障，但是檢修周期具有固定性的特點，不能及時了解二次設(shè)備存在的隱患問題，容易出現(xiàn)檢修不足或者過度的現(xiàn)象。因此，現(xiàn)階段開始選擇狀態(tài)檢修的方式對二次設(shè)備實施檢修，充分利用了信息技術(shù)的優(yōu)勢，對二次設(shè)備運行情況進行監(jiān)測，能夠及時了解二次設(shè)備的工作參數(shù)，根據(jù)參數(shù)情況評估二次設(shè)備是否處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，從而盡快識別存在的故障隱患。

在數(shù)據(jù)收集過程中，可對跨時間段的數(shù)據(jù)進行收集，在完成數(shù)據(jù)收集后不會將所有數(shù)據(jù)均上傳到系統(tǒng)中，會利用計算機自動篩選，有效提高了后續(xù)數(shù)據(jù)價值挖掘以及檢修工作的效率水平。結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果可確定故障出現(xiàn)的位置以及故障是否嚴重，從而制定合理的檢修計劃，挑選合適的檢修時機。當發(fā)現(xiàn)運行數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常問題時會自動發(fā)出報警信號，讓后臺人員了解二次設(shè)備的運行情況，以此來保證故障分析和處理的效率。在智能變電站會利用有線方式完成數(shù)據(jù)傳遞，如母線、開關(guān)或者變壓器的，二次設(shè)備也會利用有線對信息進行傳遞，保證了監(jiān)測的有效性[4]。

3.2 使用電子互感集裝器

在對二次設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測時可選擇電子式互感器，能夠?qū)χ悄茏冸娬镜母黝愋畔⑦M行監(jiān)測，了解變電站二次設(shè)備的信息。保護裝置所收集的信號屬于光數(shù)字信號，不存在二次電流以及電壓輸入，可以針對數(shù)字采樣實施準確的狀態(tài)監(jiān)測。電子互感集裝器能夠?qū)Σ蓸又祱笪牟扇∮行У谋O(jiān)視，當出現(xiàn)掉幀或者數(shù)據(jù)接收中斷的問題時，能夠及時進行預警，得出SMV 采樣異常的問題。電子互感集裝器攜帶更為方便，使用靈巧，可以利用專門的設(shè)備針對腹感裝置實施檢修，對合并器參數(shù)實施調(diào)整，保證在檢修完畢后設(shè)備可以以穩(wěn)定的狀態(tài)繼續(xù)運行，控制故障的發(fā)生，提升電力系統(tǒng)的運行和影響。

3.3 使用電流互感器

電流互感器通過改變電流的方式，利用較小電壓對變電站信號進行模擬，將電壓信號和電流信號進行統(tǒng)一，是一種以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)的設(shè)備[5]。電流互感器具有變換電流以及電氣隔離的功能，主要包括兩種不同類型：一是屬于測量用途，在正常工作電流范圍內(nèi)可向測量裝置以及計量裝置提供電流數(shù)據(jù)。特別是在測量大電流時，通過該裝置可以針對電流進行統(tǒng)一，為二次儀表測量的開展提供重要便利。二次設(shè)備可利用該裝置了解一次回路中的具體電流數(shù)據(jù)，一次側(cè)接和二次側(cè)接分別為一次系統(tǒng)和二次設(shè)備，如測量裝置、繼電保護裝置等。

二是屬于保護用途，主要和繼電裝置能夠形成配合的狀態(tài)，當出現(xiàn)短路問題時向繼電保護裝置提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，讓其能夠立即切斷發(fā)生故障的電路，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。通過利用電流互感器能夠提升二次設(shè)備的檢修效率，確保及時對信號進行整合，如果同時使用MU 合并器，能夠提升信號接收的安全性和便捷性，保證能夠獲取可靠的檢修信息。

除此之外，通過利用智能化的開關(guān)裝置，可以使用軟件編程的手段提升二次控制的自動化水平和智能化水平，使其自身即可做到智能監(jiān)測，在使用軟件的過程中完成監(jiān)測活動，更好了解繼電保護裝置的運行情況。

4 智能變電站二次設(shè)備檢修對策

4.1 選擇“軟硬兼施”的檢測方式

二次設(shè)備在融入智能化技術(shù)后本身已擁有了自我檢修的功能，是軟件開發(fā)方面仍然有待研究，應(yīng)當結(jié)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實施有效的監(jiān)測，能夠進一步提高檢修的效率水平。如當前在DOS 中PING 屬于較為常見的協(xié)議，也是具備探索功能的軟件，可以利用其完成探索式監(jiān)測。ICMP 網(wǎng)絡(luò)探索可視化軟件已得到了廣泛應(yīng)用，通過將其用到二次設(shè)備檢修體系中，可對關(guān)鍵位置的具體情況進行實時監(jiān)測。

例如，ICMP-ECHO 能夠了解設(shè)備內(nèi)部不同部件是否處于正確的連接狀態(tài)，分析運行數(shù)據(jù)，從而評估二次設(shè)備的運行情況，如果發(fā)現(xiàn)二次設(shè)備存在安全隱患，能夠及時做出預警。ICMP 探索硬件也是檢修過程中可以利用的一種手段，可以針對二次設(shè)備實施持續(xù)性的、全面性的探索，觀察二次設(shè)備所存在的故障問題，在第一時間明確故障位置。該種軟硬件在云計算系統(tǒng)中存在較為廣泛，能夠完善二次檢測設(shè)備的部署方式，充分發(fā)揮二次設(shè)備的功能和作用。

4.2 以光纖專用網(wǎng)絡(luò)和電力載波網(wǎng)為基礎(chǔ)的專用網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)目前的部署情況進行分析，可以發(fā)現(xiàn)在部署中包括了開關(guān)站、變電站這一類電力設(shè)施，帶有電源進線以及負荷出線，利用該種特點能夠讓電力系統(tǒng)的各個部分連接在一起，形成互相連通的一種網(wǎng)絡(luò)形式，在其中帶有工頻電力流，以此為基礎(chǔ)調(diào)制載波可以融入千兆載波，同時和調(diào)制解調(diào)裝置進行配合，能夠在讀取電力載波的同時完成信號發(fā)生，使用電能質(zhì)量整理的方式可以對信號進行抹除。如可利用光纖專線將配電和變電設(shè)備進行連接，使用專業(yè)打造專用建設(shè)體系。在電力系統(tǒng)中已經(jīng)將專線和電力載波體系進行了連接，形成了協(xié)同運作的模式。

4.3 完善智能二次設(shè)備主備機自動投切體系

自動投切設(shè)備屬于一種新型的開關(guān)設(shè)備，并不需要過于煩瑣的調(diào)試維護流程，并且占地面積較小，所需要投入的資金量也較少，對于實時供電有著重要的保障作用，同時還可以針對電源進行自動切換，在電流管理過程中占有重要地位。自動投切設(shè)備在電力系統(tǒng)中應(yīng)用可以取得較好的效果，當ICMP 出現(xiàn)持續(xù)丟包問題后選擇時鐘同步的設(shè)備可以完成通信活動，達到自動投切的效果，投入通信設(shè)備能夠?qū)Τ霈F(xiàn)故障問題的設(shè)備進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，使其及時切入故障，并進行故障預警和報警。通過該種方式可以完成操作單制作，之后將出現(xiàn)故障問題的設(shè)備拆除。自動投切設(shè)備的使用有效提高了后續(xù)設(shè)備檢修的效率，可以根據(jù)用戶的具體要求設(shè)置相應(yīng)的主、備投優(yōu)先級，同時還可以實現(xiàn)遙控功能、遙測功能、遙信功能以及遙調(diào)功能。

5 結(jié)語

信息技術(shù)的快速發(fā)展為各行各業(yè)帶來了重要的影響，變電站建設(shè)過程中也開始重視應(yīng)用各種智能化技術(shù)，提高電網(wǎng)的供電能力，保證人們?nèi)粘Ｉ钪袑τ陔娔艿男枨?。二次設(shè)備在變電站系統(tǒng)中占有極其重要的地位，在對二次設(shè)備實施狀態(tài)監(jiān)測時，應(yīng)當對傳感器技術(shù)進行不斷地改進和優(yōu)化，合理利用先進的傳感技術(shù)收集相關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)中，合理利用數(shù)據(jù)技術(shù)對狀態(tài)數(shù)據(jù)實施分析，總結(jié)判斷二次設(shè)備是否處于可靠的運行狀態(tài)，預估可能出現(xiàn)的故障問題，及時做好防范措施。在未來的變電站發(fā)展過程中，應(yīng)當重視對智能化技術(shù)進行高效利用，加強設(shè)備檢修效果，改變傳統(tǒng)的檢修模式，為智能變電站的穩(wěn)定運行提供重要技術(shù)保障，提升供電系統(tǒng)的運行可靠性。