数字化变电站二次设备运行维护的研究

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2018/5/8来源:《电力设备》2017年第36期文/柴见利 王文勃
[导读]摘要:近几年来,随着现代科学技术的发展,数字化变电站二次设备在电力系统中的应用也日益广泛,虽然促进了数字化变电站的进一步发展,但对数字化变电站的日常维护和管理也有了更高、更严格的要求。

        (华润电力登封有限公司  河南登封  452473)
        摘要:近几年来,随着现代科学技术的发展,数字化变电站二次设备在电力系统中的应用也日益广泛,虽然促进了数字化变电站的进一步发展,但对数字化变电站的日常维护和管理也有了更高、更严格的要求。数字化变电站运行维护与管理不合理的问题日益突显,对变电站的正常运行造成了严重的影响。
        关键词:数字化变电站  二次设备  维护  研究
        一.数字化变电站的特点
        1 数字化变电站的定义
        在当前技术条件下,对数字化变电站的普遍理解是以数字式互感器、智能型断路器为基础,通过高速网络通信平台,使用IEC 61850标准通信协议,能够实现运行状态的数字化传输,满足变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作的现代化变电站。
        2 数字化变电站的技术特点
        数字化变电站有别于传统综合自动化变电站,常规变电站自动化系统应用特点是变电站二次系统采用单元间隔布置形式,装置之间相对独立,装置间缺乏整体的协调和功能优化,输入信息不能共享、接线比较复杂、系统扩展复杂,图1为传统变电站结构示意图。
        数字化变电站是综合自动化技术的进一步发展,相比于传统变电站,数字化变电站有如下三个技术特点
        (1)数字化的一次设备
        用数字式互感器替代传统电磁式互感器,目前常用的数字式互感器主要有磁光式、全光纤式和电子式。断路器使用的是智能型断路器或者用传统的断路器加装智能单元,实现信号的数字化转换,并且能够接受数字化信息指令改变运行状态。
        (2)网络化的二次设备
        一次设备和二次设备之间不再使用传统的电缆连接,而是采用百兆光纤以太网,站内除了少量的直流、交流电源电缆,二次电缆全部被光缆替代。
        (3)标准化的通信协议
        目前数字化变电站普遍使用的是IEC 61850标准通信协议,具有良好的完整性、系统性和开放性,使站内设备的互操作性大大加强,为实现信息资源共享、自动化功能集成创造了良好的条件。
        二、电气二次设计
        电气二次设计主要是指针对主线路的一次设备,进行一次设备参数的测量设计、检测设计以及控制电路的设计。电气二次设计的对象主要有:工业电视系统、直流电源系统、元件继电保护、变电站计算机监控系统、直流电源系统、自动化工程安全监测系统等。
        在电气二次设计过程中,经常会遇见的问题主要包括:继电保护问题、电气安全问题、光纤总纵保护问题、流变和压变的级次选择配置问题等。
        继电保护问题。继电保护主要包括元件继电保护以及系统继电保护。元件继电保护主要是指对变压器的继电保护,主要包括厂用变压器保护、发电机保护以及变压器组保护等。系统继电保护主要是反应系统中无法正常运行的元件,并把这些出现故障的元件从系统中切除。在继电保护运作过程中常出现的问题是保护装置拒动。而继电保护双重化配置可以避免这一问题。继电保护双重化配置要求安装保护装置时,应切断所有相关电源;每一套保护装置运行时,都应有自己独立的电流回路和交流电压;任何一套保护装置停止运行时,都不应影响另一座保护装置的运行;保护配合装置与断路器的相关回路也要独立运行。
        电气安全问题。在电气二次设计中,除了要保证设计的专业化,还要防止重大生产事故的发生,保证电力的安全生产。这需要在电气二次设计时,加入安全防误装置。安全防误装置需要同电力系统同步设计、同步施工、同步投入运行。
        三、如何对数字化变电站二次设备运行进行维护
        (一)继电保护的校验
        按照IEC61850的标准,目前国内数字化变电站开始建设过程层、间隔层与分站控层,同时具备二次设备的网络化、运行管理的自动化与一次设备的智能化等 优势,可有效实现设间信息共享、传输与使用。首先,数字化变电站中光缆技术数字化信息输送作用。当完成信息采集时,一次设备可自动把信息转换成数字量,在应用光缆技术把相关信息输送至测控保护的装置中,然后把信息传递至后台监控的系统中。此外,应用光缆技术来进行信息传输,可以实现监控体系与保护装置对一次性设备的监督与控制。
        (二)分析运行的监视以及故障
        在一次设备和二次设备间,需传输开关位置的信号与控制的信号。通常在数字化变电站中,需要应用以太网进行信息传输,也就是应用以太网对间隔层、与过程层、数字化变电站层与间隔层进行连接,经网络信息的自动化操作,可以实现自测要求,这样若出现问题,可以及时发现。此外,应用以太网来传输信息,在互联网体系中,经网络接口可设置故障的录波功能设备,从而完成信息记录和监控工作。同时,通过传感器与微机技术,也可以检测信息采集情况,如果发现相关问题可以及时报警并处理,从而保证电网运行安全性。
        (三)加强二次设备运行维护力度
        与其他变电站比起来,数字化变电站主要优势是信息化,特别在设备方面。数字化变电站中二次系统与高压断路器,采用了电力电子的技术、传感器的技术与微机技术,主要特点包含以下三点:其一,在设备开启使用中,微机技术与电力电子的技术逐渐替代了传统辅助开关以及继电器,并按照电压的波形图以合闸位置对电压进行调整,以便相关人员准确掌握跳闸和合闸时间,保证电压稳定性。其二,应用微机技术能够直接处理设备信息,可以准确检测设备缺陷与执行功能,无需专门控制系统处理。其三,自行检测。数字化变电站中断路器监控设备系统若产生问题,会自动报警,同时提供检修的数据,然后通过IED、二次系统与智能化的软件实现智能化的操作,在应用以太网将信息传输到二次回路的系统中。由此可见在智能化的开关运维过程中,需全面考虑二次设备情况,严格监控设备运行状态,保证数据有效、正确与真实,提高智能化的开关运作效果。另外,在数字化变电站的数字化设备中,主要包含电子的互感器,而在电子的互感器运维过程中,需明确其和传统互感器之间的区别,按照实际情况实施分析和试验。
        (四)强化数字化变电站运维队伍建设
        只有运维队伍不断提高自身业务能力与知识水平,才可以及时发现数字化变电站的故障,并提出有效解决措施,确保电网正常运行。此外,应按照不同设备的型号探索按照方式,针对设备型号进行按照与记录,这样如果数字化变电站出现问题,相关人员可以充分结合工作的经验,明确故障发生位置。同时各个电力企业需不断培训员工专业知识,创造学习的机会;聘任一些专业技术人员与管理人员;加强工作人员交流与沟通;提高企业员工实践的能力,工作人员也应重视经验积累。
        (五)提高技术稳定性与可靠性
        数字化变电站二次设备运维工作重要保证就是技术稳定性与可靠性,良好的技术可确保整个电网运行的安全性。在国内技术水平不断提高的背景下,相关电力企业应该不断提高自身技术水平,积极引进各种先进技术的设备,降低事故发生率,防止出现大面积运维的情况。另外,运维技术人员应全面掌握二次设备运维的方式方法,尽可能保证电力系统稳定性与可靠性
        结束语:随着数字化变电站建设的不断加快,为了确保数字化变电站的安全运行,在对其电气二次部分设计时一定要做到科学规范。本文提出的设计方案很好地解决了当前数字化变电站设计中存在的不足,希望能够为同行提供一定的指导意义。
        参考文献:
        [1]陈淑芝,赵双石.数字化变电站中的电气二次设计[J].高科技与产业化.2010(12).
        [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.2008(05).