智能變電站運行維護系統的探究
隨著一次開關設備等逐漸向智能化單元方向發展，電子式電壓電流互感器技術日趨成熟，以下是小編搜集整理的一篇探究智能變電站運行維護系統的論文范文，歡迎閱讀參考。
【摘要】本文首先介紹智能變電站技術特點，針對某110kV智能變電站設備檢修、在線監測和實時分析診斷技術等方面提出了建議，以便能夠對智能變電站的發展和電網的穩定運行提供參考。
【關鍵詞】110kV;智能變電站;IEC61850;運行維護
1.智能變電站概念
智能變電站就是使變電站的所有信息采集、傳輸、處理、輸出過程由過去的模擬信息全部轉換為數字信息，并建立與之相適應的通信網絡和系統。實現智能變電站的基本要求是設備之間的通信是以數字方式傳遞及共享信息。隨著一次開關設備等逐漸向智能化單元方向發展，電子式電壓電流互感器技術日趨成熟，網絡技術在自動化系統中廣泛應用，變電站通信網絡和系統協議IEC61850標準正式頒布，智能變電站的應用推廣已經具備了相應的條件。
2.智能變電站簡介
智能變電站是指按照IEC61850標準分站控層、間隔層、過程層構建，采用IEC61850數據建模和通信服務協議，過程層采用電子式互感器等具有數字化接口的智能一次設備，以網絡通信平臺為基礎，實現了變電站監測信號、控制命令、保護跳閘命令的數字化采集、傳輸、處理和數據共享，可實現網絡化二次功能、程序化操作、智能化功能等的變電站。
智能變電站系統與傳統的變電站相比具有以下顯著特征：
1)二次設備網絡化：取消控制電纜，二次設備間用通信網絡交換采樣數據、運行狀態和控制命令等信息。
2)一次設備智能化：采用數字輸出的電子式互感器、智能開關(或傳統開關配智能終端)等智能一次設備，設備信息采用光纖傳輸，實現對其的智能化控制。
3)運行管理自動化：包括自動故障分析系統、設備健康狀態監測系統和程序化控制系統等自動化系統，提升運行管理自動化水平，減少運行維護的難度和工作量。
某110kV智能變電站改造工程采用完全采用了該種智能變電站結構模式，保護測控裝置采用集中式來實現，按照變電站結構來配置保護測控裝置，采用雙套集中式保護測控裝置。
110kV線路兩條，采用單母線，采用110kV線路雙集中式保護測控裝置;35kV雙母線分段，一段母線采用雙套集中式保護測控裝置;10kV雙母線分段，一段母線采用雙套集中式保護測控裝置;主變兩臺，一臺主變采用雙套集中式保護裝置。10kV側完全采用電子式互感器，35kV側、110kV側采用原來傳統電壓電流互感器，通過電壓電流轉換裝置轉換;GPS對時系統采用IEEE1588對時方式，冗余配置，一臺采用北斗接收信號裝置，一臺采用GPS接收信號裝置，兩臺之間實現冗余切換;過程層采用IEC61850-9-2數據傳輸協議和GOOSE網絡報文;站控層站控層與間隔層保護測控等設備采用IEC61850-8-1通信協議。全站采用的是三網合一的方式，也及GOOSE網、SMV網、對時網三網合一的組網方式。
3.運行維護分析
3.1修試工作
智能變電站具有操作智能化特點，主要體現在設備操作智能化，新型高壓斷路器二次系統是采用微機、電力電子技術和新型傳感器構造，其主要特點包括：
1)執行單元采用微機控制及電力電子技術代替常規機械結構的輔助開關和輔助繼電器，按電壓波形控制跳、合閘角度，精確控制跳、合閘的時間，減小暫態過電壓幅值。
2)斷路器內部的微機可直接處理設備信息并獨立執行本地功能，而不依賴于變電站級的'控制系統。
3)非常規傳感器采用微機技術，可獨立采集運行數據并早期檢測設備缺陷和故障。
4)具有自檢功能，可監視斷路器設備的一次和二次系統，發現缺陷時能及時報警，并為狀態檢修提供參考。斷路器系統的智能性由微機控制的二次系統、IED和相應的智能軟件來實現，保護和控制命令可以通過光纖網絡到達非常規變電站的二次回路系統，從而實現與斷路器操作機構的數字化接口。
因此將來智能開關的修試工作如交流耐壓試驗、絕緣電阻的測量等必須考慮到這些精密二次設備的存在，稍有不慎很可能造成設備損壞。而且評價開關的好壞不僅由傳統的絕緣試驗和機械試驗參數決定，還要考慮其中二次設備的控制、監視、數據傳輸速率和正確性等指標。
智能變電站中的數字化一次設備，目前能夠形成產品的主要電子式互感器，主要包括高壓部分的采集器單元、傳輸數據(包括提供電源)的光纖以及低壓部分的合并單元等3個部分。電子式互感器產品有羅氏原理電子式互感器和純光學電子式互感器，其工作原理與傳統互感器有很大的差別，所以試驗的項目和方法已經完全不同。修試工作如繞組直流電阻測量、極性檢查、校核勵磁特性曲線、誤差試驗等試驗的方法和實驗設備都完全不同，而且有些試驗項目已經不存在，另外還要再添加一些實驗項目。
3.2繼保校驗
傳統繼電保護測試技術難以適應于智能變電站繼電保護裝置測試，智能變電站是由智能化一次設備和網絡化二次設備分層構建、建立在IEC-61850通信規范基礎之上、能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。一次設備采集信息后，就地轉換為數字量，通過光纜上傳測控保護裝置，然后傳至后臺監控系統，監控系統和保護裝置對一次設備的控制也是通過光纜傳輸數字信號實現其功能。傳統繼電保護裝置的保護功能測試，模擬量輸入、開關量輸入輸出均是通過物理接線連接的。測試人員利用繼電保護測試儀輸出電流電壓等模擬信號到繼電保護裝置的模擬量輸入回路，同時也可以輸出開關量到保護裝置的開關量輸入回路，保護經過故障計算后滿足動作判據輸出跳閘命令，驅動出口繼電器，使繼電器的觸點閉合，測試儀的開關量輸入模塊可以監視保護裝置的動作觸點，這樣構成測試系統，測試人員可以很方便地考核保護邏輯的正確性及繼電保護的性能指標等是否合格。
隨著IEC61850標準的提出及電子式電壓互感器(EVT)、電子式電流互感器(ECT)技術的發展，EVT和ECT可直接輸出數字量信號，變電站中的開關量信號也直接變為數字化開關量信號。保護裝置通過網絡采集電子互感器的數字量信號，還可采集智能操作單元的數字化開關量信號，并能對智能操作單元實現數字控制。智能變電站繼電保護裝置的特點決定了傳統的輸出電壓、電流等模擬信號量的繼電保護測試裝置無法完成對采集數字信號量的數字化保護裝置的測試工作，需要采用數字化測試裝置完成智能變電站繼電保護裝置的檢測工作。
3.3運行監視和故障分析
開關設備和二次設備之間有開關位置信號、開關控制信號等信息需要傳輸，在傳統變電站中，這些信息均是以模擬方式通過控制電纜進行傳輸，所以形成了變電站內電纜溝、電纜層中龐大的二次電纜群。這些電纜中的故障很可能造成站內五遙出錯，更嚴重的可能引起保護誤動或者拒動，但是在智能變電站中，由于所有的這些二次電纜將被光纖以太網代替，即過程層與間隔層之間、間隔層與變電站層之間都是通過光纖以太網相連接，網絡可以很方便地以問答的方式進行自我檢測，及時發現故障，同時雙環網的應用將極大地增強其可靠性。
在目前的220～500kV站中一般裝設專門的故障錄波儀，但由于其要錄多個回路的電壓電流量，所以二次接線相當復雜。智能變電站中各裝置交換的信息都按照統一的協議通過光纖以太網傳輸，通過網絡接口就可以非常方便的在網絡上設置具有故障錄波功能的設備，不僅可以記錄電壓電流量還可以記錄各種控制信息，也可以直接將其集成在綜合自動化系統后臺中。
另外，新型傳感器和微機相配合，獨立采集運行數據，可早期檢測設備缺陷和故障。連續自我檢測和監視開關設備的一次和二次系統，在缺陷變為故障之前發出報警信號，為狀態檢修提供參考，這就要求運行人員能夠辨別所有的報警信號，對后臺的信息處理也會變得復雜。而且對智能變電站的各項試驗還沒有一個相對應的標準規范，對試驗結果沒有相應的判斷依據，還需要積累經驗，增加了故障分析處理的難度。
4.結束語
綜上所述，智能變電站的運行維護與常規變電站的存在很大不同，作為運行單位必須加強新知識的培訓，加快對新設備、新技術的消化和吸收。才能適應智能電網的發展。
參考文獻
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