变电站智能化改造及运维研究

沈永红 冯伟 冯梅

摘要：随着电网的进步，智能化变电站正在逐渐取代传统变电站，智能变电站的基本功能包括信息数字化、通信平台网络化，能够自动进行信息的收集、测量、控制及保护，技术更加先进、可靠及环保。因此智能化变电站便是电网发展的主要趋势，也是运维工作人日常工作的主要内容。基于此，本文主要分析了变电站智能化改造及运维。

关键词：变电站智能化改造及运维

中图分类号：TM63 文献标识码：A

引言

加强智能化电网的建设是现阶段智能化变电站的首要工作目标，也会是国家发展的基本方针。因此需不断加大智能化变电站运行维护工作中的管理力度，对设备运行情况进行实时监控，并通过多种方式提高技术人员的专业水平和综合素质，进一步为智能化变电站运行维护工作营造良好的环境。

1智能变电站的定义

智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、检测、测量、控制和保护等基本功能。还具备支持远程控制、智能调节和在线决策分析等高级功能的变电站。智能化变电站通常可认为由三大智能系统构成，分别是实现保护、控制、测量和通信的综合自动化系统、实现一次设备各种运行数据实时在线监测的系统和实现变电站内运行辅助设施实时监测的智能辅助系统。本文着重论述智能变电站综合自动化系统与传统综合自动化系统在结构和设备上发生的变化。

2智能变电站的典型结构

智能变电站的典型结构一般包括三层两网结构，三层分为设备层、间隔层和站控层;两网主要指站控层网络和过程层网络。过程层包含有一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元（以下简称 MU）和智能终端（以下简称 ST）。站控层主要指通信系统、时钟系统和调度自动化等子系统，用于全站或一个以上一次设备的测量和控制，包含数据采集和监视（SCADA）、操作闭锁以及电能量采集、保护信息管理和同步相量采集等功能。间隔层一般包括测控装置、继电保护装置等设备，实现与各种智能传感器、远方输入/输出设备和控制器之间的通信[1]。

3变电站智能化改造

3.1 设备安装

（1）中、高压控制柜：采集电压、电流、功率、功率因数、电度等遥测信息，以及开关位置、手车位置、综合保护装置（如速断保护、过流保护、零序保护）等遥信量。

（2）变压器：监测变压器线圈温度和风机状态，实现对变压器温度非电量遥测量的采集;通过调节有载调压分接头挡位来调节电压，实现遥调功能。

（3）低压控制柜和馈线开关：通过数字仪表对低压控制柜的电力数据以及运行状态进行采集，并加装遥控单元，用于实现远程控制。

（4）电容补偿柜：实时监测有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数，实现电容器自动投切，增加阈值远程调控功能。

（5）交、直流屏：通过加装检测模块，实现交、直流数据的遥测量采集、电池出口电压和电池组保护信号（如：过压、欠压等）采集。

（6）计量表：采集各计量装置的电量数据。

（7）其他重点位置（视不同区域的变电站而定）。

3.2 图像及模型

根据需要，利用摄像头拍摄的图像，编写识别算法，识别是否有异常损坏，检验进站人员安全用品的穿戴情况，并向监控平台上传告警信号，同时对现场设备情况进行视频备份，便于问题处理时的追溯。为进一步提高运维水平，可以利用 BIM 技术，对变电站进行3D 建模，将实际变电站进行 1：1 数字孪生模拟，实现变电站设备全寿命周期管理。通过数字模拟，结合变电站运维数据做出相应的状态反馈，提高运维的工作质量与工作效率。深入建模后，可以模拟人员进行设备巡视，运维人员无须到达现场，仅从数字孪生图中即可查看各项运行数据，提升变电站安全性能和巡查效率[2]。

3.3传输显示

各项采集终端安装完成后，将数据通过安全的网络通道接入智能调控平台进行统一管理，实现变电站集控监测。当发生遥测值越限或者信号异常，平台出现告警信号推送，运维人员当即远程或者现场处理问题，保证设备正常使用。

4智能化变电站运行维护的相关要求

4.1提高基础设备的安装技术以及安装质量

智能化变电站的运行效率要明显优于传统变电站，但由于其高度智能化、系统化以及数字化的特点，在安装时的技术要求也要高于传统设备。因此对于掌握智能化变电站安装技术的人员，企业需保证其具有极高的专业素养，以负责、认真的态度开展安装工作，确保安装流程的正确性，进而提高系统的安全性。

4.2智能一次设备巡视维护注意事项

首先，对合并单元的运行维护注意事项进行分析。合并单元的运行维护需要查看设备是否存在告警信息，主要体现在 GPS 核对时间不准确致使 GPS 发生失步和失稳的不良情况。主要因素为 GPS 核对时间过程发生中断、采样的光纤通道中断或者合并单元自身存在故障问题等。其次，对电子互感器的运行维护展开分析。电子互感器的最主要作用便是对电网系统范围之内的电流和电压进行有效测量，同时电子官气属于光、机、电三者结合的产品，其主要组成部分包括电子传感器、采集器以及专门的屏蔽线等。查看电子互感器外观是否完好，接线是否稳定以及线路间是否存在断路等不良情况等，通过上诉措施判断电子互感器是否处于正常运行状态下。最后，对交换机及智能终端的维护展开分析。对交换机维护来说，如果发生故障应该及时分析原因，并且可以重启尝试，如果重启没有任何效果，可以安排专门的检修人员进行全面检修[3]。

4.3智能二次设备巡视维护要点

第一，不能够单独使用压板，否则会致使 G00SE 报文无法准确地接受和传送，进而不能够进行网络连接。第二，在对保护装置进行调试的过程中，应将装置和智能终端涉笔的检修压板一同应用，确保二者在相同的时间在同一试验状态中。第三，如果三个装置同时发生问题，一次智能使用一个装置的检修压板，任何一个设备都不能在不进行保护的状态下运行[4]。其次，通讯控制器的保护。对通讯控制器进行维护，智能化变电站通讯正常是确保设备正常运转的前提，因此，维护的重心在于设备运行情况是否正常，主机或者单机的值班等是否良好。调度过程中需要进行全面检查，确保每一层序开启以及退出都能够通过后台稳步操纵。

4.4 提高技术人员的专业水平

智能化变电站的运行具有高度的自动化水平，实行全天不間断的自动监控，这在无形中提高了系统维护的难度。一旦技术人员没有及时补救上述问题，就会产生不可挽回的损失。为改善这一问题，在实际工作时，可以通过多种方式提升技术人员的问题应对能力，例如召开专题讲座，定期组织知识竞赛等。

结束语

智能变电站是极具发展前景的一项综合技术，是未来变电站建设的趋势。从当前技术现状看，尽管智能变电站技术还存在一些不足，但选用的风险远小于当年油田选用综合自动化变电站的风险。应本着积极准备，循序渐进的方式，择机建设一座智能变电站，不断积累运行经验，为打造永恒电力，助力百年油田提供强大的技术支撑。

参考文献

[1]徐敏.变电运维技术中的智能化技术[J].电子技术与软件工程 ，2020（11）：238-239.

[2] 邹志荣， 臧正晓， 吴晖， 张创奥， 南叶健，林周良.关于智能化变电站监控与运维的研究 [J]. 科技风 ，2019（27）：173.

[3]金坤.人工智能技术在电力监控系统的应用[J].集成电路应用 ，2020，37（02）：84-85.

[4] 江文俊，周琳.智能变电站运维常见问题及解决思路[J].决策探索 （ 中 ），2020（08）：44.

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