220 kV智能变电站运维解析

王兴桥

（国网湖南省电力有限公司湘西供电分公司，湖南吉首 416000）

随着信息技术及智能化技术的不断发展，智能变电站逐渐增多，变电站运维人员面对突如其来的新技术设备，工作中存在较多问题。本文从运维值班员角度出发，对220 kV智能变电站新技术设备进行运维方面解析，为变电站运维值班员提供参考，为保障变电站安全、稳定运行提供帮助。

1 220 kV智能变电站设备结构解析

智能变电站指基于常规与数字变电站，运用先进、环保、集成以及可靠的智能设备满足全站的信息数字化、信息共享标准化以及通信平台网络化需求。

智能变电站可以自动完成信息采集、保护、测量以及监测等功能，还可以按照需求对变电站电网实施智能调节、自动控制以及协调互动等基本功能。

220 kV智能变电站由一次智能化与二次网络化设备构成，通信运行遵循规范IEC61850标准。

一次智能化设备主要有电子式互感器、合并单元、智能终端及智能化开关等，二次网络化设备可以分为过程层、间隔层、站控层及过程层网络、站控间隔层网络，即智能站三层两网。常规变电站的一次和二次设备通过二次电缆连接，智能变电站主要是通过网络光纤点对点或二次网络通信的方式连接。

220 kV智能变电站设备结构如图1所示。

图1 220kV智能变电站设备结构

1.1 电子式互感器运维解析

电子式互感器与常规互感器工作原理不同，设备结构及参数也存在差异。电子式互感器与常规互感器相比，具有高低压完全隔离、磁饱和及铁磁谐振不存在、TA二次开路及TV短路危害小、二次输出为数字信号等优点，缺点是易受环境影响，电磁屏蔽要求高，小负荷运行时二次输出误差大等。针对以上分析，智能站运维时应重点关注互感器运行工况，如压力和油位正常、互感器外观无异常、末屏应接地（减少电磁辐射干扰）、控制柜内温度和湿度在规定范围、电源可靠等。

1.2 智能断路器运维解析

智能断路器由断路器与智能控制单元共同组成，实现人员操作、系统故障继电保护装置分闸、重合闸的智能操作及分、合闸相角控制，实现断路器选相合闸和同步分断。在智能站运维时应重点关注智能断路器安装地温度和湿度控制、断路器压力表值、各相位置及指示应正确、智能控制单元运行无异常、定值正确等。

1.3 合并单元、智能终端运维解析

智能站合并单元是将二次转换器的电流和电压数据随时进行时间相关组合的物理单元，将互感器所导出的不同类型的数据统一转化为规范的数字数据，通过光纤或借助交换机将采样所得数据进行交互使用。

智能变电站中，通过智能终端实现一次设备与二次设备的关联，实现对断路器、刀闸的操控及一次设备开入信号的收集与处理。光纤替代电缆，信号干扰与影响相比采用电缆时小。

智能站合并单元、智能终端运维时应重点检查外观正常、无异常发热，检查各间隔电压切换运行方式指示与实际一致。授时正确，电源可靠，安装地温度、湿度控制处于正常状态。装置运行因保持无异常、且压板投退正确。此外，还应维持各种指示灯正常，不出现告警情况。

1.4 交换机运维解析

作用于站控层网的传统变电站交换机，仅对站控层功能造成影响，并不会影响保护功能。交换机是智能变电站关键设备，具有重要的作用。具体运行过程中，站控层依靠网络，且其保护功能也需要网络，如断路器失灵保护、连闭锁功能以及备自投功能等。

在此情况下，一旦交换机发生异常与故障，会使智能变电站的保护功能失效。交换机运维应重点关注设备外观、温度、电源及运行指示灯指示是否正常，是否存在告警，网络通信是否正常，定期做好交换机光缆备用芯的检验维护，避免弯折光缆造成光缆折断，其弯曲半径应符合相关规程要求，定期开展屏柜清扫等。

1.5 数据通信网关机、综合应用服务器运维解析

数据通信网关机用以实现智能变电站与调度、生产等主站系统之间通信，主要服务于主站系统，为智能变电站的监视控制、远程浏览以及信息查询等功能实现提供环境条件。此外，智能变电站还可为通信提供数据、图形以及模型的传输服务。对于智能变电站的综合应用服务器，其运行能够通过状态监测、电源、计量、安防以及环境监测等设备实现信息通信。经统一展示与综合分析，可实现一次设备的辅助设备与在线监测的运行监测与管控目标。

智能站数据通信网关机、综合应用服务器运维时应重点关注设备外观、温度正常、电源及运行指示灯指示是否正常，有无告警以及网络通信是否正常等。

1.6 解析网络分析仪运维

作为能够实时在线监测全站间隔层与过渡层设备信息流的网络分析仪，主要控制的信息类型包括SMV、GOOSE和IEEE1588等。经研究发现，这些信息能够显示装置来源、发送过程、发送时间以及发送格式和内容。

2 操作变化运维解析

2.1 顺控操作

220 kV智能变电站的顺控操作又被称为程序化操作，即遥控操作过程，如设备从执行、控制、测量以及监控等操作，均通过程序完成全部程序执行。经过计算机才能对具体操作步骤进行计算，并在完成后进行下一步操作。此外，顺控操作还可作用于操作票编制的顺序控制。主要根据220 kV智能变电站的技术环境、接线方式与设备运行状态实现。变电站设备与接线方式发生变化，能够及时对操作票进行修改。顺序控制是能够实现图像监控系统实时控制的关键，操作完成后，智能变电站还能通过设备在线监测可视化与后台监控，核对控制可视化界面一次、二次设备操作是否正确。

2.2 保护压板操作方式变化

220 kV智能变电站的保护压板操作方式调整工作主要集中在保护装置的软压板。需要通过保护装置压板检修、远方控制以及合闸出口和合并单元的检修硬压板等，常规站保护投退通过硬压板投退实现，智能站通过软压板投退实现，装置硬压板只有在装置异常处理、事故检查等特殊情况下才能操作。智能站保护采用软压板简化电气连接回路，并为顺序控制操作奠定基础，运行人员应采用后台操作软压板，操作前、后均应在监控画面上核对软压板的实际状态。

智能站的“置检修”压板与常规站的压板含义存在较大差异，在常规变电站的运行中，“置检修”压板投入仅屏蔽该设备信息，预防故障、动作信息影响变电站的监控，不影响本保护装置功能。智能变电站“置检修”压板投入，不仅屏蔽该设备信息，且保护装置不会跳闸出口。处于正常运行状态的智能变电站，其智能组件不得投入“置检修”压板，也不得进行任何操作。

3 智能巡检机器人运维解析

智能巡检机器人通过全自主与遥控巡检模式完成运行维护控制，全自主模式包含两种方式，即例行与特巡。例行方式指系统能够按照预定的时间、周期、内容以及路线等参数信息，且以自主启动状态进行巡视。特巡方式指操作人员对巡视的内容、时间以及路线等信息进行选定，并以手动控制状态进行巡视。在此过程中，机器人也能够自主完成选定的巡视工作。

智能巡检机器人检测功能强大，机器人主要服务于变电站的生产管理、消防、综自等系统的联动。具体过程需要通过配备红外热成像仪、声音采集设备以及可见光摄像机等设施实现。机器人设备运行操作可将实时操作设备的图像信息显示出来，再与顺序控制配合，变电站能够根据图像自动识别断路器、接地开关以及隔离开关的作用状态。在消防系统方面，通过与其他元件的联动，使得系统能够在出现报警后及时找到告警部位。配备智能巡检机器人的智能变电站采取远程巡视为主、现场巡视为辅的巡视方式，并适当延长现场巡视周期。智能巡检机器人维护时，应重点关注维护、保养等相关工作，使其随时保持工作状态等。

4 同步时钟对时运维解析

智能站与常规站都采用北斗、GPS两个时钟源，智能站间隔层设备对时多采用电IRIG-B码对时，过程层设备对时多采用光IRIG-B码对时。常规站仅对站控层设备对时，对时方式多样，多采用电IRIG-B码对时。但智能站对时钟同步要求高，是实现变电站各项功能之间的同步关键，保证电子式互感器同步采样，保障保护功能的可靠性，如涉及多间隔合并单元（合智一体单元）的母线保护、变压器保护、线路纵联保护时钟出现故障，会影响保护装置不能正确动作。常规站对时只是对设备授时，为系统故障分析和处理提供准确的时间依据，对时系统故障不影响继电保护正确动作。

智能站运维时应重点关注主、从时钟运行情况、电源及各种指示灯情况、告警情况。天气变化影响时间信号接收时，应及时采取更换天线、加强监控等措施，定期开展时间同步精度检测等。

5 安全措施变化运维解析

由于二次设备网络化与二次安措隔离容易出现相应变化，应摒弃常规变电站通过断开PT回路、解除电缆接线以及短接CT回路等操作进行安措隔离。智能变电站的安措隔离目标实现，需要通过投入检修压板，退出出口硬压板以及装置软压板，提高变化运维的安全控制效果。

6 结语

综上所述，220 kV智能变电站设备维护要求、检测手段、检测指标、作业流程和方法与常规变电站不同，要求智能变电站运维值班员具备更高的专业技术。本文从运维角度对存在差异进行解析，帮助运维值班员掌握智能变电站的特点，提升运维技能。