浅析智能变电站与常规变电站的运维差异张宁

浅析智能变电站与常规变电站的运维差异张宁

张宁涂岸商士民沈风刘洁

(国网安徽省电力公司检修公司安徽合肥230000)

摘要：科技不断地进步，电力也在不断地发展，智能变电站集合计算机技术、人工智能技术，被广泛使用。作为智能变电站的运维人员，不仅需要熟练的掌握智能变电站的运维技术，还应该将智能变电站与传统常规变电站的运维方式进行分析比较，为未来的工作提供有益的参考，助力国家建设坚强的智能电网。本文分析了智能变电站与常规变电站的运维差异。

关键词：智能变电站；运行维护；差异

国家电网公司从保障电力供应安全、优化能源结构、促进电能替代、提高服务水平的目标出发，确定了建设“坚强智能电网”的发展战略。与此同时，计算机技术和人工智能技术快速发展，智能变电站被大力推广，原有常规变电站正被新建智能变电站所替代或被进行智能化升级。

1智能变电站与传统变电站结构的区别

1.1二次系统接线结构

传统变电站二次回路包括直流回路（控制、信号回路等）和交流回路（保护、测量回路等），测控、保护装置与一次设备之间通过电缆连接。而在智能变电站中，测控、保护装置与一次设备之间的电缆被光缆所取代，电缆中传输的交直流信号被网络中传输的报文取代，大大节省了传统二次电缆，节约成本，同时也降低了常规变电站因为二次电缆易受电磁干扰、信号衰减等因素带来的调试、维护难度。

1.2网络结构

与传统变电站不同，智能变电站的网络结构为三层两网结构，三层即过程层、间隔层和站控层，两网即站控层网络和过程层网络。

1.2.1过程层

过程层的作用是实现二次设备与一次设备之间的接口及交互功能，完成开关量输入、输出，模拟量采集和控制命令发送等。过程层设备主要包括断路器、隔离开关、互感器、变压器、无功补偿设备、合并单元、智能终端等。每个间隔一次设备的运行信息，如断路器位置、隔离开关位置、变压器档位等硬接点信号通过电缆传输到智能终端，再由智能终端以GOOSE形式通过光纤上传给间隔层设备。而电流互感器采集的电流值传输至本间隔的合并单元，电压互感器采集的电压值传输值传输给母线合并单元，再由母线合并单元通过光缆传输至其他间隔的合并单元。线路或主变压器的合并单元再将采集的电流电压以SV的形式通过光纤传输至间隔层设备。

1.2.2间隔层

间隔层的作用是实现保护及测控功能，以及相关的控制闭锁和间隔层信息的人机交互功能等，基本与传统变电站相同，只是数据传输由光缆取代电缆，传输的信号由数字信号取代模拟信号。间隔层设备主要包括保护、测控、计量等二次设备。

1.2.3站控层

站控层的作用是实现对全站各间隔一次设备数据的实时监控、二次设备异常信息的监控告警及全站一次设备的控制等功能。

1.2.4过程层网络

在智能变电站中，为了确保采样和跳合闸的正确性，通常采用直采直跳组网模式。即合并单元进行采样后SV报文直接上传给保护及测控装置，保护装置及测控装置跳、合闸直接下传给智能终端，中途数据不经过交换机转发。因此过程层网络中SV不再单独组网，只包括GOOSEA网、GOOSEB网。由于光纤对电磁辐射具有天然的免疫，它成为了过程层网络传输的首选介质。

1.2.5站控层网络

站控层网络包括MMSA网、MMSB网、在线监测网。间隔层通过站控层网络与站控层联络，从而实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

1.3二次设备布置

在二次设备布置方面，常规变电站将就地互感器的各采样值通过电力电缆按其功能和作用排列至保护室各保护屏和测控屏的端子排上，通过各端子再与测控装置、保护装置和操作箱实现功能对接；智能变电站就地采用智能终端、合并单元作为保护/测控装置与一次设备之间的接口，通过光纤与保护装置实现对接，各种信息传递和功能是通过网络中逻辑功能来实现。常规变电站中主变的非电量保护在保护屏中与电量保护共装置或单独组屏，而智能变电站中非电量保护采用就地保护装置与一次设备通过电缆之间对接。

1.4保护压板

常规变电站的保护压板采用硬压板，而在智能变电站中，二次回路由电缆回路变成了光纤回路，大部分硬压板被软压板所取代，只有检修压板为硬压板，压板的投退发生了较大变化，主要体现在以下几个方面：保护装置的软压板不作为保护定值下达，其常见运行方式下的投退状态由现场运行规程规定，变电运维人员对压板（含软、硬压板）投退的正确性负责。保护装置投退由软压板进行控制，软压板操作由变电运维人员执行，不允许通过投退智能终端的跳、合闸出口硬压板投退保护，装置异常处理、事故检查等特殊情况除外。软压板的投退，变电运维人员通常采用当地监控后台操作模式（不具备技术条件的除外）。操作前、后均应在监控画面上核对软压板实际状态，操作后应在保护装置上检查软压板状态无误。因通信中断无法远程投退软压板时，应转为就地操作。

2常规变电站与智能变电站运维方式区别

2.1倒闸操作的变化

2.1.1一次方面

常规变电站需在测控屏上实现断路器远方操作，隔离开关、主变中性点接地刀闸的分合操作则通常是就地操作，现场一次设备的操作顺序逻辑也需通过五防系统电脑钥匙实现对接；智能变电站站中断路器、隔离开关、主变中性点接地刀闸的分合操作可在监控后台上采用“双人双机”模式进行，并直接与五防系统进行通信。

2.1.2二次方面

常规变电站中，一次设备处于运行状态、热备用状态时，保护装置出口压板、功能压板均应按要求投入。正常运行时，保护屏检修状态投/退压板应退出。在智能变电站中，一次设备处于运行、热备用状态时，与该设备相关的保护装置功能软压板、出口软压板、智能终端出口硬压板均应按要求投入，各装置的检修状态硬压板应退出。

2.2巡视维护项目的变化

2.2.1热交换器维护

因智能变电站的智能终端柜内的保护装置及光纤对环境有一次的要求，故在每一个终端柜后均安装一套热交换器，用于调节柜体内的温度和湿度，运维人员在日常巡视维护中均增加对热交换器的检查项目，原则上每年需对热交换机进行一次水冲洗以保证滤网的干净。

2.2.2保护定置核对维护

每个智能变电站只配有一个打印机，每块保护屏后配有一个打印机接口，保护定值的打印可通过两种方式进行：对每块保护屏保护装置依次进行保护定值打印，保护定值打印信息完整；在后台机对保护定值进行打印，只能打印出保护定值，保护定值中的控制字和矩阵等不能打印，保护定值信息不完整。

2.2.3巡视项目

在智能变电站中，正常巡视由原先现场巡视新增了远程巡视，巡视重点查看装置“SV通道”、“GOOSE通道”正常。现场巡视内容新增了合并单元的巡视、智能终端柜的巡视、过程层交换机的巡视和定期检查网络分析仪运行情况。

2.3检修状态压板的作用发生改变

在传统变电站中，保护装置检修状态压板的作用是屏蔽装置的故障及动作信息。在智能变电站中，为了确保在检修过程中不发生误跳合闸，在保护装置、测控装置、智能终端、合并单元中均配置了“检修状态”硬压板。当该压板投入后，其网络数据打上了“检修”的标记，装置间的逻辑关系取决于此标记。例如，当保护装置的检修状态压板投入，智能终端的检修状态压板未投入，当保护装置发出跳闸指令后，因两者状态不对应，断路器不会跳闸。

3结语

随着经济的发展，全球能源需求量增加，环境问题日益突出。依靠科技、信息化和通信技术的进步，积极发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，成为全球电力工业的共同选择。智能变电站是智能电网的主要环节之一，是智能电网基础运行参量采集和管控执行点，是实现能源转换和控制的核心平台之一。

参考文献:

[1]付鑫.浅谈电能替代的重要性[J].电力设备，2016.

[2]岳颜.从运维人员的角度浅析智能变电站与常规变电站的关键区别[J].科技创新与应用，2015.