智能變電站變電運維安全與設備的維護

摘要：由于我國當前經(jīng)濟的高速發(fā)展與科技不斷進(jìn)步，對供電要求進(jìn)行了迅速的提升，其中用戶(hù)又對供電安全性提出了更高的需求，這就需要有關(guān)部門(mén)積極做好變電所的建設，特別針對目前智能變電站的變電運維安全與設備保護問(wèn)題做出了積極成效的優(yōu)化，以改進(jìn)社會(huì )電能的充分供給，對用戶(hù)實(shí)現了安全的供電，以推動(dòng)社會(huì )的健康發(fā)展。本文主要提供了智能變電站變電運維安全和設施保護與優(yōu)化方面的對策，期望對推動(dòng)智能變電站更良好的運營(yíng)，并推動(dòng)中國經(jīng)濟社會(huì )的可持續發(fā)展，做出積極貢獻。

關(guān)鍵詞：智能變電站；變電；運維安全；設備維護

引言

科技水平的迅速成長(cháng)，改進(jìn)了變電站運維科技綜合能力的提高。經(jīng)濟社會(huì )的高速發(fā)展，使得各個(gè)企業(yè)的日常運行管理和人們的日常生活中對電力服務(wù)的要求也在日益的提高，而以往變電站運維的傳統方法已經(jīng)很明顯無(wú)法再適應現代電力系統運行的實(shí)際需求了，在這個(gè)中形勢下，智能變電站就應時(shí)而生了。但在智能變電站蓬勃發(fā)展的進(jìn)程中，許多情況也伴隨發(fā)生了，從而也對變電站運維服務(wù)項目的實(shí)施產(chǎn)生了相應的影響，所以要求人們充分結合實(shí)際情況，選擇合理的方式來(lái)加以解決。

1、智能變電站概述

.       智能變電站概念

智能變電站是把變電站數據的獲取、管理、傳送和輸出的全部流程由過(guò)去的虛擬數據轉變?yōu)閿底中畔?，從而建立適應電能輸送的數據通信體系和網(wǎng)絡(luò )平臺。智能變電站系統內部的網(wǎng)絡(luò )采用了信號的傳遞與交流，隨著(zhù)壓力與電流互感器電子技術(shù)的開(kāi)發(fā)和智能化系統的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應用，推動(dòng)著(zhù)智能變電站的應用與開(kāi)發(fā)。

.       智能變電站

智能變電站和常規變電所比較，常規的變電所更注重于是滿(mǎn)足資金保障以及自我發(fā)展的能力，而智能變電站則注重于滿(mǎn)足目標功能。在設備方面，智能變電站突出了具備更高集成化程度的智能裝置的理念。智能變電站還可增加了常規變壓器中所沒(méi)有的智慧集成功能。從整個(gè)系統角度看，智能變電站還可更好地滿(mǎn)足電力系統正常運行的各種工作需求，整合了電能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )系統的成效傳輸，并且完成了變電所與變電站之間以及變電所與行控中心之間的協(xié)同管理和統一。智能變電站大大提升了動(dòng)力系統的運行水平，智能變電站一般由二層網(wǎng)絡(luò )和三級結構所形成。二層網(wǎng)絡(luò )一般是指網(wǎng)站的管理平面網(wǎng)絡(luò )和過(guò)程級網(wǎng)；三級架構，指的是流程層級、機架等級，以及網(wǎng)站控制層級。

2、智能變電站安全穩定運維的重要意義

進(jìn)入二十一世紀后，中國的電能資源生產(chǎn)和消費均呈現了快速增長(cháng)的趨勢，與電能消費水平相對應的是對電能資源的調度與管理也在逐漸提升?，F在，中國的發(fā)電量與消費量較高，其中，智能變電站的運用對中國電能管理水平的提高有著(zhù)重要的改進(jìn)作用，并可以成效維護國家電網(wǎng)運營(yíng)的安全和平穩。強化了智能變電所等配套設施的運維安全管理工作，對于提高供電系統的運營(yíng)質(zhì)量，保障電能的供應安全有著(zhù)重大的作用，也可以成效防止電氣安全事故的產(chǎn)生，從而減少了人為的原因對電力設備造成的干擾，使變壓器的故障風(fēng)險得以顯著(zhù)減少。雖然智能變電站可以通過(guò)計算機技術(shù)進(jìn)行高度智能化的控制，但計算機設備相比于一般的變電裝置，由于設備造價(jià)昂貴，對設備條件的要求也相對較高。一旦設施不能合理的維修保養，將導致設施的嚴重損毀，對計算機系統能力發(fā)展產(chǎn)生的復作用，進(jìn)而影響到了整個(gè)變電所系統的運營(yíng)安全，并帶來(lái)很大損失。所以，對智能變電站設施的運行保護就顯得很關(guān)鍵。需要在平時(shí)的管理中，建立科學(xué)的保養體系，同時(shí)提高專(zhuān)業(yè)人員的保養能力，通過(guò)經(jīng)常的巡檢減少系統在工作環(huán)境中出現的問(wèn)題，保證智能變電站永遠以高質(zhì)量的區間工作。

3、當前在智能變電站運維安全與設備維護上存在的突出問(wèn)題

3.1設備管理存在問(wèn)題

智能變電站設備和傳統的變電站設備之間有著(zhù)很明顯的差別，主要體現在智能變電站設備中的材料應用技術(shù)含量相當高。而在智能變電站設備和傳統變電設備之間的連接配合上，因為材質(zhì)構造和特點(diǎn)上的差異，常常會(huì )導致各個(gè)裝置間的可靠性受到影響，進(jìn)而直接影響到變電裝置功能的實(shí)現。智能變電站設備中大部分都應用了電子技術(shù)，可以利用遠程的智能模塊進(jìn)行電能變換，從而可以提高變電站的工作效能。不過(guò)由于電子元器件對設備工作環(huán)境影響較特殊，因此設備工作的穩定性相對較低，使用壽命也相對較短。因此，若光纖設施和變壓器的銜接不能根據技術(shù)標準進(jìn)行的話(huà)，會(huì )對信息傳遞的成效性形成很大的影響，削弱設施的安全性，一旦信息出現傳遞困難，將會(huì )影響到變壓器設備的工作整體穩定性。

3.2運行管理不夠規范

智能變電站的科學(xué)技術(shù)化要求較高，對電氣設備的操作精密度也較高，在對電氣設備的操作保養過(guò)程中，須注意對操作技能人員的嚴格規范，以保持對電氣設備狀態(tài)的穩定性。因為現代智能變電設備的科學(xué)技術(shù)含量比較較高，而且工藝操作比較復雜，控制系統往往與不同裝置功能之間交叉嵌合子，從而造成了對有關(guān)技術(shù)人員的維修作業(yè)技術(shù)水平要求比較高。在對智能變電設備的日常維修過(guò)程中，有關(guān)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)高低對電氣設備的正常工作狀況影響很大，若在電氣設備操作維修過(guò)程中不能及時(shí)根據運行規范對有關(guān)裝置加以規范地檢測檢查，將很易導致電氣設備操作故障的出現，從而威脅著(zhù)智能變電站正常安全運行的能力。

3.3設備保密能力不夠

智能變電站設備操作的智能化，其設備之間的連接通過(guò)電信號傳遞來(lái)完成，利用電信號的傳遞使電子設備產(chǎn)生訊息，進(jìn)而控制設備的操作。智能變電站的數據能夠在局域網(wǎng)絡(luò )內實(shí)現傳送，這樣數據傳送的安全性很好，能夠很大程度保證了系統的安全工作。但是在實(shí)際運行中，由于大多數智能變電站的信息傳輸技術(shù)保護能力還不夠，而且設備的保密水平也不高，因此一旦遭遇到數據入侵時(shí)，就很容易導致系統工作狀態(tài)發(fā)生異?，F象，從而威脅著(zhù)整個(gè)供電系統的安全性。

4、加強智能變電站變電運維安全和設備維護的策略

4.1準確評估安全風(fēng)險

對智能變電站的環(huán)境安全風(fēng)險進(jìn)行評價(jià)，就可以對智能變電所設施實(shí)施合理的保護，從而改進(jìn)了智能變電站的良性運行。同時(shí)運維管理者也要積極成效地處理變電所運營(yíng)和維修中的潛在環(huán)境安全隱患，因為唯有監控和防范其中的環(huán)境安全隱患，才可以成效降低潛在環(huán)境安全隱患所帶來(lái)的社會(huì )影響和經(jīng)濟損失。又因為由于動(dòng)力系統通常在室外，對自然環(huán)境中的危險往往無(wú)法控制，但是經(jīng)過(guò)環(huán)境安全風(fēng)險評價(jià)，就能夠及時(shí)地制定防范計劃，將環(huán)境危險壓制在萌芽狀態(tài)。同時(shí)維修與保養管理人員也要在平時(shí)工作中時(shí)時(shí)注意氣象變化，比如夏季暴雨等，從而盡早制定措施以保障供電系統的順利運營(yíng)。實(shí)現了對變電所良好工作條件的維護，保障社會(huì )的基本電力供應，保障了人們的正常生活需求。

4.2為變電站的運行和維護創(chuàng )建完整的安全管理系統

為保證變電所的正常運行和維護安全，電力公司應當針對自身的特殊工作環(huán)境并根據當前的工作實(shí)際情況，對整個(gè)變電所的正常運行和維護工作建立安全管理體系，并進(jìn)行成效的電力系統運維控制。安全管理體系的工作范疇和內容，要充分體現到整個(gè)變電所運行和維護工作的安全管理系統中。要制定整個(gè)供電系統工作所需要的人員、設施等有關(guān)條件，形成成效的管理制度，并實(shí)施成效的監控。加強對供電系統的調度管理監督員監督管理系統的成效執行，使得整個(gè)變電所正常運行和維護的安全管理體系貫徹整個(gè)供電系統工作，并要完善相應制度的制定。同時(shí)為提高智能變電站操作管理與技術(shù)維修的可靠性，有必要完善現行規章制度，完善智能變電站管理系統。

4.3提高運維管理人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)

在智能變電所的維修過(guò)程中，由于運行體系十分龐大，運行工作內容繁中國科技期刊數據庫工業(yè)A18雜，變電所管理工作人員的素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)技能水平也不盡相同。所以，很有必要對變電所運維與管理工作加以完善，做好變電所的客戶(hù)服務(wù)與保障，以增強變電所管理運維工作人員的實(shí)際能力，并充實(shí)基礎知識，以應對日益變動(dòng)的外部市場(chǎng)條件。要不斷更新自身的技術(shù)力量。一方面做好對運維管理人員的專(zhuān)業(yè)化的培養，以提升其專(zhuān)業(yè)技能素質(zhì)，適應智能變電所實(shí)際工作的要求，另一方面還應積極收集電力系統運行工作人員的改進(jìn)建議，支持變電所的正常運營(yíng)與維修。另外，有必要增強變電站操作和維修技術(shù)人員的現場(chǎng)急救意識，在出現緊急情況后，其能夠盡快做出反應，制定妥善的方案，降低安全相關(guān)問(wèn)題造成的風(fēng)險和給居民群體帶來(lái)的危害，從而盡快發(fā)現和處理操作的技術(shù)問(wèn)題。

4.4加強對智能變電站的控制

在對智能變電運維安全和電氣設備維修管理時(shí)，還應完善對智能變電站的管理，以提升運維水平，對智能變電站實(shí)現更成效的控制。而系統管理智能變電站運營(yíng)與維修的較大優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)現了運營(yíng)與維修的良好融合。關(guān)于智能變電站的安全檢查，分為常規檢查、特別審查、常規檢測、集成檢查和異地測試等，在《智能變電站作業(yè)標準》中有規定。通過(guò)安全檢查的工作內容，包括了操作與維護的和運行管理的兩方面，從而實(shí)現有機融合并簡(jiǎn)化了運維管理工作。但同時(shí)也要更成效地對運行與作業(yè)的兩方面進(jìn)行監管，才能更成效改進(jìn)智能變電站技術(shù)的發(fā)展，從而提升了智能變電站變電運維安全水平和技術(shù)保障能力。

4.5使用在線(xiàn)監控系統進(jìn)行視頻控制

采用在線(xiàn)監視系統，進(jìn)行信息接收與維護監控等。通過(guò)將監測裝置的電壓設定至高值，能夠保證整個(gè)變壓器的維護與檢修的穩定性，同時(shí)能夠更成效地提升變壓器的輸電效益。針對監測體系中的一次性設施，有必要利用監測實(shí)際數據來(lái)評價(jià)設施的成效性和準確性，并通過(guò)監測平臺形成的數據曲線(xiàn)在設施的管理、保護與監測中起到積極影響。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )監測系統實(shí)現視頻管理，能夠在不需派人去現場(chǎng)作業(yè)的條件下，實(shí)現遠程管理，提高了智能變電站的管理效能，利用遠程管理對智能變電站實(shí)施操作，推動(dòng)了智能變電站的良性運轉。

4.6成效記錄變電站運行和維護設備的維護信息

在變電站運轉保養、檢查維護過(guò)程中，如出現問(wèn)題，應當及時(shí)做出記錄和分析，涉及設備故障的起因、故障部位、修理方式、修復結果等應當詳細記載。上述記錄能夠作為成效的依據，為今后有關(guān)管理工作的實(shí)施進(jìn)行指引。成效記載變電站操作情況與保護裝置的維護信息，就可以對以后的運行情況進(jìn)行佐證，并對以后的運營(yíng)情況做出科學(xué)的指引。而同時(shí)對變電所操作情況進(jìn)行成效記載，也可以有助于運維人員對設備狀況做出評估，并對容易出現故障的地方做出合理的控制，從而提升了智能變電所的運營(yíng)效益。

4.7優(yōu)化故障時(shí)維護方案

4.7.1間隔合并單元故障的優(yōu)化

合并單元故障須認真地結合故障現場(chǎng)分析，在保證故障檢測精度的基礎上，還須正確的診斷造成問(wèn)題的原因。在系統配置合理的基礎上，須針對不同模塊進(jìn)行分別處理，整個(gè)流程中也須認真地做好模塊問(wèn)題的調查研究，并采用合理的方案加以解決并且須針對母線(xiàn)保護裝置問(wèn)題進(jìn)行排查，提高系統整個(gè)工作的安全性。

4.7.2終端故障的優(yōu)化

智能變電站的運行過(guò)程中智能終端一旦發(fā)生故障，通常都是由開(kāi)關(guān)設備重合閘而造成的后果。因此想要避免出現這種現象，就須及時(shí)加強對變電站內運行設備地跳合閘控制。在發(fā)現終端問(wèn)題的同時(shí)，需要首先考察是不是由出口壓板問(wèn)題而引起的，從而進(jìn)行問(wèn)題處理；然后就須對智能終端的問(wèn)題根源展開(kāi)深入的探究，找出具體的問(wèn)題進(jìn)行處理。

4.7.3交換機故障的優(yōu)化

智能變電站工作過(guò)程中也會(huì )發(fā)生換換機故障。交換機故障在一般情況下都是多類(lèi)型的，所以確定起來(lái)故障原因困難得很多。在實(shí)際故障排查時(shí)，首先就須根據GOOSE的網(wǎng)絡(luò )圖做好資源的分類(lèi)梳理，并且確定出交換機的種類(lèi)和花色，并根據間隔交換機的故障狀況來(lái)做出鏈路的診斷，從而適時(shí)對交換機中存在問(wèn)題的環(huán)節加以解決。

5、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

5.1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數據、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺，滿(mǎn)足用戶(hù)或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線(xiàn)運行溫度、現場(chǎng)設備或環(huán)境視頻場(chǎng)景等需求，實(shí)現數據一個(gè)中心，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機、PAD等各類(lèi)終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)、接收報警，并完成有關(guān)設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

5.2應用場(chǎng)所

適用于電信、金融、交通、能源、醫用衛生、文體、教育科研、農林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

5.3系統結構

系統可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、攝像頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。

傳輸層：包含現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據，并可進(jìn)行規約轉換，數據存儲，并通過(guò)交換機把數據上傳至服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據可存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。

應用層：包含應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器，若變電所數量小于30個(gè)則應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數據。

展示層：用戶(hù)通過(guò)手機、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺信息。

5.4系統功能

5.4.1用能月報

用能月報支持用戶(hù)按總用電量、變電站名稱(chēng)、變電站編號等查詢(xún)所管理站所的用電量，查詢(xún)跨度可設置為月。

5.4.2站點(diǎn)監測

站點(diǎn)監測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時(shí)用電曲線(xiàn)、用電概況。

5.4.3變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶(hù)查詢(xún)所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

5.4.4運維

運維展示當前用戶(hù)管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

5.4.5配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢(xún)。

5.4.6視頻監控

視頻監控展示了當前實(shí)時(shí)畫(huà)面（視頻直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。

5.4.7電力運行報表

電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路采集間隔運行參數和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統計。

5.4.8報警信息

對平臺所有報警信息進(jìn)行分析。

5.4.9任務(wù)管理

任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

5.4.10用戶(hù)報告

用戶(hù)報告頁(yè)面主要用于對選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進(jìn)行統計分析，并列出在該周期內巡檢時(shí)發(fā)現的各類(lèi)缺失及處理情況。

5.4.11APP監測

電力運維手機支持“監控系統"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶(hù)報告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線(xiàn)、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報警查詢(xún)，設備檔案查詢(xún)、待辦事件處理、巡檢記錄查詢(xún)、用戶(hù)報告、文檔管理等。

5.5系統硬件配置

6、結束語(yǔ)

綜上所述，針對新形勢下國家經(jīng)濟社會(huì )建設的高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻

[1]吳軍,鄭維權.智能變電站變電運維安全與設備維護探討[J].通信電源技術(shù),2020,37(4):244-246.

[2]劉衛權.智能變電站變電運維安全與設備維護技術(shù)[J].電子元器件與信息技術(shù),2019,3(9):109-111.

[3]李冰.智能變電站變電運維安全與設備維護的再思考[J].國網(wǎng)電力

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用設計,2022,05版.

作者簡(jiǎn)介：魏健輝，女，現任職與安科瑞電氣股份有限公司。