浅谈数字化变电站二次设备运行维护策略

刘 戈

(珠海供电局，广东珠海 519000）

浅谈数字化变电站二次设备运行维护策略

刘 戈

(珠海供电局，广东珠海 519000）

变电站作为供电系统的枢纽，只有保证其运行的安全性、稳定性，才能保证电力系统的供电质量。基于此，对当前应用广泛的数字化变电站的运行维护策略进行了探讨。

数字化变电站；二次设备；运行维护

0 引言

随着社会经济的不断发展，数字化变电站不断推广，电力系统逐渐走向一个新的发展阶段。为了保证数字化变电站的运行效率，提高电力系统的供电效率，需要做好数字化变电站的运行维护工作，及时消除其潜在的故障风险，全面提高数字化变电站的运行效率。

1 数字化变电站概述及220 kV琴韵站概况

数字化变电站是由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850标准和通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站将信息技术、通信技术、网络技术等充分运用起来，实现信息的共享性、互操作性、标准化等，从而实现对变电站进行监视、测量、信息管理、控制保护等自动化功能[1]。

220 k V琴韵站是典型的数字化变电站，该站二次网络是在静态组播原理的冗余以太网基础上，实施全站GOOSE、SV组网方式，采用独立双套双网架构。因为智能一次设备尚在研究和试验阶段，而数字化变电站的站控层与传统综自站并无本质区别，因此，基于笔者对220 k V琴韵站的维护经验，本文将从继电保护专业的角度探讨GOOSE和SV网络架构的数字化变电站二次设备维护策略。

2 数字化变电站二次设备运行维护策略

2.1 电子互感器和合并单元的运行维护

电子互感器是数字化变电站的重要组成部分，而合并单元是电子互感器与站内IEC61850网络交换数据的重要节点，互感器与合并单元之间是由厂家的内部协议通讯，因此，应将电子互感器和合并单元视为整体。

(1）检查通信线路连接的设备元器件是否完好，是否发生损坏，有无松动以及信号传输光缆是否完好等。数字化变电站的设备都高度智能化，有损坏时会发告警信号。以笔者亲历的一次缺陷为例:某天调度收到琴韵站某间隔报合并单元告警信号，工作人员到达现场后用笔记本电脑的模拟面板功能接入合并单元，发现信道通讯异常，通道测试仪显示其中一条从电子互感器到合并单元的尾纤衰耗达-33 dBm，证明此光纤内部已经损坏，更换后装置恢复正常。因此，在平常定检时，工作人员应当增加检查光纤通道的项目，正常情况下，通道的衰耗不会超过-8 dBm，当发现有异常时，应进行整改。

(2）检查电子互感器设备的外观是否有损伤，电子互感器的连接是否有松动。

(3）利用仪表对电子互感器进行检测，检查测量值是否在正常运行的范围之内。电子互感器的采样检测比较复杂，缺陷发生时不直观。以笔者的一次缺陷处理为例:琴韵站某天曾经出现过母差差流告警信号，因为当时两套母差只有一套告警，工作人员开始认为是母差保护自身故障，检查后才发现是某间隔的A相从SV网上送电流为0所致。按以往经验，工作人员到所在间隔的合并单元检查，发现合并单元并没有任何异常信号，最后才确定问题在该间隔电子互感器的A/D转换上。更换后，保证新A/D转换器正常的唯一方法是从一次通流，在两套独立合并单元之间进行对比。但该方法还有一个缺陷，因为电子互感器是将CT和PT结合在一起，如果是GIS设备，一次升压会非常复杂，在紧急情况下，无法通过试验方法验证A/D转换器的电压信号转换和传输功能。

采用以上几种策略对电子互感器进行运行维护，能够进一步保证电子互感器运行的可靠性，也能提高数字化变电站的运行效率[2]。

2.2 保护装置和自动装置的运行维护

保护装置和自动装置是数字化变电站运行的关键，对于保护装置和自动装置的运行维护，主要是观察各个装置自身是否在报警信息、告警信息方面规范和正确，同时，也可以从GOOSE通信信息来观察装置的运行状态。通过这几种方式来观察数字化变电站的保护装置和自动装置的运行状态，一经发现问题，要根据实际情况及时进行检修，避免故障的扩大化。另外，日常对保护装置、自动装置进行维护，对消除装置的运行风险也有一定作用，可确保保护装置和自动装置在最佳状态下运行。

对于数字化保护设备，因为所有数据都是通过网络传输，在检修的过程中最重要的措施是与运行设备隔离。比如单一间隔的SV信号，主要影响接收该信号的其他装置。而GOOSE信号与之类似，失灵启动信号同样会向母差保护装置发送。而数字化站不能像常规站那样通过解线完成隔离，因此，检修时母差保护成为任何间隔工作都必须考虑的装置。现行办法是将被检修设备的“检修压板”投入，使之发出的信号被其他运行装置认为无效，同时将母差保护等装置内该间隔有效的控制字置“0”，保证不被影响。

另外，因为数字化变电站的特殊结构，也带来了母差保护、备自投(带低频减载）和安稳这类装置不能像常规站那样进行定检的问题，只能加强巡视和检查。

2.3 交换机和GPS的运行维护

交换机和GPS设备的维护是数字化变电站特有的项目，因为数字化变电站的运行主要是靠通信系统来完成。对交换机的运行维护主要是在日常工作中观察设备是否正常运行、主机或从机的指示灯是否与说明书一致。另外，交换机的运行维护，还可以从远程控制后台直接了解信息，一旦交换机发生故障，调度主站也会直接观察到故障现象，从而在第一时间对设备进行维修。交换机维护的难度主要在交换机更换上，以琴韵站为例，站内一台GOOSE网交换机从机曾经发生过故障，需整机更换。当时，与故障交换机相连的装置包括#1主变保护、测控，2012母联保护、测控，#1主变变高，2012母联的智能终端等，更换时须把这些设备全部退出且投入“检修状态”，另外还必须停用与该网相关的母差保护。因为IEC61850采用组播通讯，交换机配置也须更改。更换交换机风险巨大，必须考虑周全。

GPS装置重荷是因为在网络架构的数字化变电站中，所有的信号都必须打上时标，如果时标信息出错会被认为无效。因此，数字化变电站的GPS负荷会比常规站要重很多。琴韵站就曾出现过因GPS模块故障，导致全站一半设备退出运行的情况。因此，除了靠自动化系统监视GPS设备外，二次人员在巡检过程中要注意观察GPS装置的各种指示灯，同时还要应用红外测温仪对GPS外壳进行测量，发现异常及时处理。另外，在恶劣天气来临前，应检查GPS天线是否牢固可靠，再对其进行检查，平时GPS天线巡检周期应比常规站更频密。

2.4 建立数字化变电站长期运行维护模型

数字化变电站的运行维护不仅是一项复杂的工程，更是一项长期的工作，因此，在对二次设备进行运行维护的过程中，要根据数字化变电站的实际运行情况以及工作环境制定一个长期的运行维护模型，并严格按照维护模型上涉及的结构进行维护，维护模型不需太详细，但必须将数字化变电站所有的大结构包揽进来，这样便于将各个结构的运行维护工作任务分配到部门乃至个人。笔者所在单位借鉴其他单位经验，为保证数字化变电站的正常安全运行，针对数字化变电站的运行维护做了一个简单的模型(图1），并结合该模型将其中的各大结构分配到各个部门负责，从而提高数字化变电站的整体运行维护工作质量。

图1 数字化变电站运行维护模型

3 结语

实践证明，数字化变电站在运行过程中有诸多优点都是传统变电站无法比拟的，但在其运行过程中，必须加强运行维护，否则可能会存在一定的安全隐患。本文主要对数字化变电站运行维护策略进行了分析，希望对提高数字化变电站的运行效率能有一定的帮助。

[1]丁书文，史志鸿.数字化变电站的几个关键技术问题[J].继电器，2011(10）

[2]赵丽君，席向东.数字化变电站技术应用[J].电力自动化设备，2012(5）

2014-10-15

刘戈(1983—），男，广东韶关人，电气工程师，研究方向:变电继保技术、变电继保管理、智能电网技术等。