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智能變電站變電運維安全與設備的維護

更新時間：2023-11-07 點擊次數：329

摘要：由於(yu) 我國當前經濟的高速發展與(yu) 科技不斷進步，對供電要求進行了迅速的提升，其中用戶又對供電安全性提出了更高的需求，這就需要有關(guan) 部門積極做好變電所的建設，特別針對目前智能變電站的變電運維安全與(yu) 設備保護問題做出了積極成效的優(you) 化，以改進社會(hui) 電能的充分供給，對用戶實現了安全高效的供電，以推動社會(hui) 的健康發展。本文主要提供了智能變電站變電運維安全和設施保護與(yu) 優(you) 化方麵的對策，期望對推動智能變電站更良好的運營，並推動中國經濟社會(hui) 的可持續發展，做出積極貢獻。

關(guan) 鍵詞：智能變電站；變電；運維安全；設備維護

0 引言

科技水平的迅速成長，改進了變電站運維科技綜合能力的提高。經濟社會(hui) 的高速發展，使得各個(ge) 企業(ye) 的日常運行管理和人們(men) 的日常生活中對電力服務的要求也在日益的提高，而以往變電站運維的傳(chuan) 統方法已經很明顯無法再適應現代電力係統運行的實際需求了，在這個(ge) 中形勢下，智能變電站就應時而生了。但在智能變電站蓬勃發展的進程中，許多情況也伴隨發生了，從(cong) 而也對變電站運維服務項目的實施產(chan) 生了相應的影響，所以要求人們(men) 充分結合實際情況，選擇合理的方式來加以解決(jue) 。

1智能變電站概述

智能變電站概念

智能變電站是把變電站數據的獲取、管理、傳(chuan) 送和輸出的全部流程由過去的虛擬數據轉變為(wei) 數字信息，從(cong) 而建立適應電能輸送的數據通信體(ti) 係和網絡平台。智能變電站係統內(nei) 部的網絡采用了信號的傳(chuan) 遞與(yu) 交流，隨著壓力與(yu) 電流互感器電子技術的開發和智能化係統的互聯網技術的廣泛應用，推動著智能變電站的應用與(yu) 開發。

智能變電站的之處

智能變電站和常規變電所比較，常規的變電所更注重於(yu) 是滿足資金保障以及自我發展的能力，而智能變電站則注重於(yu) 滿足目標功能。在設備方麵，智能變電站突出了具備更高集成化程度的智能裝置的理念。智能變電站還可增加了常規變壓器中所沒有的智慧集成功能。從(cong) 整個(ge) 係統角度看，智能變電站還可更好地滿足電力係統正常運行的各種工作需求，整合了電能通過網絡係統的成效傳(chuan) 輸，並且完成了變電所與(yu) 變電站之間以及變電所與(yu) 行控中心之間的協同管理和統一。智能變電站大大提升了動力係統的運行水平，智能變電站一般由二層網絡和三級結構所形成。二層網絡一般是指網站的管理平麵網絡和過程級網；三級架構，指的是流程層級、機架等級，以及網站控製層級。

2智能變電站安全穩定運維的重要意義(yi)

進入二十一世紀後，中國的電能資源生產(chan) 和消費均呈現了快速增長的趨勢，與(yu) 電能消費水平相對應的是對電能資源的調度與(yu) 管理也在逐漸提升。現在，中國的發電量與(yu) 消費量較高，其中，智能變電站的運用對中國電能管理水平的提高有著重要的改進作用，並可以成效維護國家電網運營的安全和平穩。強化了智能變電所等配套設施的運維安全管理工作，對於(yu) 提高供電係統的運營質量，保障電能的供應安全有著重大的作用，也可以成效防止電氣安全事故的產(chan) 生，從(cong) 而減少了人為(wei) 的原因對電力設備造成的幹擾，使變壓器的故障風險得以顯著減少。雖然智能變電站可以通過計算機技術進行高度智能化的控製，但計算機設備相比於(yu) 一般的變電裝置，由於(yu) 設備造價(jia) 昂貴，對設備條件的要求也相對較高。一旦設施不能合理的維修保養(yang) ，將導致設施的嚴(yan) 重損毀，對計算機係統能力發展產(chan) 生的複作用，進而影響到了整個(ge) 變電所係統的運營安全，並帶來很大損失。所以，對智能變電站設施的運行保護就顯得很關(guan) 鍵。需要在平時的管理中，建立科學的保養(yang) 體(ti) 係，同時提高專(zhuan) 業(ye) 人員的保養(yang) 能力，通過經常的巡檢減少係統在工作環境中出現的問題，保證智能變電站永遠以高質量的區間工作。

3當前在智能變電站運維安全與(yu) 設備維護上存在的突出問題

3.1設備管理存在問題

智能變電站設備和傳(chuan) 統的變電站設備之間有著很明顯的差別，主要體(ti) 現在智能變電站設備中的材料應用技術含量相當高。而在智能變電站設備和傳(chuan) 統變電設備之間的連接配合上，因為(wei) 材質構造和特點上的差異，常常會(hui) 導致各個(ge) 裝置間的可靠性受到影響，進而直接影響到變電裝置功能的實現。智能變電站設備中大部分都應用了電子技術，可以利用遠程的智能模塊進行電能變換，從(cong) 而可以提高變電站的工作效能。不過由於(yu) 電子元器件對設備工作環境影響較特殊，因此設備工作的穩定性相對較低，使用壽命也相對較短。因此，若光纖設施和變壓器的銜接不能根據技術標準進行的話，會(hui) 對信息傳(chuan) 遞的成效性形成很大的影響，削弱設施的安全性，一旦信息出現傳(chuan) 遞困難，將會(hui) 影響到變壓器設備的工作整體(ti) 穩定性。

3.2運行管理不夠規範

智能變電站的科學技術化要求較高，對電氣設備的操作精密度也較高，在對電氣設備的操作保養(yang) 過程中，須注意對操作技能人員的嚴(yan) 格規範，以保持對電氣設備狀態的穩定性。因為(wei) 現代智能變電設備的科學技術含量比較較高，而且工藝操作比較複雜，控製係統往往與(yu) 不同裝置功能之間交叉嵌合子，從(cong) 而造成了對有關(guan) 技術人員的維修作業(ye) 技術水平要求比較高。在對智能變電設備的日常維修過程中，有關(guan) 技術人員的業(ye) 務素質高低對電氣設備的正常工作狀況影響很大，若在電氣設備操作維修過程中不能及時根據運行規範對有關(guan) 裝置加以規範地檢測檢查，將很易導致電氣設備操作故障的出現，從(cong) 而威脅著智能變電站正常安全運行的能力。

3.3設備保密能力不夠

智能變電站設備操作的智能化，其設備之間的連接通過電信號傳(chuan) 遞來完成，利用電信號的傳(chuan) 遞使電子設備產(chan) 生訊息，進而控製設備的操作。智能變電站的數據能夠在局域網絡內(nei) 實現傳(chuan) 送，這樣數據傳(chuan) 送的安全性很好，能夠很大程度保證了係統的安全工作。但是在實際運行中，由於(yu) 大多數智能變電站的信息傳(chuan) 輸技術保護能力還不夠，而且設備的保密水平也不高，因此一旦遭遇到數據入侵時，就很容易導致係統工作狀態發生異常現象，從(cong) 而威脅著整個(ge) 供電係統的安全性。

4加強智能變電站變電運維安全和設備維護的策略

4.1準確評估安全風險

對智能變電站的環境安全風險進行評價(jia) ，就可以對智能變電所設施實施合理的保護，從(cong) 而改進了智能變電站的良性運行。同時運維管理者也要積極成效地處理變電所運營和維修中的潛在環境安全隱患，因為(wei) 唯有監控和防範其中的環境安全隱患，才可以成效降低潛在環境安全隱患所帶來的社會(hui) 影響和經濟損失。又因為(wei) 由於(yu) 動力係統通常在室外，對自然環境中的危險往往無法控製，但是經過環境安全風險評價(jia) ，就能夠及時地製定防範計劃，將環境危險抑製在萌芽狀態。同時維修與(yu) 保養(yang) 管理人員也要在平時工作中時時注意氣象變化，比如夏季暴雨等，從(cong) 而盡早製定措施以保障供電係統的順利運營。實現了對變電所良好工作條件的維護，保障社會(hui) 的基本電力供應，保障了人們(men) 的正常生活需求。

4.2為(wei) 變電站的運行和維護創建完整的安全管理係統

為(wei) 保證變電所的正常運行和維護安全，電力公司應當針對自身的特殊工作環境並根據當前的工作實際情況，對整個(ge) 變電所的正常運行和維護工作建立安全管理體(ti) 係，並進行成效的電力係統運維控製。安全管理體(ti) 係的工作範疇和內(nei) 容，要充分體(ti) 現到整個(ge) 變電所運行和維護工作的安全管理係統中。要製定整個(ge) 供電係統工作所需要的人員、設施等有關(guan) 條件，形成成效的管理製度，並實施成效的監控。加強對供電係統的調度管理監督員監督管理係統的成效執行，使得整個(ge) 變電所正常運行和維護的安全管理體(ti) 係貫徹整個(ge) 供電係統工作，並要完善相應製度的製定。同時為(wei) 提高智能變電站操作管理與(yu) 技術維修的可靠性，有必要完善現行規章製度，完善智能變電站管理係統。

4.3提高運維管理人員的專(zhuan) 業(ye) 素質

在智能變電所的維修過程中，由於(yu) 運行體(ti) 係十分龐大，運行工作內(nei) 容繁中國科技期刊數據庫工業(ye) A18雜，變電所管理工作人員的素質和專(zhuan) 業(ye) 技能水平也不盡相同。所以，很有必要對變電所運維與(yu) 管理工作加以完善，做好變電所的客戶服務與(yu) 保障，以增強變電所管理運維工作人員的實際能力，並充實基礎知識，以應對日益變動的外部市場條件。要不斷更新自身的技術力量。一方麵做好對運維管理人員的專(zhuan) 業(ye) 化的培養(yang) ，以提升其專(zhuan) 業(ye) 技能素質，適應智能變電所實際工作的要求，另一方麵還應積極收集電力係統運行工作人員的改進建議，支持變電所的正常運營與(yu) 維修。另外，有必要增強變電站操作和維修技術人員的現場急救意識，在出現緊急情況後，其能夠盡快做出反應，製定妥善的方案，降低安全相關(guan) 問題造成的風險和給居民群體(ti) 帶來的危害，從(cong) 而盡快發現和處理操作的技術問題。

4.4加強對智能變電站的控製

在對智能變電運維安全和電氣設備維修管理時，還應完善對智能變電站的管理，以提升運維水平，對智能變電站實現更成效的控製。而係統管理智能變電站運營與(yu) 維修的較大優(you) 點就是實現了運營與(yu) 維修的良好融合。關(guan) 於(yu) 智能變電站的安全檢查，分為(wei) 常規檢查、特別審查、常規檢測、集成檢查和異地測試等，在《智能變電站作業(ye) 標準》中有規定。通過安全檢查的工作內(nei) 容，包括了操作與(yu) 維護的和運行管理的兩(liang) 方麵，從(cong) 而實現有機融合並簡化了運維管理工作。但同時也要更成效地對運行與(yu) 作業(ye) 的兩(liang) 方麵進行監管，才能更成效改進智能變電站技術的發展，從(cong) 而提升了智能變電站變電運維安全水平和技術保障能力。

4.5使用在線監控係統進行視頻控製

采用在線監視係統，進行信息接收與(yu) 維護監控等。通過將監測裝置的電壓設定至高值，能夠保證整個(ge) 變壓器的維護與(yu) 檢修的穩定性，同時能夠更成效地提升變壓器的輸電效益。針對監測體(ti) 係中的一次性設施，有必要利用監測實際數據來評價(jia) 設施的成效性和準確性，並通過監測平台形成的數據曲線在設施的管理、保護與(yu) 監測中起到積極影響。通過網絡監測係統實現視頻管理，能夠在不需派人去現場作業(ye) 的條件下，實現遠程管理，提高了智能變電站的管理效能，利用遠程管理對智能變電站實施操作，推動了智能變電站的良性運轉。

4.6成效記錄變電站運行和維護設備的維護信息

在變電站運轉保養(yang) 、檢查維護過程中，如出現問題，應當及時做出記錄和分析，涉及設備故障的起因、故障部位、修理方式、修複結果等應當詳細記載。上述記錄能夠作為(wei) 成效的依據，為(wei) 今後有關(guan) 管理工作的實施進行指引。成效記載變電站操作情況與(yu) 保護裝置的維護信息，就可以對以後的運行情況進行佐證，並對以後的運營情況做出科學的指引。而同時對變電所操作情況進行成效記載，也可以有助於(yu) 運維人員對設備狀況做出評估，並對容易出現故障的地方做出合理的控製，從(cong) 而提升了智能變電所的運營效益。

4.7優(you) 化故障時維護方案

4.7.1間隔合並單元故障的優(you) 化

合並單元故障須認真地結合故障現場分析，在保證故障檢測精度的基礎上，還須正確的診斷造成問題的原因。在係統配置合理的基礎上，須針對不同模塊進行分別處理，整個(ge) 流程中也須認真地做好模塊問題的調查研究，並采用合理的方案加以解決(jue) 並且須針對母線保護裝置問題進行排查，提高係統整個(ge) 工作的安全性。

4.7.2終端故障的優(you) 化

智能變電站的運行過程中智能終端一旦發生故障，通常都是由開關(guan) 設備重合閘而造成的後果。因此想要避免出現這種現象，就須及時加強對變電站內(nei) 運行設備地跳合閘控製。在發現終端問題的同時，需要首先考察是不是由出口壓板問題而引起的，從(cong) 而進行問題處理；然後就須對智能終端的問題根源展開深入的探究，找出具體(ti) 的問題進行處理。

4.7.3交換機故障的優(you) 化

智能變電站工作過程中也會(hui) 發生換換機故障。交換機故障在一般情況下都是多類型的，所以確定起來故障原因困難得很多。在實際故障排查時，首先就須根據GOOSE的網絡圖做好資源的分類梳理，並且確定出交換機的種類和花色，並根據間隔交換機的故障狀況來做出鏈路的診斷，從(cong) 而適時對交換機中存在問題的環節加以解決(jue) 。

5安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維雲(yun) 平台

5.1概述

基於(yu) 互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的雲(yun) 端管理平台，滿足用戶或運維公司監測眾(zhong) 多變電所回路運行狀態和參數、室內(nei) 環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境視頻場景等需求，實現數據一個(ge) 中心，集中存儲(chu) 、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，並完成有關(guan) 設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

5.2應用場所

適用於(yu) 電信、金融、交通、能源、醫用衛生、文體(ti) 、教育科研、農(nong) 林水利、商業(ye) 服務、公用事業(ye) 等行業(ye) 變配電運行維護係統的新建、擴建和改建。

5.3係統結構

係統可分為(wei) 四層：即感知層、傳(chuan) 輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀(yi) 表、溫濕度監測裝置、攝像頭、開關(guan) 量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過RS485總線接入現場智能網關(guan) RS485端口。

傳(chuan) 輸層：包含現場智能網關(guan) 和交換機等設備。智能網關(guan) 主動采集現場設備層設備的數據，並可進行規約轉換，數據存儲(chu) ，並通過交換機把數據上傳(chuan) 至服務器端口，網絡故障時數據可存儲(chu) 在本地，待網絡恢複時從(cong) 中斷的位置繼續上傳(chuan) 數據，保證服務器端數據不丟(diu) 失。

應用層：包含應用服務器和數據庫服務器，若變電所數量小於(yu) 30個(ge) 則應用服務器和數據庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網關(guan) 主動傳(chuan) 送過來的數據。

展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平台信息。

5.4係統功能

5.4.1用能月報

用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設置為(wei) 月。

5.4.2站點監測

站點監測包括概況、運行狀態、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

5.4.3變壓器狀態

變壓器狀態支持用戶查詢所有或某個(ge) 站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

5.4.4運維

運維展示當前用戶管理的有關(guan) 變電所在地圖上位置及總量信息。

5.4.5配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開關(guan) 狀態、電流等運行狀態及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢。

5.4.6視頻監控

視頻監控展示了當前實時畫麵（視頻直播），選中某一個(ge) 變配電站，即可查看該變配電站內(nei) 視頻信息。

5.4.7電力運行報表

電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路采集間隔運行參數和電能抄表的實時值及平均值行統計。

5.4.8報警信息

對平台所有報警信息進行分析。

5.4.9任務管理

任務管理頁麵可以發布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態和完成情況，可以點擊查看任務查看具體(ti) 的巡檢信息。

5.4.10用戶報告

用戶報告頁麵主要用於(yu) 對選定的變配電站自動匯總一個(ge) 月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進行統計分析，並列出在該周期內(nei) 巡檢時發現的各類缺失及處理情況。

5.4.11APP監測

電力運維手機支持“監控係統"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶報告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。

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5.5係統硬件配置

應用場合	型號	外觀圖	型號、規格
變電所運維雲(yun) 平台	AcrelCloud-1000		AcrelCloud-1000變電所運維雲(yun) 平台基於(yu) 互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的雲(yun) 端管理平台，滿足用戶或運維公司監測眾(zhong) 多變電所回路運行狀態和參數、室內(nei) 環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境視頻場景等需求，實現數據一個(ge) 中心，集中存儲(chu) 、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，並完成有關(guan) 設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
網關(guan)	ANet-2E4SM		4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從(cong) ）、104（主、從(cong) ）、建築能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。
	擴展模塊ANet-485		M485模塊：4路光耦隔離RS485
	擴展模塊ANet-M4G		M4G模塊：支持4G全網通
中壓進線	AM6-L		三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護
中壓進線	APM810		三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示；
中壓進線	APView500		相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓／電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動／閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲(chu) ，內(nei) 存32G,16D0+22D1,通訊 2RS485+1RS232+1GPS,3以太網接口（＋1維護網口）＋1USB接口，支持U盤讀取數據，支持61850協議。
中壓饋線	AM6-L		三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護
中壓饋線	APM810		三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示；
低壓進線	AEM96		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級；工作溫度：-10℃～+55℃；相對濕度：≤95不結露
低壓出線	AEM72		三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、低壓出線分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規格3x1.5(6)A,有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級
低壓出線	ADW300		三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測溫；1路剩餘(yu) 電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級
無線測溫	ATE-400		合金片固定，CT感應取電，啟動電流大於(yu) 5A,測溫範圍－50-125℃,測量精度±1℃;傳(chuan) 輸距離空曠150米
無線測溫	ATC-600		兩(liang) 種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳(chuan) ，ATC600-Z到ATC600-C的傳(chuan) 輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收ATE係列傳(chuan) 感器、 AHE等傳(chuan) 輸的數據，1路485,2路報警出口。
環境溫濕度	WHD		WHD溫濕度控製器產(chan) 品主要用於(yu) 中高壓開關(guan) 櫃、端子箱、環網櫃、箱變等設備內(nei) 部溫度和濕度調節控製。工作電源：AC/DC85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0RH～99RH
水浸傳(chuan) 感器	RS-SJ-*-2		接觸式水浸傳(chuan) 感器，監測變電所、電纜溝、控製室等場所積水情況，工作電源：DC10-30V工作溫度：－20℃+60℃工作濕度：0%RH~80%RH響應時間：1s繼電器輸出：常開觸點。
攝像機	CS-C5C-3B1WFR		支持720P高清圖像，高支持分辨率可達到130萬(wan) 像素（1280960)內(nei) 置麥克風與(yu) 揚聲器具有語音雙向對講功能，支持螢石雲(yun) 互聯網服務，通過手機、PC等終端實現遠程互動和視頻觀看。
煙霧傳(chuan) 感器	BRJ-307		光電式煙霧傳(chuan) 感：電源正極（DC12V):+12V 繼電器輸出：常開觸點
門禁	MC-58(常開型）		常開型；感應距離：30-50mm材質：鋅合金，銀灰色電度，幹接點輸出。
配套附件	ARTU-K16		常開型；感應距離：30-50mm材質：鋅合金，銀灰色電度幹接點輸出
配套附件	KDYA-DG30-24K		輸出DC24V;24V電源