智能變電站運(yùn)維系統(tǒng)化管理的分析及應(yīng)用

更新時(shí)間：2023-11-16 點(diǎn)擊次數(shù)：826

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提高，對(duì)于電力的需求也是與日俱增，因此作為供電環(huán)節(jié)中非常重要的智能變電站，在供電方面起著至關(guān)重要的作用。人們的生活離不開電的運(yùn)作，而在這其中電力站是非常關(guān)鍵的重要組成部分。它不僅能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)進(jìn)行合理的運(yùn)用，而且也能夠發(fā)揮出巨大的效應(yīng)。當(dāng)下變電站在進(jìn)行智能化工作的過(guò)程中，需要使用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)施以及不同的運(yùn)轉(zhuǎn)體系，從而集中管理變電站。相關(guān)工作人員要對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)和保養(yǎng)，設(shè)備的良好運(yùn)行，為社會(huì)充足持續(xù)穩(wěn)定供電奠定良好的基礎(chǔ)。

1分析智能變電站

1.1智能變電站的概述

對(duì)于智能變電站而言，主要是將變電站信息的收集和處理以及傳輸、輸出整個(gè)過(guò)程從以往的模擬信息轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信息內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建適合電力運(yùn)輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。智能變電站設(shè)備之間的通信通過(guò)數(shù)字化信息進(jìn)行傳輸和交換，隨著電壓和電流互感器電子技術(shù)的發(fā)展以及自動(dòng)化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，了智能變電站的使用和發(fā)展。

1.2分析智能變電站

對(duì)于智能變電站而言，和傳統(tǒng)的變電站進(jìn)行對(duì)比，傳統(tǒng)的變電站更加專注于實(shí)現(xiàn)資金支持以及自身需求功能，然而智能變電站主要專注于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，在設(shè)備方面智能變電站主要強(qiáng)調(diào)具有更程度的智能設(shè)備概念，智能變電站能夠提供傳統(tǒng)變電站所缺乏的智能集成。從系統(tǒng)角度看，智能變電站能夠更好地滿足電力系統(tǒng)的所有運(yùn)行要求，整合電力網(wǎng)絡(luò)的傳輸，以及確保變電站與變電站之間以及變電站與控制之間的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。智能變電站提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平，智能變電站主要由兩層網(wǎng)絡(luò)和三層結(jié)構(gòu)組成。然而兩層網(wǎng)絡(luò)主要是為站點(diǎn)控制平面網(wǎng)絡(luò)以及過(guò)程級(jí)網(wǎng)，三次結(jié)構(gòu)主要包括過(guò)程級(jí)別以及機(jī)架級(jí)別和站點(diǎn)控制級(jí)別。

2分析智能變電站運(yùn)維系統(tǒng)化管理措施

2.1需要積強(qiáng)化智能變電站管理和建設(shè)

對(duì)于智能變電站而言，在實(shí)際進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，要高度重視整個(gè)變電站的運(yùn)行狀態(tài)，要保證其安全和可靠性，在變電站建設(shè)的過(guò)程中，要具有簡(jiǎn)潔感和使用感，使其能夠讓運(yùn)維人員更加輕松地進(jìn)行操作。在此之外，也要提高設(shè)備的整體裝備水平。如果變電站選用的是普通電流，建議使用電纜接入的方式進(jìn)行采樣，這樣才能減少更多的中間環(huán)節(jié)。在智能變電站的科研單位中，要對(duì)電子互感器的科研方面加大力度，而且還要重視整個(gè)穩(wěn)定性，在服務(wù)智能變電站的過(guò)程中，要具備較高的工作效率，智能變電站快速穩(wěn)定的發(fā)展，為電力企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展進(jìn)行保駕護(hù)航。

2.2積完善智能變電站的監(jiān)控系統(tǒng)功能

對(duì)于智能變電站而言，其監(jiān)控畫面存在一定的問(wèn)題，例如缺少一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和模式，這樣就會(huì)導(dǎo)致智能變電站進(jìn)行監(jiān)控的過(guò)程中出現(xiàn)的各種各樣問(wèn)題，再加上智能變電站在傳送信息的過(guò)程中通常采用的報(bào)文方式，這樣就要對(duì)信息進(jìn)行的規(guī)范才能解決這一復(fù)雜流程，保證智能變電站更加安全和穩(wěn)定的運(yùn)行，因此實(shí)際工作中要引起相關(guān)工作人員的高度重視。

2.3重視變電站運(yùn)維管理網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備

對(duì)于智能變電站而言，一般情況下都是通過(guò)光纖來(lái)進(jìn)行連接的，不僅能夠簡(jiǎn)化屏柜之間的聯(lián)系，也可以讓變電站交換機(jī)使用量進(jìn)一步增加，各個(gè)交換機(jī)上都有很多接口插入光纖。如果端口無(wú)法定位光纖的話，就會(huì)導(dǎo)致后期在管理以及維護(hù)方面無(wú)法正常運(yùn)營(yíng)。作為施工人員要將光纖進(jìn)行合理定位，要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行規(guī)范操作，設(shè)備安裝的過(guò)程當(dāng)中一定不能選擇在土建施工，不然的情況下將會(huì)導(dǎo)致其粉塵等諸多的污染物質(zhì)對(duì)其他設(shè)備接口帶來(lái)影響，也會(huì)對(duì)后期的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不同程度的影響。

3安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

3.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設(shè)備組成，并用分層、開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機(jī)，提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面，實(shí)現(xiàn)管理控制間隔層設(shè)備等功能，形成全站監(jiān)控，并與遠(yuǎn)方監(jiān)控、調(diào)度通信；間隔層由若干個(gè)二次子系統(tǒng)組成，在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能獨(dú)立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。

針對(duì)工程具體情況，設(shè)計(jì)方案具有高可靠性，易于擴(kuò)充和友好的人機(jī)界面，性能價(jià)格比*，監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層兩部分組成，采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，站控層網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)雙機(jī)熱備配置。

3.2應(yīng)用場(chǎng)所：

適用于公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級(jí)的用戶端配、用電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視和控制管理。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

3.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

3.4.2報(bào)警處理

監(jiān)控系統(tǒng)具有事故報(bào)警功能。事故報(bào)警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)；預(yù)告報(bào)警包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1）事故報(bào)警。事故狀態(tài)方式時(shí)，事故報(bào)警立即發(fā)出音響報(bào)警（報(bào)警音量任意調(diào)節(jié)），操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設(shè)備變位，同時(shí)彈窗顯示紅色報(bào)警條文，報(bào)警分為實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警，歷史報(bào)警條文具備選擇查詢并打印的功能。

事故報(bào)警通過(guò)手動(dòng)，每次確認(rèn)一次報(bào)警。報(bào)警一旦確認(rèn)，聲音、閃光即停止。

次事故報(bào)警發(fā)生階段，允許下一個(gè)報(bào)警信號(hào)進(jìn)入，即次報(bào)警不覆蓋上一次的報(bào)警內(nèi)容。報(bào)警處理具備在主計(jì)算機(jī)上予以定義或退出的功能。

2）對(duì)每一測(cè)量值（包括計(jì)算量值），由用戶序列設(shè)置四種規(guī)定的運(yùn)行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義作為預(yù)告報(bào)警和事故報(bào)警。

3）開關(guān)事故跳閘到次數(shù)或開關(guān)拉閘到次數(shù)，推出報(bào)警信息，提示用戶檢修。

4）報(bào)警方式。

報(bào)警方式具有多種表現(xiàn)形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報(bào)警器、語(yǔ)音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，用戶根據(jù)自己的需要添加或修改報(bào)警信息。

3.4.3調(diào)節(jié)與控制

操作員對(duì)需要控制的電氣設(shè)備進(jìn)行控制操作。監(jiān)控系統(tǒng)具有操作監(jiān)護(hù)功能，允許監(jiān)護(hù)人員在操作員工作站上實(shí)施監(jiān)護(hù)，避免誤操作。

操作控制分為四級(jí)：

級(jí)控制，設(shè)備就地檢修控制。具有優(yōu)先級(jí)的控制權(quán)。當(dāng)操作人員將就地設(shè)備的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)放在就地位置時(shí)，將閉鎖所有其他控制功能，只進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。

二級(jí)控制，間隔層后備控制。其與第三級(jí)控制的切換在間隔層完成。

第三級(jí)控制，站控層控制。該級(jí)控制在操作員工作站上完成，具有遠(yuǎn)方/站控層的切換。

第四級(jí)控制，遠(yuǎn)方控制，優(yōu)先級(jí)。

原則上間隔層控制和設(shè)備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執(zhí)行，并在站級(jí)層設(shè)置操作員、監(jiān)護(hù)員口令及線路代碼，以確保操作的性和正確性。對(duì)任何操作方式，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進(jìn)行下一步操作。同一時(shí)間只允許一種控制方式。

納入控制的設(shè)備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關(guān)及帶電動(dòng)機(jī)構(gòu)的接地開關(guān)；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方復(fù)歸及遠(yuǎn)方投退連接片。

3）定時(shí)控制。操作員對(duì)需要控制的電氣設(shè)備進(jìn)行定時(shí)控制操作，設(shè)定啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)間，完成定時(shí)控制。

4）監(jiān)控系統(tǒng)的控制輸出。控制輸出的接點(diǎn)為無(wú)源接點(diǎn)，接點(diǎn)的容量對(duì)直流為110V（220V）、5A，對(duì)交流為220V、5A。

3.4.4用戶權(quán)限管理

系統(tǒng)設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作系統(tǒng)可以定義不同操作權(quán)限的權(quán)限組（如管理員、維護(hù)員、值班員組等），在每個(gè)權(quán)限組里添加用戶名和密碼，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。

4系統(tǒng)硬件配置

應(yīng)用場(chǎng)合	型號(hào)	圖片	保護(hù)功能
35kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)	Acrel- 1000		可顯示變電站主接線圖，模擬配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班模式；根據(jù)順序事件記錄、歷史曲線、故障錄波，協(xié)助運(yùn)維人員實(shí)現(xiàn)快速故障分析、定位和排除問(wèn)題，盡量縮短停電時(shí)間；實(shí)時(shí)采集各回路、設(shè)備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動(dòng)等參數(shù)，對(duì)配電系統(tǒng)和用電設(shè)備進(jìn)行用能分析和能效管理
網(wǎng)關(guān)	ANet- 2E8S1		8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入，ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT等協(xié)議上傳，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳、XML、JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、支持標(biāo)準(zhǔn)8GBSD卡（32GB）、支持不同協(xié)議向多平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；每個(gè)設(shè)備的多個(gè)報(bào)警設(shè)置。輸入電源：AC/DC220V，導(dǎo)軌式安裝。
35kV/10kV/6kV 弧光保護(hù)	ARB5-M		主控單元，可接20路弧光信號(hào)或4個(gè)擴(kuò)展單元，配置弧光保護(hù)（8組）、失靈保護(hù)（4組）、TA斷線監(jiān)測(cè)（4組）、11個(gè)跳閘出口；
	ARB5-E		擴(kuò)展單元，多可以插接6塊擴(kuò)展插件，每個(gè)擴(kuò)展插件可以采集5路弧光信號(hào)：
	ARB5-S		弧光探頭，可安裝于中壓開關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜。弧光探頭的檢測(cè)范圍為180°，半徑0.5m的扇形區(qū)域；
35kV/10kV/6kV 進(jìn)線柜電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)	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(wú)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(dòng)/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣、觸發(fā)及定時(shí)錄波，波形實(shí)時(shí)顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲(chǔ)，內(nèi)存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網(wǎng)接口（＋1維護(hù)網(wǎng)口）＋1USB接口支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控、節(jié)點(diǎn)測(cè)溫	ASD500		5寸大液晶彩屏動(dòng)態(tài)顯示一次模擬圖及彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、3路溫溫度控制及顯示、遠(yuǎn)方/就地、分合閘、儲(chǔ)能旋鈕預(yù)分預(yù)合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測(cè)量、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對(duì)時(shí)、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫、全電參量測(cè)溫、脈沖輸出、4～20mA輸出；
35kV/10kV/ 6kV傳感器	ATE400		合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流大于5A，測(cè)溫范圍-50-125℃，測(cè)量精度±1℃；無(wú)線傳輸距離空曠150米；
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測(cè)量	APM830		三相（1、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報(bào)警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄，2-63次諧波，2D1＋2D0，RS485/Modbus，LCD顯示；
變壓器繞組溫度檢測(cè)	ARTM-8		8路溫度巡檢，預(yù)埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出；
變壓器接頭測(cè)溫低壓進(jìn)出線柜接頭測(cè)溫	ARTM-Pn-E		無(wú)線測(cè)溫采集可接入60個(gè)無(wú)線測(cè)溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測(cè)量；2路告警輸出；1路RS485通訊；
變壓器接頭測(cè)溫低壓進(jìn)出線柜接頭測(cè)溫	ATE400		合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流大于5A，測(cè)溫范圍-50-125C，測(cè)量精度±1℃；無(wú)線傳輸距離空曠150米；
柜內(nèi)環(huán)境溫濕度	AHE100		無(wú)線溫濕度傳感器，溫度精度：±1℃，濕度精度：±3％RH，發(fā)射頻率：5min，傳輸距離：200m，電池壽命：≥3年（可更換）
柜內(nèi)環(huán)境溫濕度	ATC600		兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透?jìng)?/span>，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m，ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報(bào)警出口。

應(yīng)用場(chǎng)合	型號(hào)	圖片	保護(hù)功能	其他功能
35kV/10kV/ 6kV進(jìn)線	AM6-L		三段式過(guò)流保護(hù)（帶方向、低壓閉鎖）、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)；	操作回路、雙以太網(wǎng)口、雙485口、 2路4-20mA變送輸出、故障錄波、 GPS對(duì)時(shí)、全電量測(cè)量直流量測(cè)量
35kV/10kV/ 6kV饋線	AM6-L		三段式過(guò)流保護(hù)（帶方向、低壓閉鎖）、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)；
35kV主變（2000kVA以上）	AM6-D2/ AM-3		兩圈變/三圈變差動(dòng)速斷保護(hù)、比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)；
35kV主變（2000kVA以上）	AM6-TB		變壓器后備保護(hù)測(cè)控、三段式過(guò)流保護(hù)（帶方向、復(fù)合電壓閉鎖）、非電量保護(hù)、啟動(dòng)通風(fēng)保護(hù)、PT斷線告警、遙調(diào)升檔、遙調(diào)降檔、遙調(diào)急停；
35kV/10kV/ 6kV廠用變	AM6-S		三段式過(guò)流保護(hù)（帶方向、復(fù)合電壓閉鎖）、零序過(guò)流、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（告警/跳閘）、控故障告警、PT斷線告警、非電量保護(hù)；
35kV電機(jī) （2000kW以上）	AM6-MD		差動(dòng)速斷保護(hù)、比例差動(dòng)保護(hù)、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、堵轉(zhuǎn)等電機(jī)綜合保護(hù)；
10kV/6kV 異步電機(jī)	AM6-M		兩段式過(guò)流/零序過(guò)流/負(fù)序過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（告警/跳閘）、低電壓保護(hù)、PT斷線告警、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、啟動(dòng)超時(shí)、熱過(guò)載保護(hù)、電壓不平衡；
35kV/10kV/6kV PT監(jiān)測(cè)	AM6-UB		PT并列/解列、PT監(jiān)測(cè)；
10kV/6kV 電容器	AM6-C		兩段式過(guò)流/零序過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（告警/跳閘）、PT斷線告警、過(guò)電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護(hù)；
35kV/10kV/ 6kV母聯(lián)	AM6-B		兩進(jìn)線備投/母聯(lián)備投/自適應(yīng)備投、聯(lián)切備投、三段式過(guò)流保護(hù)（帶方向、復(fù)合電壓閉鎖）、PT斷線告警、過(guò)負(fù)荷聯(lián)切/告警、檢同期、合環(huán)保護(hù)；

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，在面對(duì)著新形勢(shì)快速發(fā)展的背景下，智能變電站要提高變電運(yùn)維安全和設(shè)備維護(hù)的整體水平，使其能夠我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，現(xiàn)如今整個(gè)社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入到科技化的發(fā)展階段中，導(dǎo)致更多的人在展開用電的過(guò)程中追求智能。當(dāng)變電站的整個(gè)運(yùn)維狀態(tài)以及維護(hù)能夠得到完善的處理，就能夠?yàn)樾畔⒕W(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化技術(shù)等提供更加的技術(shù)保障。雖然目前智能化變電運(yùn)維技術(shù)使用的過(guò)程中依舊存在著技術(shù)上的不足，但只要不斷加強(qiáng)對(duì)操作隊(duì)伍的培訓(xùn)，完善其中出現(xiàn)的問(wèn)題，就能夠讓電網(wǎng)系統(tǒng)中的變電運(yùn)維效率得到提高，終為整個(gè)社會(huì)建設(shè)的快速發(fā)展作出一定的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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