摘要：文章首先介绍智能化变电站的结构及其特点优势，分析智能变电站运行维护中存在的问题，最后详细探讨智能化变电站运行维护技术应用与实施要点。
关键词：智能变电站；运行；维护；电子互感器
引言
目前，我国国家电网公司和南方电网公司相继已批准建设一批智能化变电站。但尽管智能化变电站的建设均符合 DL/T 860 标准（DL/T 860 是对应 IEC61850 国际标准的中国行业标准），各地的智能化变电站在建设过程中的技术手段和智能化程度仍有所差异，然而在智能化变电站的运行与维护上形成统一的规程或是作业标准。因此为了使智能化变电站中的智能化电力设备的安全、经济、高效的运行，对智能化变电站的运行维护技术进行研究和探索是有必要的。
1 智能化变电站的结构及其特点优势
1.1 智能化变电站的结构
智能化变电站利用其先进的智能设备来实现变电站的数字化、信息共享以及通信平台的网络化。这些智能设备不仅能够实现对变电站内各种信息的测量和采集、控制和保护、监测和计量等常规功能，还能够通过对这些数据进行分析对变电站内的各种设备进行运行状态评估。智能化变电站的大规模建设使得对整个电网的实时自动控制、智能调节、协同互动、线上分析决策成为可能。
智能化变电站的结构一般能够划分为站控层、间隔层和过程层三个层次，如图 1 所示。
图 1 智能化变电站结构
其中，过程层主要包括智能化变电站内的一次设备及其附属装置。如隔离开关、断路器、变压器、电流/电压互感器等，以及这些一次设备相应的数据采集及监控装置。站控层是智能化变电站内的最高级别的管理层，主要包括了多个高级管理系统，如事件通信系统、对时系统等子系统、站域控制系统等。该层通过对智能化变电站的各种设备的数据进行监控和信息交互来完成数据采集、操作闭锁、电能量采集、同步向量采集、保护信息管理等各种功能。间隔层是位于过程层和站控层中间的二次设备，包括继电保护装置、监测功能组、故障录波器、安全稳定装置等。其主要实现过程层与站控层之间的联系。在单位间隔时间段内所采集到的数据能够作用于一次设备，实现相应的保护功能。
1.2 智能化变电站的特点
智能化变电站通过使用大量的智能化设备实现对电网的可观，可控，可测性的要求。与传统变电站相比，其主要具有以下几个特点：
（1）智能化变电站具有标 准的模型，智能化变电站的建设遵循 IEC61850。IEC61850 通过定义抽象通信服务接口技术、设备自我描述规范，以及面向对象的建模技术，对智能化变电站内的系统进行统一的定义，并采用标准的通信模型，实现整个变电站内的各种智能设备的交互性。
（2）智能变电站大量采用光纤通信方式，极 大地提高了数据带宽以及信号的抗干扰能力，满足了智能变电站内的各种智能设备进行数据通信要求。
（3）电气二次设备的检修通常是作为一个整体来进行的，因此具有一定的难度，普通变电站一般采用“定期检修”。而智能化变电站能够通过信息化手段实时获取变电站内所有设备的运行情况，实现设备的“状态检修”。
1.3 智能变电站的应用优势
智能化变电站是一种新型的系统处理方式，具有十分明显的优势，智能变电站的应用能够提高变电站的自动化程度，而且能够在一定程度上提高变电站运行的安全性、稳定性与可靠性。同时还能在一定程度上提高变电站的工作效率，促进相应技术的提高，最后推动变电站的进步与发展。
2 智能变电站运行维护中存在的问题
2.1 智能变电站运行存在安全性问题
智能变电站采用的通信模式是对等传输模式，这种通信模式与传统的点对点通信模式存在很大区别。对等传输模式对变电站运行的安全性要求更高，而且对等传输模式各个装置之间的隔离点都是采用软件进行隔离的，这就意味着任意一个隔离点内的装置出现问题都会影响到对等传输的正常工作，而且在系统实际的运行之中，缺乏对系统运行状态的监测管理，所以不能及时发现问题，从而出现维护不及时的情况，这对变电站的安全运行存在很大的威胁。
2.2 智能变电站运行的安装保护存在问题
变电站运行前都会在变电站的各个运行设备周围安装一定的保护设备，在智能电网环境下变电站运行设备的保护设备安装要求更高了，通常情况下都是采用的智能汇控柜，但是智能汇控柜的安装要求很高，对设备安装的环境要求十分严格，对设备安装周围环境的温度、湿度等都有一定的要求，这就导致了运行设备的保护设备安装困难，从而给变电站的运行维护带来一定的困难。
2.3 智能变电站运行存在可靠性问题
智能变电站中应用的是光学互感器，但是光学互感器非常容易受到外界的影响，一旦光学互感器受到外界的影响，变电站的运行设备在正常工作运行时会导致光纤和玻璃之间存在一定的问题，影响变电站运行的可靠性。另外，变电站中的源电子互感器运行过程十分复杂，源电子互感器需要变电站的一些元件和模块工作作用才能够发挥它的作用，但是在变电站中这些运行设备的运行状态都不是很稳定，这也影响着变电站运行的可靠性。
3 智能化变电站运行维护技术应用与实施要点
2.1 站内一次设备的运维要点
3.1.1 电子互感器
电子互感器集传感技术、信息技术、计算机技术于一体，是智能变电站中的关键设备，主要用于测量电流和电压，判断智能变电站是否存在电流或电压异常现象。在维护电子互感器时，先要检查互感器外观是否完好，各个连接部位是否存在松动，而后再检查电子互感器
的内部结构，查看是否存在异常现象。由于电子互感器的运行主要依靠信息处理、传输和换取三个单元相互配合实现的，所以在运行维护时有必要对这三个单元的工作情况进行检查。
3.1.2 GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）
目前，GIS 以其自身所具备的运行安全性和安装便捷性，成为了各大变电站普遍使用的开关设备组合电器。GIS组合电器的构造简单，主要包括母线、断路器、互感器和开关等。在对 GIS 组合电器进行运行维护时，要延长检修周期，制定详细的检修步骤，以确保 GIS 安全稳定运行。先检查 GIS 组合电器的外部连接是否紧固，之后再对其内部的汇控箱进行检查，最后检查 GIS 组合电器的各个部件是否完好。
3.1.3 设备控温
设备过热是引发变电站故障的重要因素，在一次设备过热的情况下，极容易引发短路造成供电中断。若变电站设备长期处于高温状态下运行，不仅会提高设备的淘汰率，缩短设备的使用寿命，增加变电站运营成本，更会降低电力系统服务质量，影响人们正常的生产生活。
在智能变电站设备的运行维护工作中，要避免对设备的频繁更换，防止出现设备配合不协调、耽误恢复供电时间等问题。在日常运行维护时，要实时监测设备的温度变化，摸清设备高温故障规律以及发生故障的概率，特别对于易出现高温的设备，要加大运行维护力度，采取必要的控温措施。
3.2 站内二次设备的运维要点
智能变电站的二次设备是运行维护的重点，具体包括：加强维护自动化设备的安全运行，检查警报系统是否工作正常，通讯光口是否连接紧固。在检查过程中，主要采取测试的方式判断自动化设备是否存在异常情况；加强维护二次设备的组合单元，利用检测手段收集
二次设备组合单元的警报信息。通过情况下，当 GIS 出现失步或失稳现象才会促发组合单元警报。运行维护人员要查询组合单元警报信息的历史记录，判断出现此类状况的原因。通过总结站内二次设备进行运行维护的工作实践可知，光纤终止和 GIS 故障是威胁组合单元安全运行的两大重要因素。在日常运行维护工作中，对站内二次设备维护的具体实施步骤如图 2 所示。
图 2：智能变电站二次设备运维的实施步骤
3.3 合并单元与交换机的运维要点
3.3.1 合并单元
从运行维护工作实践中来看，影响智能变电站合并单元安全运行的因素较多，如变电站设备安全问题、GPS 对时失准或中断、光纤通道中断等因素。所以，在合并单元运行维护时必须着重于检查上述内容，快速查明产生合并单元运行故障的原因。当合并单元发生故障时会立即生成报警信息，将其传输到显示设备上，便于运维人员及时发现和处理故障。为此，在合并单元运维中，运维人员要实时监测显示设备是否出现报警信号，若发现报警信号必须
立即采取处理措施，消除合并单元安全运行隐患。
3.3.2 交换机
在智能变电站中，交换机的主要用途为传输自动化系统信息，其运行稳定性关系到整个智能变电站的信息传输。所以，在建设智能变电站阶段必须优选交换机类型，充分考虑交换机在长期运行中的稳定性。同时，还要重视交换机的运行维护工作，一旦发现交换机故障，必须及时查找故障产生原因。一般情况下，交换机故障为自身系统内部程序故障，当故障发生时通过重启交换机便可消除原有故障。若重启之后故障仍然存在，则要对交换机进行系统检查，针对故障原因采取维修措施，在最短时间内恢复交换机的稳定运行。
4 结束语
综上所述，随着我国电力体制改革进程的不断加快，智能化变电站随之增多，为确保其安全、稳定、可靠运行，必须对站内设备的运行维护工作予以重视，采用合理可行的技术手段，对关键的设备进行维护，减少故障问题的发生，为智能化变电站的正常运行奠定基础。
参考文献：
[1] 王涛，郑薇，潘晨.电子互感器在智能变电站中的应用研究[J].华章，2011（28）：13-17.
[2] 陈晓捷.智能变电站合并单元布置方式探讨[J].电力与电工，2011（03）：61-63.
[3] 孙玥.电子式互感器合并单 元的研究[J].江苏 科技信息，2010（11）：33-36.
[4] 魏勇，宋小会，许伟国，等.智能变电站过程层网络采用技术实用性研究[J].电气技术，2011（10）：87-92.
[5] 贾岳恒，徐宗桂，庄林.无人值守变电所远程控制与管理[J].电子测试，2016（10）：140，107.
论文作者:刘海键
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/2
标签：变电站论文; 设备论文; 智能论文; 互感器论文; 站内论文; 运行维护论文; 组合论文; 《电力设备》2018年第11期论文;