智能变电站二次系统的运行维护分析

王 兵，王成智

（国网湖北省电力有限公司，湖北 武汉430077）

0 引言

作为智能电网的关键组成部分，智能变电站因其低碳环保性和良好交互性得到了大力推广［1-5］。国内研究者围绕智能变电站的二次设备缺陷［6-8］、可靠性［9-12］、风险评估［13-14］、模块设计［15-17］、安全措施［18-29］等方面开展了大量卓有成效的研究。经过近十年的发展和应用，智能变电站的应用技术已趋于成熟。与常规变电站相比，智能变电站二次回路由电缆连接变成了光纤的连接，二次电缆回路变成“虚回路”，智能变电站的设计、调试及运维方式等均发生了较大变化。当前智能变电站的运行维护中仍存在着一些问题，其中新型设备如合并单元、智能终端、网络交换机及二次自动装置等的运行维护，与传统设备存在很大差别，给运维工作的开展带来了一定的技术难度。

本文针对以上智能变电站新型设备运行维护工作开展分析，并提出针对性措施和建议，为提升智能变电站运维工作水平发挥促进作用。

1 新型设备运行维护

1.1 合并单元运行维护

合并单元（简称MU）是对一次互感器传输过来的电气量合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定格式转发给间隔层设备使用的装置。导致合并单元故障的原因主要有四种：GPS对时不准、GPS对时中断、采样光纤通道中断、自身故障。

在合并单元装置发生上述故障时，均会显示告警信息，严重时会导致继电保护的误动作。因此，对合并单元运行状态要实时监控，及时发现并处置故障及缺陷。

1.2 网络交换机运行维护

交换机主要用于传输变电站自动化系统信息，因此交换机运行的稳定性和信息传输的准确性尤为重要。当交换机出现故障时，必须马上查明原因。一般故障可通过重启交换机解决，若交换机重启后故障仍然存在，则必须对交换机实施全面检查和维护。

1.3 智能终端运行维护

智能终端是智能设备和传统断路器连接的纽带，是测控装置遥控命令的执行机构，负责采集和上传测控装置所需的各种遥信信息，执行遥控指令。双套配置的智能终端异常时可重启一次，如无法恢复则应由检修部门检查和处理。

2 主要运行风险

2.1 二次设备质量参差不齐

智能二次设备是实现全站信息数字化的基础，其质量直接影响电网安全稳定运行。目前，部分厂家的合并单元、智能终端、交换机、电子式互感器、保护装置、时间同步装置等设备存在硬件故障率高、软件缺陷多等质量问题（见图1及图2），多次造成保护不正确动作，影响电网安全稳定运行。

图1 因合并单元交流采样插件虚焊，引起主变B套差动保护误动作Fig.1 Incorrect operation of B set differential protection of main transformer caused by faulty welding of AC sampling plug-in of merging unit

图2 合并单元硬件自检错误导致采样中断Fig.2 Sampling interruption caused by hardware self check error of merging unit

2.2 配置文件管控困难

智能变电站配置文件（SCD文件）包含全站智能电子设备的实例配置、通信参数及虚端子连线等，信息高度耦合，相当于全站二次图纸［30-31］。目前SCD 文件管控存在以下问题：

1）管控措施不完善，管控职责不清晰，管控方式不统一，容易出现文件丢失、损坏、新旧版本难以区分等问题。

2）SCD 文件局部修改须进行大范围试验验证。但是目前SCD配置文件主要由二次设备厂家配置和维护，受厂家人员业务水平影响，SCD 文件的修改、装载随意性大，缺乏有效管控，导致SCD文件与装置配置文件不一致，且无有效校核智能站SCD 配置文件的软件工具，配置文件需人工校核，工作量极大，校核难以落实。

图3 为湖北110 kV 南湖变电站湖01 开关DTI-806/S合并单元智终端装置厂家擅自删除SCD文件“远传合闸”虚端子，导致与备份SCD文件不一致。

2.3 户外二次设备运行环境恶劣，故障率高

智能站二次设备有户外智能控制柜、预制舱和室内三种运行环境，实际运行中均存在不同程度的设备运行环境问题。

1）恶劣天气对户外智能电子设备影响大。合并单元、智能终端及部分保护装置就地布置于智能控制柜内（图4），极寒、极热天气时，柜内环境温度超过设备耐受范围，雨季易进水受潮，风沙地区易出现柜内积灰，引起设备故障、绝缘降低、寿命缩短。

2）部分屏柜空间狭小、无风扇，屏柜选型不满足散热要求。

3）温湿度控制设备监视缺失。部分智能控制柜热交换器的告警接点未接入监控系统。若发生故障，设备将无法自动告警，给柜内设备埋下隐患。

2.4 操作人员业务素质不足

图3 SCD文件管控错误实例Fig.3 Example of SCD file control error

图4 户外智能电子设备运行环境Fig.4 Operation environment of outdoor intelligent electronic equipment

目前智能变电站对软压板的操作通常是后台执行操作，现场实施核对，以确保软压板已操作到位。但是目前针对后台机上保护功能压板、出口压板、装置压板的投退状态无法进行有效检查，漏投、误投软压板的现象依然存在，且无法在第一时间发现。

由于业务素质不足，运维人员对智能变电站压板的投退仍停留在常规综合自动化站层面，对装置检修硬压板含义理解不透彻。间隔停电后，相应装置的检修硬压板投退不对应，往往引起装置告警，如检修试验前未发现此类问题，极易引起保护装置误动。

2.5 其他风险

光缆是变电站智能设备联络的重要媒介，在变电站电缆沟中大量使用。在运维管理中由于外力破坏、保护不当、白蚁腐蚀等原因，出现光缆断裂、传输不畅等现象，导致智能设备之间通信中断，严重时危及设备安全运行。实际运行中，因光缆防护措施缺失和防小动物措施不力，老鼠啃咬光缆造成装置告警时有发生，导致设备被迫停运。检修人员对光缆尾纤的不正确拔插和防护不到位，也会造成数据传输异常，引起保护异常。

3 应对措施和建议

跟过去的综合自动化变电站相比，智能变电站二次设备有较大差异，其管理方法也应有所不同。为确保智能变电站能够持续、稳定、安全运行，针对上述风险并结合具体工作实践，建议加强以下几个方面的工作。

1）严格设备质量管控。在设备各阶段采取相应措施实施质量管控；在物资采购阶段，严格管控进网设备质量，采用检测合格产品；在试验调试阶段，完善试验方法，消除设备缺陷，零缺陷移交；在基建验收阶段，严格执行验收标准，重点核查设备是否符合入网检测标准；在设备运行阶段，开展设备巡视和隐患排查工作，及时发现设备隐患。

2）规范SCD文件管理。划清各专业职责界面，规范现场装载管理，加快建设SCD文件管控系统，实现全部变电站SCD 文件在线管理。定期组织开展智能站SCD文件专项核对工作，确保在运SCD文件正确无误。研发SCD 文件修改前后自动对比工具，实现SCD 下装前与上一版本自动对比并展示差异内容。

3）落实户外二次设备运行环境治理。开展专题研究，对不同环境控制系统的温湿度控制效果进行数据比对分析，比较优缺点，制定户外二次设备温湿度综合控制和改造策略。全面监控温湿度控制系统运行状态，及时发现和处置设备故障缺陷。深化环境控制系统熟练运用和维护，确保运行环境满足二次设备运行要求。

4）加强智能变电站知识的培训和宣贯。加强智能变电站调试、试验和运行维护的培训，不断深化智能站的理念宣贯，努力提升运维和检修人员的业务素质。加大智能变电站光缆伤害综合防治，确保智能设备联络正常可靠。

4 结语

随着科学技术的日益进步，我国变电技术取得了较快的进步，智能变电站运行维护管理水平也有了较大的提高，但还存在许多不足之处，需要加大智能变电站的研究力度，制定切实可行的措施，科学应用新技术、新方法，全面做好智能变电站运行维护工作，确保智能变电站安全稳定运行。