摘要：智能电网是未来电网发展的必然方向，而中国已经进入了一个智能电网全面建设的时期。但作为智能变电站的关键操作和维护技术，国内和世界仍处于探索阶段，研究智能变电站的运行维护技术变得十分重要和迫切。本文从智能化变电站技术简介、智能变电站技术缺陷以及智能变电站运行维护等几个方面进行了分析研究，可以看出智能化变电站技术发展仍然不成熟，实践经验扔有所欠缺,智能化变电站的运行维护技术的更进一步研究迫在眉睫。
关键词：智能化；变电站；运行；维护
1 引言
随着科学技术的发展，智能电网已经成为网络领域发展的重要方向，它克服了许多缺点，如：可操作性差、可共享性差、电缆问题、互感饱和以及铁磁偏振等问题，在技术方面呈现出巨大优势。然而，由于智能技术变电站像断路器等设备的研究仍然处于初级阶段。不成熟的技术发展加之数字电子设备其技术特点的原因，导致了大量的运行维护的新问题和相关的技术方面的缺陷，只有成功认识这些问题，并能抑制或成功处理它，才能保证智能化变电站的正常运行与维护，保证电力供应安全。
2 智能化变电站技术简介
智能变电站在系统分层、智能操作和数字采集等方面有明显的技术优势，高于许多传统的数字采集技术。与常规变电站相比，智能变电站的过程层由传统的电压互感器、电流、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆相互连接，转变为智能化一次设备、电子式互感器、光纤连接、合并单元等内容。智能化变电站按照国家电网标准进行，以统一的方式收集不同的数字信息从而建立模型。将相关数字转换为相对独立的部分，经过单独处理后到指定的智能变电站系统，使每个部门能够在整个变电站系统中共享信息。实现变电站的信息技术共享，使不同厂家的电子设备和机器实现互操作，为智能操作、开发和使用新型电子变压器提供便利。它补偿了谐振、铁磁过载、开路、饱和等诸多缺陷。在一定程度上，智能变电站代替传统的变压器，值得广泛普及使用。下图1为其基本结构简图。
图1：智能变电站基本结构简图
3 技术缺陷
3.1 快速保护问题
与传统变压器相比，电子互感器由于其数据传输需要使用变压器保护控制或开关，并且还需要经过合并单元。中间环节的数量增加，减慢了传输速度造成传输延时。此外，智能终端还需要保护跳闸口，这也给快速防护造成了影响。从电子互感器到合并保护装置单元称为采样环节，从保护装置到智能终端再到断路器机构的过程称为跳闸过程。智能终端、合并部分和光纤传输的保护动作相对传统变电站来说延时较长，据厂家介绍，智能变电站相对传统变电站来说慢了5至7毫秒。
3.2 可靠性问题
智能变电站使用的有源电子变压器具有长时间供电功能，有源模块和有源元件等器件在一定程度上影响了操作的可靠性。另外，由于受高压电磁场的影响，在高压传输网络中使用的电子互感器的运行性能也受到一定影响，应对其采取相应的保护措施。外界温度条件响影了光变互感器的性能工作的稳定性; 此外，由于感器内光纤与玻璃的连接部分是易发区，对智能变电站的稳定性造成了不利影响。
3.3 安装保护问题
在安装保护装置的设备可以控制电缆的使用，以更好地体现智能，目前，室外安装智能控制柜是一个更有效的办法。然而，智能控制柜对环境的要求更为苛刻，其中湿度不高于90%，温度保持在25℃~ 70℃之内，设备的成本大幅度提高，以至于会出现如空调等主辅助设备的成本远高于主设备的现象，除此之外，还面临操作设备维护和维修等诸多问题。
3.4 安全性问题
智能变电站系统使信息共享和实时传输得以实现，加强了变电站的运行监控与管理，同时也隐藏了许多安全隐患。传统变电站一般采用点对点信息传输方式，实现局部范围内的信息交互，不容易受到攻击，安全性较高。但智能变电站有机结合子部门和子系统，形成共享网络，通过对等方式实现信息传输。在这种情况下，任何IED攻击都可能传播到整个系统，这给变电站系统带来严重的安全挑战。
4 运行维护
4.1 建设完善的设计、检修、施工、运行等标准体系
智能化变电站应使生产厂家和设计人员形成密切关系，加强彼此协调，才能将实际应用和智能化理念充分结合起来，并且还要不停改善设计规范。
4.1.1建设专业的技术队伍
由于智能变电站技术有其自身独特的优势，IED的操作与自动化、通信与继电保护等方面高度集成使相关人员需要综合掌握自动化和通信等方面的知识，从而成功地完成故障识别、联动和保护检查等工作。当开关、合并单元、智能终端和保护装置发生故障时，操作人员应利用专业知识判断故障、分析并预测故障可能带来的影响，从而及时解决故障。智能变电站的维护工作所要求的是具有高技能和概念的维护人员，如果仅仅依靠厂家的服务，将给变电站的维护工作带来较大的阻碍。
4.1.2加强压板、整定管理
保护压板投、退一般原则是当开关在关闭位置,需要高阻抗伏特计测量之前保护压板两端的能力, 当出口压板两端都有电位, 且压板下端为正电位、上端为负电位, 此时若将压板投入, 将造成开关跳闸。如果在出口压力板的两端没有电势，检查相关开关是否开启或关闭。只有在出口压力板相同的情况下，压力板才可放入压力板。除了直接连接到二次回路的保护硬件之外，还有保护机，它可以用来监控后台的机器，安排后台机器，并返回保护。软夹和硬连接件的关系，确定保护功能，只有两个输入和控制值作为输入，保护工作，要么退出，保护功能将退出。在输入状态下设置了保护软件，操作人员只能操作硬件。正常操作下的所有保护功能都由固定值确定，所有出口压力板都投入使用。其他保护装置在这组保护装置中不能起作用时，退出保护的保护装置。
智能化变电站用数字软压板代替了过去的硬压板和功能投入，禁止使用运行或摘掉检修状态的硬压板，比如，远程控制或操作软压板、修改定值软压板、IED功能软压板等需要更严格的标准规范操作。
4.1.3管理交换机
继电保护需要深入到SCD文件、GOOSE交换机等参数。有关的SCD文件的更改须经专业许可证。录波子站、GOOSE交换机、IP地址、录波器、故障管理系统以及装置的MAC地址、子网掩码等的分配需要遵循按照变电站的远程规模，其管理需要根据设定的模式由专业部门进行的。端口图需要粘贴在交换机屏柜上，并标记端口。
4 . 2设备运行维护
设备运行维护需要做好平常的维护巡视工作，详细记录，推行设备巡视内容表格化记录内容如下表1，表2所示。
表1 巡视表单
表2 巡视内容
4.2.1一次设备运行维护
智能变电站设备的一次运行维护的原理和要点与传统的变电站基本一致，本文重点研究了电子互感器与GIS组合电器维修技术。
(1)电子互感器的运行维护
电子式互感器是一种高科技的设备信息技术，是对信息技术、计算机技术和传感器技术的综合运用，可用来测量电力输送设备的电压和电流等参数，主要结构有信息采集单元（传感器）、信息传输单元（专用屏蔽线）与信息处理单位（采集器）。电子互感变压器的日常运行维护涉及检查其外观是否受损；连接件是否松动或锈蚀、传输电缆断开等以及能否正常绝缘，并检查是否有放电痕迹。
(2)GIS复合电器的运行维护
GIS(gas insulated substation)复合电气设备结构紧凑，配置灵活，具有较高的可靠性和安全性，安装相对简单，适用于多个领域。GIS一般包括母线、各种组合开关、配件、避雷器、互感器、断路器和出线终端部分，检修周期一般较长。GIS复合电器的日常运行和维护是对其外观、配件等进行检查，如检查连接件是否正常；复合电器汇控箱密封是否正常；继电器、加热器等元件工作是否正常，并且要记录断路器动作，检查异常噪音和气味是否存在，电缆是否完好，接着检查所有仪表是否正常。最后还需要定期检查GIS复合电器。
4.2.2二次设备的运行与维护
智能化变电站的二次设备主要包含合并单元、保护及自动装置的运行维护。
(1)合并单元的运行维护
检查是否有报警信息是合并单位操作和维护的重点。一般来说，合并单元的警报信息主要内容是GPS不稳定性或失步，这可以在后台处理器的历史记录中找到。维护人员可以根据保护装置的锁定保护动作是否有效来判断合并单元能否正常运行。GPS对时间故障和光纤中断的处理上都可能导致合并单元出现故障。
(2)保护及自动装置的运行维护
智能变电站保护与自动装置的操作与维护主要包括检查操作是否正常、是否有报警信息、通信接口是否能够正常闪烁等基本内容。当保护装置被切到设定区域值时，必须先把GOOSE出口保护压板退出，完成开关操作后并且确定切换数值处理准确后，才能装上GOOSE出口保护压板。保护装置投入使用后，不能随便触摸面板键盘，拔取或插入设备或修改设备设置的操作。
5 结束语
目前智能化的发展在巨大的市场面前仍显不足。在智能终端的配置和变压器数字化方面还存在着一次、二次的适应问题。控制电缆中仍然存在智能终端，刀闸和断路器等装置不能完全实现远程维护，因此应进一步改善智能设备。智能网络和设备故障诊断仍然基本依靠人力来解决，所以需要熟练的专业知识的技术人员。此外，网络连接设备涉及范围广泛，需要使用设备轮停的方式手动查找故障，这样极易损坏设备。应该采用信息集成一体化平台定位故障，采用智能化方法分析故障，实现智能化开发运行维护。
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论文作者:韩建辉,芮君,张汉瑞
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/27
标签：变电站论文; 智能论文; 压板论文; 设备论文; 运行维护论文; 操作论文; 技术论文; 《电力设备管理》2017年第6期论文;