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智能變電站運行維護系統的探究
隨著(zhù)一次開(kāi)關(guān)設備等逐漸向智能化單元方向發(fā)展，電子式電壓電流互感器技術(shù)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(shù)特點(diǎn)，針對某110kV智能變電站設備檢修、在線(xiàn)監測和實(shí)時(shí)分析診斷技術(shù)等方面提出了建議，以便能夠對智能變電站的發(fā)展和電網(wǎng)的穩定運行提供參考。
【關(guān)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(guò)程由過(guò)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(wǎng)絡(luò )和系統。實(shí)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(zhù)一次開(kāi)關(guān)設備等逐漸向智能化單元方向發(fā)展，電子式電壓電流互感器技術(shù)日趨成熟，網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在自動(dòng)化系統中廣泛應用，變電站通信網(wǎng)絡(luò )和系統協(xié)議IEC61850標準正式頒布，智能變電站的應用推廣已經(jīng)具備了相應的條件。
2.智能變電站簡(jiǎn)介
智能變電站是指按照IEC61850標準分站控層、間隔層、過(guò)程層構建，采用IEC61850數據建模和通信服務(wù)協(xié)議，過(guò)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(wǎng)絡(luò )通信平臺為基礎，實(shí)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(shí)現網(wǎng)絡(luò )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(zhù)特征：
1)二次設備網(wǎng)絡(luò )化：取消控制電纜，二次設備間用通信網(wǎng)絡(luò )交換采樣數據、運行狀態(tài)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(kāi)關(guān)(或傳統開(kāi)關(guān)配智能終端)等智能一次設備，設備信息采用光纖傳輸，實(shí)現對其的智能化控制。
3)運行管理自動(dòng)化：包括自動(dòng)故障分析系統、設備健康狀態(tài)監測系統和程序化控制系統等自動(dòng)化系統，提升運行管理自動(dòng)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(lái)實(shí)現，按照變電站結構來(lái)配置保護測控裝置，采用雙套集中式保護測控裝置。
110kV線(xiàn)路兩條，采用單母線(xiàn)，采用110kV線(xiàn)路雙集中式保護測控裝置;35kV雙母線(xiàn)分段，一段母線(xiàn)采用雙套集中式保護測控裝置;10kV雙母線(xiàn)分段，一段母線(xiàn)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(lái)傳統電壓電流互感器，通過(guò)電壓電流轉換裝置轉換;GPS對時(shí)系統采用IEEE1588對時(shí)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(shí)現冗余切換;過(guò)程層采用IEC61850-9-2數據傳輸協(xié)議和GOOSE網(wǎng)絡(luò )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(xié)議。全站采用的是三網(wǎng)合一的方式，也及GOOSE網(wǎng)、SMV網(wǎng)、對時(shí)網(wǎng)三網(wǎng)合一的組網(wǎng)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(diǎn)，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(shù)和新型傳感器構造，其主要特點(diǎn)包括：
1)執行單元采用微機控制及電力電子技術(shù)代替常規機械結構的輔助開(kāi)關(guān)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(shí)間，減小暫態(tài)過(guò)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(lài)于變電站級的控制系統。
3)非常規傳感器采用微機技術(shù)，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(fā)現缺陷時(shí)能及時(shí)報警，并為狀態(tài)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(lái)實(shí)現，保護和控制命令可以通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò )到達非常規變電站的二次回路系統，從而實(shí)現與斷路器操作機構的數字化接口。
因此將來(lái)智能開(kāi)關(guān)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(jià)開(kāi)關(guān)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(chǎn)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(gè)部分。電子式互感器產(chǎn)品有羅氏原理電子式互感器和純光學(xué)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(jīng)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(xiàn)、誤差試驗等試驗的方法和實(shí)驗設備都完全不同，而且有些試驗項目已經(jīng)不存在，另外還要再添加一些實(shí)驗項目。
3.2繼保校驗
傳統繼電保護測試技術(shù)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(wǎng)絡(luò )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(shí)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(guò)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(guò)光纜傳輸數字信號實(shí)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(kāi)關(guān)量輸入輸出均是通過(guò)物理接線(xiàn)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(shí)也可以輸出開(kāi)關(guān)量到保護裝置的開(kāi)關(guān)量輸入回路，保護經(jīng)過(guò)故障計算后滿(mǎn)足動(dòng)作判據輸出跳閘命令，驅動(dòng)出口繼電器，使繼電器的觸點(diǎn)閉合，測試儀的開(kāi)關(guān)量輸入模塊可以監視保護裝置的動(dòng)作觸點(diǎn)，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(zhù)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(shù)的發(fā)展，EVT和ECT可直接輸出數字量信號，變電站中的開(kāi)關(guān)量信號也直接變?yōu)閿底只_(kāi)關(guān)量信號。保護裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò )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(kāi)關(guān)量信號，并能對智能操作單元實(shí)現數字控制。智能變電站繼電保護裝置的特點(diǎn)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(wú)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(kāi)關(guān)設備和二次設備之間有開(kāi)關(guān)位置信號、開(kāi)關(guān)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(guò)控制電纜進(jìn)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(dòng)或者拒動(dòng)，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(wǎng)代替，即過(guò)程層與間隔層之間、間隔層與變電站層之間都是通過(guò)光纖以太網(wǎng)相連接，網(wǎng)絡(luò )可以很方便地以問(wèn)答的方式進(jìn)行自我檢測，及時(shí)發(fā)現故障，同時(shí)雙環(huán)網(wǎng)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(zhuān)門(mén)的故障錄波儀，但由于其要錄多個(gè)回路的電壓電流量，所以二次接線(xiàn)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(xié)議通過(guò)光纖以太網(wǎng)傳輸，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口就可以非常方便的在網(wǎng)絡(luò )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(dòng)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(kāi)關(guān)設備的一次和二次系統，在缺陷變?yōu)楣收现鞍l(fā)出報警信號，為狀態(tài)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(huì )變得復雜。而且對智能變電站的各項試驗還沒(méi)有一個(gè)相對應的標準規范，對試驗結果沒(méi)有相應的判斷依據，還需要積累經(jīng)驗，增加了故障分析處理的難度。
4.結束語(yǔ)
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(shù)的消化和吸收。才能適應智能電網(wǎng)的發(fā)展。
參考文獻
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