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摘要:当今时代人们周围的一切都在智能化,智能家电早已经进入普通家庭,技术之成熟已经可以使一台普通的家用电饭煲能听、会说、可编程,任何人都无法否认,智能化的时代正在到来,而这一切智能化的基础-“电”,其传输方式与特斯拉发明它时并未发生本质上的变化,变电站作为电力传输结构的重要组成部分,其原理和运行方式多为人工监督操作运行。而使其智能化为将成为电力生产从人工操作走向自动化发展的重要一步,中国智能变电站的建设已经开始布局,目前中国已建成和正在建设的智能变电站已经接近百座。建设和运营期间节约了相当数量的人力资源,也为国家电力运营降低了可观的成本,但同时也暴露出了部分问题。由于可借鉴的经验几乎为零,智能化变电站的运行维护存在着运行稳定性有待提高、保密安全性不足等问题,仍有待解决。
关键词:智能化变电站;稳定性;保密性;安全性;运行与维护技术
引言
比较以往的电网运营,智能化变电站在远程操控性、管理成本和数字化信息共享等方面都有着指数级的优势。电网的自动化将代替大量的人工作业,用终端取代操作人员进行判断和指令发布,极大地提高电力运行效率。可以为电力项目节约大量维护资金和人工成本。可由于智能化变电站的建设和使用仍属于摸索阶段,国内外无可借鉴之经验,,其运行和维护还远远无法达到人工操作所能应对的复杂情况。如何解决这一课题将是变电站智能化是否能够全面普及的关键。
一、智能化变电站的稳定运行与保密安全
(一)智能化变电站运行的稳定性
任何智能化设备的正常运行都需要长期处于待机状态的有源电子互感器,也就是相当于智能设备的“眼睛”和“耳朵”由于该设备的有源模块及元器件等要在设备运行中时刻对设备本身进行监控和调整以及发出指令,是智能变电站电子元件中工作时间最长的组合部分,大部分原件除故障和报废外均会随设备使用运行直至关机,长时间的工作会在一定程度上影响其使用寿命进而影响其运行的可靠性[1]。另外,所有高压输电网络中电子互感器都会长期受到电磁场的影响,电子互感器的稳定性也必然会因受到高压磁场的影响而降级,部分元件需采取特殊的防磁消磁保护措施方可正常工作。而温度、潮湿、光线、腐蚀等因素都会影响智能变电站运行稳定。此外互感器内光纤与玻璃的连接部分也是变电站故障维修最频繁的部位,对其及时的监控和维护是智能化变电站无法与人工操作相比较的短板。
(二)智能化变电站运行的保密性与安全性
变电站数字化系统实现了管理信息的远程传输,对电网的监测和状态掌握也更加及时和快速,可管理变得便利的同时也存在着保密性和安全性的缺失。老式的变电站一般采用人与人的信息传递方式,是在管理人员的监控范围内实现信息的交换与变更,不易受到外界的干扰和攻击,私密性和安全性都相对较高[2]。而智能化变电站是把指令信心化,用网络将所有电网控制器连接到一起,形成了一个或多个终端自动对指令进行识别和控制,信息传递通过对等模式实现,全局共享整个电网内的信息。在这种网络环境下,任何一个终端被入侵或遭到攻击都可能危及整个网络系统的安全稳定,给变电站甚至整个电网系统带来严重的信息泄露和安全挑战。
二、智能化变电站的运行和维护技术
(一)一次设备运行维护
一次设备占智能变电站的设备总量的比重是比较大的。也是设备稳定性较差的类型,产生故障和发生的原因多种多样,极易因外界环境变化而出现问题,是对变电站运行的稳定性影响较大的因素。因此要提高变电站智能化运行的稳定性就必须要保证一次设备的故障率保持在较低的水平,在运行的过程中要求对出现的问题要能够及时的发现并找出解决的办法,形成模式。在智能化变电站投入使用过程中应该采取对一次性设备加装安全开关,故障警告、半功率运行报警等故障预警系统,争取在故障发生前得到提前预知的时间。
(二)GIS组合电器的运行维护
GIS组合电器在以往的使用中被证明具有较高的可靠性和安全性,设备的组装也比较简单,其主要由连接件、母线、各类开关、避雷器、断路器、出线终端和互感器等部件组成,因其简单的结构组成使其故障发生率相对较低,检修周期也比一般一次设备较长。运行成本低,维护的重点包括有检查其元件外观,连接件工作是否正常;组合电器汇控箱密封情况有无破损;继电器工作是否正常,加热器能否正常工作,加热温度是否在要求范围内,对断路器的动作次数做好登记记录;检查设备运行是否存在异响和非正常气味,传输电缆外观是否完好,连接是否牢固,按说明书标准检查设备仪表的测量值是否处于正常位置[3]。制定定期检查方案,对故障发生周期做出预判。
(三)二次设备运行维护
(1)合并单元故障产生原因及判断维护方法
合并单元的运行维护主要包括检查其报警信息记录。合并单元报警的主要原因通常是GPS系统运行失稳或失步,此类型的报警信息均可在后台处理器中的历史记录和简报内进行查找。具体的设备维护人员可以根据设备保护装置是否已经启动失效闭锁保护动作来基本判断合并单元的运行是否处于正常状态。GPS系统校时故障和外部传输光纤接触不良等都是可能引起合并单元运行失效的故障原因。维护人员可根据现场实际情况进行判断和维护。
(2)保护及自动装置的检查及故障判定
保护装置与自动装置的检查重点是检查设备运行状态、报警信息的内容、通讯光口闪烁频率是否符合设备说明等。保护装置运行中在切入定值区工作时,要首先将GOOSE出口保护压板提前退出,在保护装置完成切换动作后且确保切换数值核对准确无误,将退出的GOOSE出口保护压板重新装好[4]。保护装置在运行过程中无故障提示和报警,维护人员不得进行在面板键盘输入指令、热插拔设备和修改装置设置等操作,否则将对设备造成损坏,影响智能变电站运行安全。
三、结束语
国内外越来越多的智能化变电站陆续投入运营使用,运行维护方面发现的问题也越发突出。由于变电站数字化的技术发展才刚刚开始,运行过程中可以借鉴的经验也严重不足,目前一些智能化变电站已经暴露出的问题还没有确切的解决方法。为了使电网智能化数字化的道路能够走的长远,智能化变电站运行的安全性、保密性和可靠性就必须有保证,这就需要电网的科研和工作人员在已运营的智能变电站运行维护工作中积累实践经验,开发新的技术,改革现有设备。使智能化变电站在应对复杂环境的工作中拥有赶上人工操作甚至超过人工操作的能力,在稳定安全的前提下提高工作效率,为电网智能化、数字化发展提供有力保障。
参考文献:
[1]董军.智能化变电站运行维护技术研究探究[J].中国新技术新产品,No.355(21):24-25.
[2]王建.智能化变电站运行维护技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(13):19-20.
[3]熊立洲.智能变电站继电保护的运行和维护技术研究[J].科学与财富,2017(6):214-214.
[4]陈国华,陈纬楠.变电站自动化设备远程集中运维系统技术方案研究[J].电工技术,2017(9):121-122.