电网变电运行设备自动化技术及维护探析

2020-03-03

技术与市场 2020年2期

(广西新电力投资集团有限责任公司德保县公司，广西德保 533700)

0 引言

随着我国经济逐渐从粗放型向集约型转型升级的过程中，人们在生产生活中更加注重经济效益和生态效应的平衡，核能、风能、水能、生物能源、石化能源等都会转化为电能来为人类社会服务。因此，电力设备也随着科学技术的发展而能够保障电力能源供应的稳定性和安全性。这其中变电站设备发展的智能化、自动化已经成为其未来发展的主要方向，在这方面我国已经走在世界前列，因为我国拥有世界上最庞大也是最复杂的电力供应系统。通过电网变电运行设备自动化的研究可以进一步优化电力能源供应，减少电力能源在运输中的浪费。

1 变电运行设备的自动化系统的功能特点

电网变电设备的自动化系统属于微机控制系统，其中的关键技术包含计算机技术、移动通信技术、模块化软件分析技术等部分，通过这几大技术来实现数字化集成管理，从而能够通过调度中心对电网整体的能源输送分配进行自动化调节[1]。系统主要包含三大特点。

1)综合化功能是自动化系统的特点。自动化的概念是实现对设备所有功能进行自主控制的过程。这种控制行为主要是通过人工智能和物联网对电力设备运行过程中的各项数据进行海量采集分析之后，然后将正确的指令通过通信技术回馈给工作人员，如果电力设备有潜在的安全隐患，则会提醒操作人员进行远程操控来修正，如果电力设备运行正常，则数据显示正常，通过网络技术将各个电力设备的各个单位连接为一个综合性的功能保护体系，然后再利用网络通信技术来实现信息数据的采集、核算、传输和反馈，这便是自动化技术运行的特点。

2)微机化结构是自动化系统的核心。微机是计算机硬件设备的微型化形成的指挥调度中心，微机化结构是电力设备自动化运行的“大脑”和“神经中枢”，通过微机集群形成的云数据储存和大数据智能运算，才能够实现电力能源从生产、储备、调用、分配的最优解，并能够针对电力设备中出现的故障通过指令控制及时止损，并调节电力运输网络，避免出现安全事故。庞大的电力设备运转中出现的海量数据可以通过云服务器储存下来，这样就保证了历史数据，做到了电力工作的精细化管理。

3)智能化运行是自动化系统的关键。智能化管理可以减少工人的工作强度，降低工作中出现的问题和故障率，这是自动化与人工操作的最主要区别。智能化主要体现有两点，一是可以根据工作要求需求进行自动指令调节，工作人员只需要通过操控中心输入工作需要参数便可；另外系统可以对电力设备整体进行全天候24 h的诊断，这种诊断方式就是不断采集设备运行数据分析是否在安全区间内，这样就可以方便工作人员定点检查维护设备。

2 变电运行设备的自动化技术主要功能

1)系统主体结构。电力设备自动化系统构建应该采用分层分布式结构，因为这种结构采用的是面向对象的设计方法，功能更有针对性、更聚焦，能够提升变电运行设备的稳定性和可靠性。在系统设计过程中，可以将电力设备中所有的功能设备，如保护单元、控制装置等[2]。分散安装在关键变电运行设备的附近，这样就有利于功能设备的控制对象通过网络连接，从而让分布式结构在网络通信的支撑下将所有功能模块互联互通在一起，这样就构建了信息采集、传输、分析、反馈的立体式数据信息传输系统，进而实现系统调度中心的集中管理和工作人员移动通信设备的及时了解。分层分布式结构最大的优势就是局部设备出现故障之后，并不影响整体系统的运行，不仅可以及时停止受损的模块避免持续运行带来更大的伤害，还能够让其他功能正常的模块继续参与工作。

2)系统主要功能组成。采集与监控软件主要工作是采集变电设备的各种型号数据，如温度、电压、功率等等。监控软件主要是对设备运行状态进行24 h的关注，一旦出现设备安全故障，可以通过烟雾报警、火警等预警系统来及时通知工作人员确定故障点进行抢修。

管理软件是管理人员通过数据信息分析，来对设备的运行状态进行调整的重要控制模块，最常见的就是中央控制操控大屏，这个大屏能够实现对电网所有功能的指令发送，包括故障修理和电力能源分配。管理软件建立在信息大数据计算的基础之上，也是互联网+电力事业建设的重要组成内容，可以说颠覆传统电力管理纯粹人工操作的局限。

通信软件是自动化系统中担负着信息传导的任务。变电设备所有的数据都需要通信软件来进行传输，工作人员的指令也需要通信软件进行传达。

3 变电运行设备的维护技术

变电站运行设备的维护直接关系到设备的运行状态，直接影响整个电力系统的安全与稳定。电力公司应该充分重视，从人力财力等方面保证能够持续为经济发展作出贡献。

1)一次设备维护。综合自动化变压器的运行状态需要工作人员现场检查硬件设备的状态来判断其性能，也可以通过后台监控数据来分析其损耗。智能化的变电设备一般都安装了大量的基于信息数据采集的检测设备，比如通过温度，压力等数值的检测，来确保其是否处于安全状态[3]。

2)二次设备维护。针对变电站自动化系统中的二次设备，基本上都是数值化装备设置，一次设备可以通过智能设备转换成数字信息升级为二次设备。再通过通信技术实现检测、控制和保护。

3)变电所运行设备检修技术要点。设备和线路的电源试验。验电是变电站运行设备维护中常用的技术手段，在设备维护中起着重要的作用。不仅可以防止如误进电气化区间等各种事故的发生，而且可以提高设备的运行可靠性。一般情况下，验电是在停电的前提下，在地线敷设前实施，对设备和线路进行测试，以确定设备和线路在这种状态下是否有电压。在实际运行中应注意以下情况：①维修设备的进出线不应同时进行试验，而应单独进行试验。②做好安全防护工作，避免试验过程中发生安全事故。③电气试验设备的性能保证良好，设备、线路处于停电状态。

4)跳闸故障的排除。在变电站设备运行过程中，跳闸故障发生的概率较大，也是影响变电站设备安全、稳定、可靠运行的主要问题之一。可以采取以下两种方法来进行解决：一是消除线路跳闸。线路跳闸故障时，应先检查保护动作是否正常，再检查ALPS和跳闸开关。检查的重点要放在开关位置指示器上，如保险接触是否良好、弹簧机构是否正常等，确认各检查项目正常后，即可进行强制传动。二是主变低压侧跳闸故障。可根据母线故障、开关误动、过跳等故障原因采取相应措施。为准确判断故障原因，应仔细检查二次设备，如直接熔断器是否断开，保护压板是否丢失等。