浅谈智能变电站及相关运行维护

周赟程

(江苏省电力公司检修分公司,江苏常州 213300)

浅谈智能变电站及相关运行维护

周赟程

(江苏省电力公司检修分公司,江苏常州 213300)

随智能化变电站的普及,介绍了智能化变电站的结构特点,并提供一些在智能变电站的实际运行维护中发生的改变。

智能变电站 GOOSE 运行维护

在2009年，国家电网提出了建设“统一坚强的智能电网”这一概念，智能化变电站则是智能电网的重要组成部分和关键节点，由于智能化新技术的应用，使得变电运维人员在智能变电站的运行维护上面临着一些新的变化和挑战。

1 智能变电站的基础知识

1.1 智能变电站的相关概念

1.1.1 智能变电站

智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

与传统变电站相比，智能变电站具有以下特点：

通讯规约标准化：全站采用统一的通信规约IEC61850标准(国际电工委员会第57技术委员会制定的关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准，以实现变电站内不同智能电子设备(IED)之间的互操作和信息共享。)实现站内信息交互。

二次设备网络化：新增合并单元、智能终端、过程层交换机等，采用网络或点对点直接跳闸。光纤传输取代常规变电站控制电缆。

一次设备智能化：新增电子互感器、合并单元、智能终端等过程层设备。

1.1.2 智能组件

由若干智能电子装置集合组成，承担所在设备的测量、控制和监测等基本功能；在满足相关标准要求时，智能组件还可承担相关计量、保护等功能。可包括测量、控制、状态监测、计量、保护等全部或部分装置。

1.1.3 智能终端

一种智能组件。与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备(如：断路器、刀闸、主变等)的测量、控制等功能。

1.1.4 合并单元

用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。

1.1.5 GOOSE

面向通用对象的变电站事件(Generic Object Oriented Substation Event，GOOSE)是IEC61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。通过 GOOSE报文格式提高了测控装置之间数据传送的效率和系统实时性指标。开关跳合闸、刀闸分合闸指令，开关、刀闸位置状态，装置关联闭锁等都是在GOOSE网络中传偷。

1.1.6 SV

采样值。基于发布/订阅机制，交换采样数据集中的采样值的相关模型对象和服务，以及这些模型对象和服务到ISO/IEC8802-3帧之间的映射。线路保护、测量电流，母线电压，线路电压等采样值都是在SV网络中传输。

1.2 智能变电站结构

智能变电站从逻辑上看 ，采取三层两网式结构。三层即过程层、间隔层、站控层，两网即过程层网络(包括过程层GOOSE网络及过程层SV采样值网络)、站控层网络。

(1)过程层：过程层是一次设备与二次设备的结合面，主要由电子式互感器、合并单元、智能单元等自动化设备构成，主要完成与一次设备相关的功能，如开关量、模拟量的采集以及控制命令的执行等。其中合并单元、智能终端、过程层交换机都是双重化配置，站控层交换机有A网和B网。

(2)间隔层：间隔层主要包括变电站的保护、测控、计量等二次设备，主要任务是利用本间隔的数据完成对本间隔设备的监测和保护判断。

(3)站控层：站控层主要包括变电站监控系统、远动系统、继电保护故障信息系统等，其作用是完成对本站内间隔层设备及一次设备的控制，并完成与远方控制中心、工程师站及人机界面的通信功能。其中重要设备如监控主机、远动机、服务器等也是双重化配置。

2 智能变电站给运维带来的转变

智能变电站中设备之间连接介质由光缆或双绞线替代了传统的电缆，电磁信号被转换成了数字信号，二次回路成为了“虚回路”。相比较传统变电站而言，其运行维护必然带来一些改变。

2.1 二次设备巡视重点发生改变

智能组件的网络化应用，使智能组件在继电保护中占据着比传统保护装置更重要的位置。一个智能组件采集的电流、电压信息或者开关、刀闸信息可以同时给线路保护(主变保护)、母线保护 、测控装置所使用，一旦发生异常或故障，会影响到多个装置的正常运行，比如，母线电压互感器合并单元异常或故障时，必须按照母线电压互感器异常或故障处理。因此，加强二次设备巡视，特别是智能组件以及GOOSE通道、SV通道的巡视尤为重要。

2.2 保护压板发生改变

传统保护屏上的保护“硬压板”被后台监控系统界面上的“软压板”所取代，全站只保留了装置的一块检修硬压板及智能终端的跳合闸硬压板。传统投退压板时，运行人员需要在保护屏上进行操作，现在只需在后台监控系统上用鼠标完成全部操作。特别是智能终端的跳合闸硬压板，除了装置异常处理、事故检查等情况外，禁止通过投退跳合闸来投退保护。

2.3 交换机的重要程度不断提高

传统变电站的继电保护装置功能的实现均采用“点对点”的方式，各保护装置之间、保护装置与操作箱之间均是通过二次电缆连接，是一一对应的。而二次设备的网络化，虽然大大减少传统的二次电缆，但是对于网络交换机的依赖性也同步增加，特别是对于一些网采网跳的装置，一旦交换机发生异常或故障，会直接导致装置失去作用。

2.4 智能终端柜的环境控制

随着智能组件的就地化，智能终端柜内的环境控制变得十分重要。每个装置均在运行过程中散发热量，再加上柜外太阳光的照射，因此柜内的温湿度决定了设备能否正常运行，其可靠性直接影响着变电站安全稳定运行。就目前使用的传统柜体而言，散热效果较差，对智能组件的稳定运行造成威胁。因此，需要运行人员加强对智能终端柜热交换机的巡视。

3 结语

智能电网是当今世界电力乃至能源产业发展变革的最新动向，代表着未来发展的方向和社会的进步，智能化变电站作为智能电网的基础和重要节点，我们必须熟练掌握智能化变电站运维的关键技术，总结实际运行经验，提高运维水平，确保智能电网变电站的安全稳定运行。