浅谈智能变电站运维问题分析
- 发布时间：2024/6/26 12:04:51
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安科瑞 陈聪
摘要：智能变电站是智能电网的重要构成部分，对其进行合理开发应用，能够实现对能源的合理转换。在对智能变电站运行期间，应当做好对运维技术应用的分析。本文阐明了智能变电站的现状以及其技术特点，然后分析了智能化运维技术在变电站中的运用，*后就其中存在的问题提出了一些解决对策。
关键词：智能变电站；运行维护；问题与对策
1、智能变电站现状
近几年，我国电力行业得到了快速发展，出现了大量的智能变电站，与传统变电站相比，智能变电站本身具有高集成特点，其在实际应用过程中，更加环保、合理，设备的适用性高，并且可以一体调控，因此，成为了电力行业在未来一段时间发展的主要趋势。我国电力行业得到了快速发展，智能变电站也得到了广泛应用。智能变电站在应用与推广过程中，具有不错的兼容性和适宜性。目前，我国对电量的需求不断扩大，智能变电站的数量不断增多，对智能变电站运维技术应用的需求也变得更加迫切，在智能变电站建设过程中，应当加强运维技术的推进。
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智能变电站技术特点
2.1一次设备
在智能变电站中，可以将智能单元和终端系统进行合并，将其与高压系统进行连接，构成一次设备，从而实现智能化数字采样，以及相应的控制。通过智能单元对一次设备的信息采集，生成数字信号，并且使用光纤代替电缆，使系统的运行水平能够得到进一步提高。
2.2二次设备
在智能变电站中，从过程层设备开始，可以在系统中形成二次设备，二次设备具有丰富的逻辑和功能。二次设备在智能变电站中，网络运行十分重要，依据智能变电站的具体情况，构建一套完善管理制度，对智能变电站中的数据信息内容进行采集，并且做好相应的传递工作，从而使信息的传递，以及输出水平都能够得到进一步提高。
2.3信息共享
信息共享是智能变电站的一个重要特点，依据标准，制定一套统一的新数据模型，并分析信息数据，从而使站内的数据信息能够得到简化。同时，还可以实现对站内各项信息内容的智能管理，提高信息管理水平，满足我国电力行业的发展需求。
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运维技术在智能变电站中的具体应用
3.1可视化管理技术
将可视化管理技术合理的应用到系统运行中，从而保证智能变电站运维管理效果能够达到人们期望的标准。为了提升管理水平，在实际作业期间，做好以下几项工作：
（1）简化信息流程图。运维管理期间，要全*简化信息流程图，依据智能终端的具体运行特点，分析高中压各电压等级数据，更好的对反馈的告警信息进行合理分析。同时，要利用保护和控制功能技术，完成相应的处理工作，产生对应的告警和操作数据，准确表达每条线路的具体情况。
（2）确定断路器位置。进行终端管理过程中，需要明确过程层的具体情况，确定断路器的具*位置，并且要全*管理各项数据，做好相应的维护工作，使信息的应用效果能够得到提高。
（3）合理应用网络传输。一旦变压器保护动作失灵，应对网络传输技术进行应用，从而使问题得到快速解决，尽快恢复正常生产。并且，在该过程中，应在详细阅读运维手册的基础上，建立一个能够满足应用需求的管理机制，对其进行合理应用，使运维技术的应用水平能够得到进一步提升。
3.2构建五防系统
智能变电站中工作人员，应当依据相应技术标准要求，依据系统的运行情况，进行工程分析建模，集成一*化运行机制，避免出现重复配置现象。运行管理期间，应适当的对传统管理理念进行转变，对过程层的具体管理要求进行明确，增加对二次电缆的应用，以免发生闭锁管理。操作人员在实际作业期间，要设置专门指令管理系统，完成相应操作任务，使系统的运行状态发生转变。
3.3倒闸操作
倒闸操作期间，应当通过对技术的应用，完善相应的管理，保证技术应用的有*性。在倒闸期间，要确保电网在实际运行过程中的稳定性和安全性，工作人员在具体工作中，要对监护技术和审票技术进行应用，完成相应的检查工作，并且要对各项技术要求内容进行明确。操作授权管理期间，要详细分析电气设备运行期间，由各项问题而引起的倒闸现象，同时，工作人员要对管理形式进行创新，对工作经验进行总结，为各项工作的顺利开展提供支持。
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智能化变电站机械设备维护故障问题分析
4.1内部设备的操作故障
智能变电站一般需要使用一些新设备，这些设备采用一些新型组件，这些组件发生问题经常出现在使用的过程中。例如，光学变压器对使用过程中的温度的灵敏度将更加明显，并且由于连接弱，光纤和玻璃的可靠性会很差。同时，它经常用于智能变电站系统，源电子变压器，该变压器的远程模块只能在保持供电的情况下正常运行。
4.2机构问题
智能变电站能否以健康的方式运行将对整个电力系统产生巨大影响。相对而言，变电站的维护和维修工作是一项非常严格的工作，因此有必要使用相关系统来支持和使用它作为驱动力。目前，许多电力公司在变电站维护系统方面并不完善。例如，在定期维护的情况下，它们不是依法进行的，并且任意性很大，这使得维护工作效率降低，并且不能"有针对性"。在某些情况下，由于电力公司维护服务间隔不足，维护工作的频繁维护影响了变电站的正常运行，也增加了相关人员的负担。在系统的开发中，有必要控制检查时间，改进细节，使系统充分发挥作用。
4.3专*人员存在问题
从事变电站运行维护的相关专*人员，要确保所执行的工作能正常的进行。智能变电站与传统变电站不同，相关设备在电力系统变更过程中经历了不同程度的变化。在此背景下，维护人员的综合素质和专*技术水平无疑是**的。目前，虽然智能变电站维修团队取得了很大进展，但在某些方面仍存在一些缺*。例如，在实际的维护和修理过程中，由于维护人员缺乏对维护的理解，资源被浪费。在检查期间记录电气设备的运行状态的准确性不足以影响对未来工作的验证和总结。这反映了这样一个事实，即员工意识不够，需要加强商业技能培训。
5、智能变电站运行维护的优化策略
5.1注意标准化体系的建设，如设计，建设，运行等
在机械设备的运行维护过程中，进行实施工作及建筑维修保护工作，要注重对数字技术的应用及处理，并在处理中按要求加以明确化，消除了规范化，程序化，以及如何确保安全。
5.2变电站机械设备的保养维修实施中，*须有*地完成配置值和压力板的管理
在将信息集成到智能变电站的过程中，数字保护装置的操纵也得到了加强。在运作过程中，应进一步加强和规范具体管理过程中的定制管理。加强硬盘维护工作的实施也是必要的，只有严格执行这些基础工作并按标准规范实施，才有利于智能变电站的安全运行。
5.3对变电站的机械设备运行和维护应充分注意专*技术人员水平的提高
在智能变电站的发展中，IED的运行和维护工作得到了高度的整合。通信和自动化专*工作的发展取得了很大进展，因此，需要强化贵施工维护人员的专*技术培养，不断提升设备维护人员的通信及自动化信息的认知与实施技术水平，维护人员应该能够充分注意智能终端和保护装置，并能够结合自己的专*知识做出正确的判断。
6、安科瑞AcrelCloud-1000变电所运维云平台
6.1概述
基于互联网＋、大数据、移动通讯等技术开发的云端管理平台，满足用户或运维公司监测众多变电所回路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境视屏场景等需求，实现数据一个中星，集中存储、统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收警报，并完成有关设备日常和定期巡检和派单等管理工作。
6.2应用场所
适用于电信、金融、交通、能源、医用卫生、文体、教育科研、农林水利、商业服务、公用事业等行业变配电运行维护系统的新建、扩建和改建。
6.3系统结构
系统可分为四层：即感知层、传输层、应用层和展示层。
感知层：包含变电所安装的多功能仪表、温湿度监测装置、摄影头、开关量采集装置等。除摄影头外，其它设备通过RS485总线接入现场智能网关RS485端口。
传输层：包含现场智能网关和交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过交换机把数据上传至对应的服务器端口，网络故障时数据可存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。
应用层：包含应用服务器和数据库服务器，若变电所数量小于30个则应用服务器和数据库服务器可以合一配置。服务器需要具备固定IP地址，以接收各智能网关主动传送过来的数据。
展示层：用户通过手机、平板、电脑等多终端的方式访问平台信息。
6.4系统功能
6.4.1用能月报
用能月报支持用户按总用电量、变电站名称、变电站编号等查询所管理站所的用电量，查询跨度可设置为月。
6.4.2站点监测
站点监测包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。
6.4.3变压器状态
变压器状态支持用户查询所有或某个站所的变压器功率、负荷率、等运行状态数据，支持按负荷率、功率等升、降序排名。
6.4.4运维
运维展示当前用户管理的有关变电所在地图上位置及总量信息。
6.4.5配电图
配电图展示被选中的变电所的配电信息，配电图显示各回路的开关状态、电流等运行状态及信息，支持电压、电流、功率等详细运行参数查询。
6.4.6视屏监控
视屏监控展示了当前实时画面（视屏直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视屏信息。
6.4.7电力运行报表
电力运行报表显示选定站所选定设备各回路相应采集间隔运行参数和电能抄表的实时值及平均值行统计。
6.4.8警报信息
对平台所有警报信息进行分析。
6.4.9任务管理
任务管理页面可以发布巡检或消缺任务，查看巡检或消缺任务的状态和完成情况，可以点击查看任务查看具体的巡检信息。
6.4.10用户报告
用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、警报事件等进行统计分析，并列出在该周期内巡检时发现的各类缺失及处理情况。
6.4.11APP监测
电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺失记录”、“文档管理”和“用户报告”七大模块，支持一次图、需量、用电量、视屏、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件警报查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。
6.5系统硬件配置
| 应用场合 | 型号 | 外观图 | 型号、规格 |
| 变电所运维云平台 | AcrelCloud-1000 |
| AcrelCloud-1000变电所运维云平台基于互联网＋、大数据、移动通讯等技术开发的云端管理平台，满足用户或运维公司监测众多变电所回路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境视屏场景等需求，实现数据一个中星，集中存储、统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收警报，并完成有关设备日常和定期巡检和派单等管理工作。 |
| 网关 | ANet-2E4SM |
| 4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块。 |
| 扩展模块ANet-485 | M485模块：4路光耦隔离RS485 | ||
| 扩展模块ANet-M4G | M4G模块：支持4G全网通 | ||
| 中压进线 | AM6-L |
| 三段式过流保护（带方向、低压闭锁）、过负荷保护、PT断线告警、逆功率保护、三相一次重合闸、低频减载、检同期、合环保护、断路器失灵保护 |
| APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；实时及需量；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种警报类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示； | |
| 中压进线 | APView500 |
| 相电压电流＋零序电压零序电流，电压电流不平衡度，有功无功功率及电能、事件告警及故障录波，谐波（电压／电流63次谐波、63组间谐波、谐波相角、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子）、波动／闪变、电压暂升、电压暂降、电压瞬态、电压中断、1024点波形采样、触发及定时录波，波形实时显示及故障波形查看，PQDIF格式文件存储，内存32G,16D0+22D1,通讯 2RS485+1RS232+1GPS,3以太网接口（＋1维护网口）＋1USB接口，支持U盘读取数据，支持61850协议。 |
| 中压馈线 | AM6-L |
| 三段式过流保护（带方向、低压闭锁）、过负荷保护、PT断线告警、逆功率保护、三相一次重合闸、低频减载、检同期、合环保护、断路器失灵保护 |
| APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；实时及需量；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种警报类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示； | |
| 低压进线 | AEM96 |
| 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）；电流规格3×1。5(6)A，有功电能精度0。5S级,无功电能精度2级；工作温度：-10℃～+55℃；相对湿度：≤95不结露 |
| 低压出线 | AEM72 |
| 三相电参量U、1、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐波含量分析、低压出线分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）；电流规格3x1。5(6)A,有功电能精度0。5S级，无功电能精度2级 |
| ADW300 |
| 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次）；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD显示；有功电能精度：0。5S级（改造项目） | |
| 无线测温 | ATE-400 |
| 合金片固定，CT感应取电，启动电流大于5A,测温范围－50-125℃,测量精度±1℃;传输距离空旷150米 |
| ATC-600 |
| 两种工作模式：终端、中继。ATC600-Z做中继透传，ATC600-Z到ATC600-C的传输距离空旷1000m,ATC600-C可接收ATE系列传感器、 AHE等传输的数据，1路485,2路警报出口。 | |
| 环境温湿度 | WHD |
| WHD温湿度控制器产品主要用于中高压开关柜、端子箱、环网柜、箱变等设备内部温度和湿度调节控制。工作电源：AC/DC85～265V工作温度：-40。0℃～99。9℃工作湿度：0RH～99RH |
| 水浸传感器 | RS-SJ-*-2 |
| 接触式水浸传感器，监测变电所、电缆沟、控制室等场所积水情况，工作电源：DC10-30V工作温度：－20℃+60℃工作湿度：0%RH~80%RH响应时间：1s继电器输出：常开触点。 |
| 摄影机 | CS-C5C-3B1WFR |
| 支持720P高清图像，*高支持分辨率可达到130万像素（1280*960)内置麦克风与扬声器具有语英双向对讲功能，支持萤石云互联网服务，通过手机、PC等终端实现远程互动和视屏观看。 |
| 烟雾传感器 | BRJ-307 |
| 光电式烟雾传感：电源正极（DC12V):+12V 继电器输出：常开触点 |
| 门禁 | MC-58(常开型） |
| 常开型；感应距离：30-50mm材质：锌合金，银灰色电度，干接点输出。 |
| 配套附件 | ARTU-K16 |
| 常开型；感应距离：30-50mm材质：锌合金，银灰色电度干接点输出 |
| KDYA-DG30-24K |
| 输出DC24V;24V电源 |
7、结语
智能变电站运行期间，要合理的应用运维技术，依据智能变电站的实际情况，对管理形式和内容进行合理创新，构建一套完善的技术方案，实现对智能变电站的*效管理与控制，满足智能变电站的运维管理需求。
参考文献
[1]严孝顺,陆茹.智能变电站一次设备运维管理问题分析[J].科技创新与应用,2017(22):122-122.
[2]宋志利,张磊,杨晓冬.智能变电站建设与运维的问题分析与对策[J].电子世界,2017(2):56-56.
[3]毛彪彪.智能变电站的运行维护安全控制问题的研究[J].科学技术创新,2017(18):11-11.
[4]钱凯磊.智能变电站运维问题分析
[5]安科瑞企业微电网设计与应用设计,2022.05版。