第一篇：基于智能變電站二次設(shè)備模塊化設(shè)計探討論文

摘要：模塊化二次設(shè)備對國內(nèi)廠家生產(chǎn)技術(shù)水平的提高具有重要的作用，其能夠避免社會資源的浪費(fèi)，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本文從二次設(shè)備集成化思路及關(guān)鍵技術(shù)入手，進(jìn)而探討了模塊化二次設(shè)備設(shè)計方案，智能化變電站電氣二次模塊化設(shè)計，以其為相關(guān)設(shè)計人員作理論依據(jù)和重要的參考。

關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計;二次設(shè)備;變電站二次設(shè)備集成化思路及關(guān)鍵技術(shù)

1.1需求分析

二次設(shè)備整合和集成是實現(xiàn)新一代智能變電站最終目標(biāo)的首要任務(wù)及重要途徑。從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的角度來分析，二次設(shè)備按面向間隔配置，每個間隔部署保護(hù)、測控、PMU、計量、錄波等裝置，各裝置功能相互獨(dú)立，可靠性高，維護(hù)方便。隨著計算機(jī)技術(shù)發(fā)展及芯片集成化處理能力不斷提高，在保障電網(wǎng)安全運(yùn)行可靠的前提，將現(xiàn)有成熟應(yīng)用的功能、設(shè)備進(jìn)行集成或整合。

1.2整合方案

針對新一代智能變電站新技術(shù)的提出，可以采用面向多間隔進(jìn)行同類功能集成;面向單間隔進(jìn)行不同類的多功能集成;智能化變電站系統(tǒng)在邏輯上可分為站控層，間隔層和過度層三個層次，站控層設(shè)備集成則采用一體化業(yè)務(wù)平臺。對站控層進(jìn)行優(yōu)化整合，設(shè)置兩套本地功能監(jiān)控主機(jī)，一臺集成監(jiān)控主機(jī)，操作員站，數(shù)據(jù)服務(wù)器，保護(hù)故障信息子站功能，另一臺集成監(jiān)控主機(jī)，操作員站，數(shù)據(jù)服務(wù)器，工程師站功能，其余功能獨(dú)立設(shè)置。

間隔層設(shè)備集成方式采用多功能測控裝置、多合一集成裝置、保護(hù)測控裝置、站域保護(hù)控制裝置、集中式保護(hù);例如將故障錄波裝置和網(wǎng)絡(luò)記錄儀一般獨(dú)立配置和組屏，實現(xiàn)兩者大部分采集單元的共享。35KV線路、并聯(lián)電容器、電抗器、站用變在保護(hù)測控一體化的同時，增加計量插件即可實現(xiàn)計量功能。在間隔層實現(xiàn)全站打印機(jī)優(yōu)化配置。

過程層設(shè)備集成方式采用合并單元智能終端集成裝置，就地柜安裝;完成與一次設(shè)備相關(guān)的功能，包括實時運(yùn)行電氣量采集，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、控制命令的執(zhí)行等。.1.3關(guān)鍵技術(shù)

新型二次設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)有：

(1)集成化二次設(shè)備硬件平臺化技術(shù)，采用通用一體化硬件平臺和插件式功能板件設(shè)計，達(dá)到“插件易更換，裝置易互換”的應(yīng)用效果;模塊化的二次設(shè)備由不同的功能單元組成，包括保護(hù)、測控、故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀、同步時鐘、服務(wù)器、交換機(jī)j輔助控制設(shè)備、交直流饋線單元、交流ATS、直流充電模塊、數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備、二次安防設(shè)備、光端機(jī)、PCM等等、通過不同類型、數(shù)量的功能單元進(jìn)行排列組合，來形成適用于不同電壓等級不同規(guī)模變電站的模塊。同進(jìn)采用模塊化的多CPU硬件架構(gòu)加速內(nèi)部總線統(tǒng)一高效的數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)傳輸處理。

(2)二次設(shè)備功能模塊化和配置組態(tài)技術(shù)，通過裝置支撐軟件提供接口，將應(yīng)用功能與硬件平臺解耦;選配不同的插件和功能模塊組建合適的應(yīng)用裝置;應(yīng)用功能模塊支持可視化編程和配置組態(tài);具有結(jié)構(gòu)清晰、集成度高、擴(kuò)展性好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點。

(3)二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)采集和監(jiān)視技術(shù)，由自檢信息擴(kuò)展至物理板件、通信端口以及邏輯鏈路等監(jiān)測;采用嵌入式采集方式;為二次設(shè)備可視化運(yùn)維、健康評估和狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)支持。

(4)時間同步狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，閉環(huán)時間同步狀態(tài)管理，監(jiān)測量包括對時狀態(tài)測量數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)自檢數(shù)據(jù)，前者對二次設(shè)備外部進(jìn)行對時同步偵測，后者對于二次本身故障進(jìn)行快速偵測，如對時信號狀態(tài)等。采用SNTP問答機(jī)制進(jìn)行時間同步狀態(tài)監(jiān)測;以告警直傳上送時間同步狀態(tài)給調(diào)度。

2二次設(shè)備模塊化設(shè)計

二次設(shè)備采用模塊化設(shè)計，解決傳統(tǒng)建設(shè)模式存在的現(xiàn)場施工量大、施工周期長、建設(shè)質(zhì)量難以掌控、二次設(shè)備接線工作量大的問題。采用預(yù)制電纜，實現(xiàn)一次設(shè)備本體與智能控制柜間的標(biāo)準(zhǔn)化“即插即用”連接;減少現(xiàn)場接線、調(diào)試工作量，最終實現(xiàn)一次設(shè)備與二次設(shè)備、二次設(shè)備間的標(biāo)準(zhǔn)化“即插即用”方案。

模塊的安裝如搭積木玩具一樣，將模塊組裝在相應(yīng)的位置上。便于現(xiàn)場施工，提高施工進(jìn)度與質(zhì)量。首先需要將模塊接口標(biāo)準(zhǔn)化能夠同時實現(xiàn)多個模塊之間的機(jī)械拼接，電氣拼接與網(wǎng)絡(luò)拼接。機(jī)械方面拼接是指模塊的安裝、固定。電氣方面拼接是指多個模塊的裝置電源，外部強(qiáng)弱電開入等接口進(jìn)行整合;網(wǎng)絡(luò)方面拼接是指將多個模塊的以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等網(wǎng)絡(luò)通信方式進(jìn)行整合。

2.1模塊化設(shè)計方案

2.1.1組合二次設(shè)備的模塊式設(shè)計

結(jié)合變電站標(biāo)準(zhǔn)配送式理念，針對組合式二次設(shè)備的特點，在現(xiàn)有硬件系統(tǒng)及生產(chǎn)丁藝不需大改的基礎(chǔ)上，設(shè)計組合式二次柜體，集成多個功能模塊設(shè)備(后臺、服務(wù)器、電源等)，在廠家生產(chǎn)、拼裝、調(diào)試后，以整體形式發(fā)往現(xiàn)場，減少現(xiàn)場施工量及施工周期。組合柜內(nèi)采用固定模塊式設(shè)計，方便后期更換及運(yùn)維。

2:1.2組合二次設(shè)備的即插即用

由廠家在柜內(nèi)設(shè)置集中接線區(qū)，將柜間裝置的輸入輸出信號及電源在集中接線區(qū)進(jìn)行航空插頭配置，通過與柜外的預(yù)制光纜和預(yù)制電纜直接連接，達(dá)到與系統(tǒng)溝通的功能。建議采用裝置加標(biāo)準(zhǔn)件的模式安裝于模塊安裝于本體上，盡量不用或少用緊固件，支持功能單元的在線更換。組合柜與外部預(yù)制線纜在現(xiàn)場可進(jìn)行快速對接，實現(xiàn)即插即用。

2.2模塊化組屏及內(nèi)部接線方案

二次設(shè)備室組屏采用模塊化組屏方式，模塊柜內(nèi)通過采用一體化底座完成屏柜固定及預(yù)制線纜儲纖功能;通過屏間側(cè)壁開孔，完成模塊內(nèi)部走線，減少現(xiàn)場安裝接線。

2.3模塊柜組合二次設(shè)備的即插即用方案

各模塊間及與各一次設(shè)備之間，采用航空插頭實現(xiàn)電氣設(shè)備本體與匯控柜間的標(biāo)準(zhǔn)化連接，采用預(yù)制光纜等“即插即用”連接方式替代現(xiàn)場熔接，減少現(xiàn)場接線、調(diào)試工作量，最終實現(xiàn)一次設(shè)備與二次設(shè)備、二次設(shè)備間的標(biāo)準(zhǔn)化連接方案。

參考文獻(xiàn)

[1]曹楠，王芝茗，李剛等.智能變電站二次系統(tǒng)動態(tài)重構(gòu)初探[J].電力系統(tǒng)自動化，2014(5).[2]郭鑫.智能變電站二次設(shè)備仿真測試技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué)2015.

第二篇：關(guān)于智能變電站設(shè)計的畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告

華 北 電 力 大 學(xué)

畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告

題目： 浙江云林110kV智能變電站設(shè)計

學(xué)生姓名： ** 學(xué) 號： ********** 所在院系： 電氣與電子工程學(xué)院 專業(yè)班級：******** 指導(dǎo)教師： ***** 職 稱： 副教授

2011 年 4 月 5 日

一、選題背景和意義

變電站作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端，要求提供的信息量和實現(xiàn)的集成控制越來越多，因此，目前的變電站迫切需要一個簡約的、智能的系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享，以減少投資，提高運(yùn)行、維護(hù)效率。這些運(yùn)行和管理的需求使智能變電站成為變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展新方向。隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，智能變電站離我們越來越近。

建設(shè)智能變電站（即數(shù)字化變電站）的必要性 1.電力市場化改革的需要

變電站作為輸配電系統(tǒng)的重要組成部分，市場化改革對其也提出了新的要求：從變電站外部看，更加強(qiáng)調(diào)變電站自動化系統(tǒng)的整體信息化程度，和與電力系統(tǒng)整體的協(xié)調(diào)操作能力；從變電站內(nèi)部看，體現(xiàn)在集成應(yīng)用的能力上，也不同于傳統(tǒng)的變電站自動化裝置的智能。2． 現(xiàn)有變電站自動化系統(tǒng)存在的不足

1）裝置功能獨(dú)立，且部分內(nèi)容重復(fù)，缺乏高級應(yīng)用。雖然獨(dú)立的裝置實現(xiàn)了智能，但是卻沒有真正意義上的變電站系統(tǒng)智能，由于功能獨(dú)立，裝置間缺乏整體協(xié)調(diào)、集成應(yīng)用和功能優(yōu)化；高級應(yīng)用功能，如狀態(tài)估計、故障分析、決策支持等尚未完全實現(xiàn)。

2）二次接線復(fù)雜、CT/VT負(fù)載過重由于測量數(shù)據(jù)和控制機(jī)構(gòu)不能共享，自動化裝置之間缺乏通信等原因，變電站內(nèi)二次接線十分復(fù)雜，且系統(tǒng)內(nèi)使用的通訊規(guī)約不統(tǒng)一，不同的廠家使用不同的通訊規(guī)約，在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的時候需要進(jìn)行不同程度的規(guī)約轉(zhuǎn)換，加大了調(diào)試的復(fù)雜性，也增加了運(yùn)行、維護(hù)的難度，給設(shè)計、調(diào)試和維護(hù)帶來了一定的困難，降低了系統(tǒng)的可靠性。同時，存在大量硬接線，造成CT/VT負(fù)載過重。

3）裝置的智能化優(yōu)勢未得到充分利用。由于站內(nèi)各套獨(dú)立的自動化裝置間缺乏集成應(yīng)用，使得智能裝置的作用并未完全發(fā)揮，從而降低了自動化系統(tǒng)的使用效率和投資價值。

4）缺乏統(tǒng)一的信息模型。相互獨(dú)立的自動化裝置間缺乏互操作性，一方面局限了其在站內(nèi)的應(yīng)用，另一方面也給集控中心對信息的集成和維護(hù)帶來困難。

數(shù)字化變電站是基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系上，采用了非常規(guī)互感器、智能化的一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備之間的互操作和信息的共享。因為IEC61850技術(shù)的先進(jìn)性，它將推動我國電力系統(tǒng)自動化控制的變革，為我國電力系統(tǒng)穩(wěn)健、持續(xù)的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，也將產(chǎn)生巨大的效益。數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)發(fā)展的主要方向。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

我國的智能變電站的發(fā)展及研究現(xiàn)狀：

國家電網(wǎng)公司在《國家電網(wǎng)公司“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃》中明確擔(dān)出在‘十一五’期間要研究、實施示范智能變電站。國內(nèi)各網(wǎng)省公司紛紛開始智能變電站試點工程的建設(shè)。

目前，智能變電站技術(shù)很多，有些已成熟，有些還在研究階段，有的還處于概念階段。如：

1）一次設(shè)備智能化的實踐：目前已有應(yīng)用，如淮北桓潭110kV智能變電站。2）二次功能網(wǎng)絡(luò)化的實踐：目前已有工程應(yīng)用，如洛陽金谷園110kV數(shù)字化變電站。

3）設(shè)備狀態(tài)檢修的實踐：智能一次設(shè)備狀態(tài)檢修的實踐，繼電保護(hù)二次設(shè)備狀態(tài)檢修的實踐，目前正在開展研究。

4）站內(nèi)智能高級應(yīng)用方案研究：智能告警及分析決策經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與優(yōu)化控制等，正在研究階段。

5）分布協(xié)同智能控制與智能保護(hù)研究：目前正在研究階段。6）主變壓器應(yīng)用新型光柵式溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)：目前正在研究階段。7）GIS組合電氣應(yīng)用SF6壓力、微水在線監(jiān)測系統(tǒng)。

智能變電站研究、建設(shè)工作尚處于赴階段，重點工作主要集中在智能化開關(guān)設(shè)備的研究開發(fā)，尚不具備大范圍推廣應(yīng)用的基本條件。主要問題表現(xiàn)在： 1）智能變電站沒有相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范、驗收規(guī)范、裝置檢驗規(guī)程、計量檢定規(guī)程、運(yùn)行規(guī)范等，需要在實踐中不斷研究、摸索并制定。

2）智能變電站技術(shù)尚不成熟，在智能設(shè)備檢測裝置、一體化信息、平臺開發(fā)等方面還存在不足之處。

3）智能變電站的投產(chǎn)，使得原有的檢驗手段已不能滿足現(xiàn)場檢驗的需要，亟待研究新的檢測方法，配置相應(yīng)的檢測儀器。

4）智能變電站與傳統(tǒng)變電站的導(dǎo)致在維護(hù)界限、人員分工等方面需要重新劃分。

國外的變電站自動化技術(shù)的發(fā)展：

國外的變電站自動化技術(shù)的發(fā)展是從20世紀(jì)80年代開始的，以德國西門子公司為例，該公司于1985年投運(yùn)了第一套變電站自動化系統(tǒng)LSA-678，此后陸續(xù)在德國及歐洲投運(yùn)的該型變電站自動化系統(tǒng)達(dá)300多套，LSA-678變電站綜合自動化系統(tǒng)1995年在中國正式投運(yùn)。LSA-678系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩類：一類是全分布式系統(tǒng)；另一類是集中與分布式相結(jié)合的系統(tǒng)。這兩類系統(tǒng)均由64MB測控系統(tǒng)、7S/7U保護(hù)系統(tǒng)和8TK開關(guān)閉鎖系統(tǒng)三部分構(gòu)成。

20世紀(jì)90年代，日本在多座高壓變電站采用了以計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的運(yùn)行系統(tǒng)，其主要特點是繼電保護(hù)裝置下放至開關(guān)站，并設(shè)置微機(jī)控制終端，采集測量值和斷路器觸點信息，通過光纜傳輸?shù)街骺刂剖业暮笈_計算機(jī)系統(tǒng)中，斷路器及隔離開關(guān)的操作命令也由主控制室通過光纜下達(dá)至終端執(zhí)行。

總體上來看，國外變電站自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢同國內(nèi)的發(fā)展趨勢基本上一致，分布式變電站自動化系統(tǒng)已逐步成為技術(shù)發(fā)展的主流。

三、設(shè)計（論文）的主要研究內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)

主要研究內(nèi)容：

1）分析智能變電站和傳統(tǒng)變電站的區(qū)別。2）分析智能變電站需求和功能

3）了解數(shù)字化變電站三層網(wǎng)絡(luò)的含義，在變電站內(nèi)，三層網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各智能設(shè)備的類型和特點是什么。

4）了解GOOSE、MMS、SV的組網(wǎng)特性。

5）以浙江110KV云林變?yōu)槔?，對站?nèi)的二次設(shè)備產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控后臺進(jìn)行設(shè)計和配置。其中包括：

Ⅰ.完成智能變電站一次系統(tǒng)設(shè)計

包括變壓器的選擇：變壓器型號及臺數(shù)的確定；變壓器中性點接地方式選擇、變壓器容量的選擇等；電氣主接線設(shè)計：主接線設(shè)計的原則、常見的主接線方式、主接線的經(jīng)濟(jì)技術(shù)方案比較、主接線的確定；短路電流計算的相關(guān)要求和規(guī)定、短路點的選取、短路電流的計算；電氣設(shè)備選擇的原則、主要電氣設(shè)備的選擇等。Ⅱ.完成智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計 包括通信方式設(shè)置，通訊系統(tǒng)協(xié)議等。

本文將以浙江云林110KV變電站為契機(jī)，設(shè)計出技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定、典型的新型智能變電站。

四、工作進(jìn)度安排1、3月25日——4月5日 熟悉課題，收集相關(guān)資料，了解相關(guān)背景知識，進(jìn)行可行性分析2、4月5日——5月15日 學(xué)習(xí)數(shù)字化前沿技術(shù)和數(shù)字化產(chǎn)品測試，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合IEC61850理論基礎(chǔ)，完成課題的主題設(shè)計，其中包括智能變電站的一次和二次系統(tǒng)的設(shè)計，分別分3周時間共計6周進(jìn)行了解和設(shè)計。

3、5月15日——5月25日 完成畢業(yè)設(shè)計論文，分初步完成和最后修改兩步完成。

五、參考文獻(xiàn)

[1] 高 翔 數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù) 北京：中國電力出版社,2008 [2] 高 翔，繼電保護(hù)狀態(tài)檢修應(yīng)用技術(shù)，北京：中國電力出版社,2008.[3] 龐紅梅, 李淮海，張志鑫，周海雁 110kV智能變電站技術(shù)研究狀況 電力系統(tǒng)與保護(hù)控制，2010.3 [4] 易永輝 智能變電站信息采集及相關(guān)應(yīng)用研究 許繼集團(tuán)有限公司 2011 [5] GB 14285-2006 繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程

[6] 35～110KV 變電所設(shè)計規(guī)范 GB 50229-2006 主編部門:中華人民共和國能源部 批準(zhǔn)部門:中華人民共和國建設(shè)部 施行日期:1993 年 5 月 1 日

[7] 《110(66)千伏～220千伏智能變電站設(shè)計規(guī)范》 國家電網(wǎng)公司，2010 [8] DL/T 587-2007微機(jī)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理規(guī)程 [9] 姚春球, 發(fā)電廠電氣部分.北京:中國電力出版社,2008 [10]許繼 Q/XJS 11.050－2001電力系統(tǒng)保護(hù)與監(jiān)控裝置通信規(guī)約[S] [11]殷志良 數(shù)字化變電站中采樣值同步技術(shù)研究[J].華東電力，2008 [12]林宇鋒 智能電網(wǎng)技術(shù)體系探討[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009

六、指導(dǎo)教師意見

該同學(xué)查閱了大量智能變電站相關(guān)參考文獻(xiàn)，對論文題目認(rèn)識清楚，有初步的研究思路，研究計劃合理，完成了開題報告的要求。

指導(dǎo)教師簽名：*****

2011 年 4 月 6 日

第三篇：電力二次設(shè)備狀態(tài)檢修和變電站的標(biāo)準(zhǔn)化管理論文

論文摘要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家重點要害部門提高了對供電質(zhì)量的要求，所以電力設(shè)備狀態(tài)檢修顯得越來越重要。據(jù)《繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全的自動裝置檢驗條例》的要求，常見的繼電保護(hù)，在于可保證繼電功能、安全自動裝置、保護(hù)元件正常運(yùn)行，保證回路的定值和接線準(zhǔn)確的功能。但是如果保護(hù)裝置在兩次校驗中都發(fā)生了問題，那么只能等到該保護(hù)裝置功能的徹底失效時并且需要在以后的校驗中方可發(fā)現(xiàn)原因。倘若與此同時，電力系統(tǒng)偶爾發(fā)生了一些故障，那么保護(hù)裝置就不可能準(zhǔn)確地運(yùn)行。為了解決這方面的問題，本文對變電站二次設(shè)備檢修的工作進(jìn)行了探討并提出了相關(guān)的一些注意事項。

論文關(guān)鍵詞：變電站二次設(shè)備；狀態(tài)檢修；管理

一、變電站二次設(shè)備的狀態(tài)檢修

1.設(shè)備檢修就是為了保持或恢復(fù)設(shè)備完成規(guī)定功能的能力而采取的技術(shù)活動

管好、用好、修好設(shè)備，保證現(xiàn)代化設(shè)備在使用過程中經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)，以滿足生產(chǎn)需要，并使檢修費(fèi)用降到最低，是檢修工作要求達(dá)到的目的。變電站二次設(shè)備狀態(tài)檢修的簡單步驟包括：首先通過設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控測量，然后由檢測最終結(jié)果，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治鼋Y(jié)果，最后合理地安排檢修項目和該項目的時間。通俗地講，就是在第一時間去了解設(shè)備當(dāng)前的工作情況，用先進(jìn)的設(shè)備監(jiān)控儀器開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測（可充分運(yùn)用通信技術(shù)、微電子技術(shù)等），再綜合各方面因素去判斷設(shè)備的目前狀況。在線監(jiān)測、診斷都在狀況檢修的范圍之內(nèi)，其檢修內(nèi)容還包含了設(shè)備管理、驗收和設(shè)備的檢修、故障記錄等多方面。長期以來，電力系統(tǒng)主要的檢修機(jī)制為實施的防范性計劃檢修。改革開放幾十年來，隨著我國實施科教興國戰(zhàn)略，綜合國力迅速提升，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，變電站二次設(shè)備檢修正在由預(yù)防性計劃檢修朝著預(yù)知性狀態(tài)檢修的方向過渡。

2.由各種不同的功能，可將變電站準(zhǔn)確地分為一次、二次設(shè)備

繼電保護(hù)的監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程及自動裝置作為二次設(shè)備的三大組成部分，任何一部分出現(xiàn)故障，都將導(dǎo)致電力系統(tǒng)及設(shè)備無法正常運(yùn)行。在實際工作狀況下，由二次設(shè)備引起的事故偶有發(fā)生，包括不正確運(yùn)行的結(jié)果，往往影響到運(yùn)行設(shè)計人員、產(chǎn)品保障部門等許多方面。由于微型計算機(jī)在繼電保護(hù)上的投入使用，有效提高了斷電保護(hù)系統(tǒng)高效可靠地運(yùn)行，降低了成本，提高了檢修準(zhǔn)確率。

3.監(jiān)測內(nèi)容

設(shè)備狀態(tài)檢測是變電站二次設(shè)備狀態(tài)檢修的主要基礎(chǔ)。變電站二次設(shè)備的主要監(jiān)測對象是：交流測量系統(tǒng)、直流操作、信號系統(tǒng)、邏輯判斷系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、屏蔽接地系統(tǒng)等。其中在交流測量系統(tǒng)內(nèi)包含著TA、TV良好二次回路絕緣、完好的測量元件、完整的回路；直流系統(tǒng)則包含了操作和信號回路絕緣良好以及完整的回路。

4.監(jiān)測方式

變電站二次設(shè)備依賴傳感器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。由此看來，變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測無論是在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上等方面都更容易實現(xiàn)，在不增加多投入狀況下，充分利用當(dāng)前測量方式，這是一般保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測難以實現(xiàn)的。例如二次保險絲的熔斷報警裝置、直流回路的絕緣監(jiān)測、CT、PT斷線的監(jiān)測等。微機(jī)保護(hù)、微機(jī)其自身自診斷裝置技術(shù)的高速發(fā)展，為變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測成為電站故障診斷的完善系統(tǒng)夯實了堅實的基礎(chǔ)。

二、關(guān)于變電站二次設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)注意的幾個事項

1.變電站的二次回路的監(jiān)測問題

由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對一次回路設(shè)備進(jìn)行測量、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)和監(jiān)視運(yùn)行狀況、開關(guān)位置等信號的電氣回路稱為二次回路。變電站的二次回路包括三個回路：斷路器的控制回路、變電站的信號回路、變電站的同期回路。其中，斷路器控制回路的作用是運(yùn)行人員通過回路的控制開關(guān)發(fā)出操作命令，要求斷路器分閘或合閘，然后經(jīng)過中間環(huán)節(jié)將命令傳送給斷路器操動機(jī)構(gòu)，使斷路器能夠分閘或合閘，當(dāng)斷路器完成操作后，由信號裝置顯示已完成操作。連接保護(hù)裝置的二次回路包括交流電流回路、交流電壓回路、直流操作控制回路和信號回路及測量回路。目前，隨著保護(hù)裝置的微機(jī)化，很容易實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測。但是由若干繼電器及連接的各個設(shè)備的電纜組成的二次回路有一個很大的缺點，即分散并且點多。在監(jiān)測各個繼電器觸點的工作狀況中，如果要以在線的方式監(jiān)測回路接線的準(zhǔn)確性與否，不但成本高、不經(jīng)濟(jì)，而且很難做到。所以若要監(jiān)測該問題，應(yīng)從設(shè)備管理方法這一關(guān)鍵點著手，比如設(shè)備驗收管理，最好的方法是可以離線監(jiān)測資料管理。2.二次設(shè)備對電磁抗干擾性的監(jiān)測問題

目前，變電站二次設(shè)備對電磁干擾產(chǎn)生越來越強(qiáng)烈的敏感性，主要是由于大量微電子元件以及高集成電路的廣泛使用。采樣信號失真、元件損壞、自動裝置異常都是電磁波對二次設(shè)備產(chǎn)生干擾的表現(xiàn)。在二次設(shè)備狀態(tài)檢修中及其重要的一項內(nèi)容是：對二次設(shè)備進(jìn)行關(guān)于電磁兼容性的考核試驗。電磁兼容是相對電磁干擾而言的。從電磁能量的發(fā)射和接受而言，電氣和電子設(shè)備在其運(yùn)行中可同時起發(fā)射器和接收器的作用。當(dāng)不希望的電壓或電流信號出現(xiàn)在敏感設(shè)備上并影響其性能時，則稱之為電磁干擾。所謂電磁兼容就是指設(shè)備或系統(tǒng)在包圍它的電磁環(huán)境中能不因干擾而降低其工作性能，它們本身所發(fā)射的電磁能量也不足以惡化環(huán)境和影響其他設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作，相互之間不干擾，各自完成各自正常功能的共存狀態(tài)。為了實現(xiàn)良好的電磁兼容，需要從控制干擾源、降低干擾源與敏感設(shè)備間的耦合程度和提高易受影響設(shè)備的抗干擾能力3個方面協(xié)調(diào)地采取措施。對于設(shè)備的電磁發(fā)射、抗干擾能力應(yīng)符合相應(yīng)的考核及試驗標(biāo)準(zhǔn)。對各個不同廠站的敏感器件、干擾源進(jìn)行必要的監(jiān)測管理。例如檢查二次設(shè)備的屏蔽接地狀況，關(guān)于在微機(jī)保護(hù)裝置旁違規(guī)使用移動通訊設(shè)備的管理等等。

3.一、二次設(shè)備兩者在狀態(tài)檢修方面的相互關(guān)系

電氣一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過程中的高壓電氣設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)、電壓器、斷路器、隔離開關(guān)、自動開關(guān)、接觸器、刀開關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電容器、電抗器、電動機(jī)等。二次設(shè)備是指對一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)，以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號所需要的低壓電氣設(shè)備，如測量儀器、檢查裝置、信號裝置、熔斷器、控制開關(guān)、繼電器、控制電纜等。大多數(shù)情況下，只有在一次設(shè)備停電檢修時，二次設(shè)備才可以設(shè)備檢修。也就是說要首先考慮電氣一次設(shè)備的情況，然后再對二次設(shè)備狀態(tài)檢修進(jìn)行決策分析，保證二次設(shè)備運(yùn)行可靠，從而縮減停電檢修時間，降低檢修成本。

4.二次設(shè)備檢修與設(shè)備管理信息系統(tǒng)的關(guān)系

設(shè)備管理信息系統(tǒng)可以實現(xiàn)計算機(jī)管理設(shè)備的運(yùn)行情況，記錄歷次檢修實驗，從而實現(xiàn)信息共享。因此，許多供電企業(yè)開始建立了該系統(tǒng)，以此來保證在狀態(tài)檢修中做出正確有效的決策。

三、開展?fàn)顟B(tài)檢修過程中需要注意的一些問題

1.需要更新觀念

事物是在不斷運(yùn)動的、變化的，檢修工作人員應(yīng)該解放思想，用變化的思維觀念去解決一些設(shè)備檢修問題，改變傳統(tǒng)的預(yù)防性設(shè)備檢修的思考方式。在變電站二次設(shè)備檢修過程中，要保持冷靜，不能急功近利，要有耐性，切忌尋找一種快速的檢修方法，要記住不可能在短期內(nèi)完成這樣的系統(tǒng)工程，要養(yǎng)成循序漸進(jìn)，腳踏實地的工作作風(fēng)。

2.需要創(chuàng)新體制

國家及企業(yè)建立了電力設(shè)備檢修的一些制度。電力工作人員在只有了解現(xiàn)行專業(yè)制度后，才可以更好地做好檢修設(shè)備的工作，擬好可靠有效地實施方案。比如執(zhí)行相關(guān)專業(yè)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝原則等，改進(jìn)檢修內(nèi)容及方法，合理客觀地追究事故責(zé)任?？傊趯嵺`中不斷完善變電站二次設(shè)備檢修制度，不斷創(chuàng)新體制，總結(jié)探索先進(jìn)的檢修方法，把理論應(yīng)用到實踐中。

3.需要提高檢修工作人員專業(yè)技術(shù)素質(zhì)

在任何一個大型企業(yè)，都需要各類專業(yè)工作人員的協(xié)調(diào)配合工作。狀態(tài)檢修任務(wù)艱巨，影響甚大，更需要各類專業(yè)人員協(xié)同工作，尤其在大型變電站設(shè)備的檢修過程中，更需要專職人員的密切配合，才能保證檢修工作的質(zhì)量。同時，提高電力工作人員的素質(zhì)，可以減少不必要的事故發(fā)生，因為在電力生產(chǎn)中，許多事故的發(fā)生都跟運(yùn)行人員自身素質(zhì)有很大關(guān)系。同時，隨著高電壓等級變電站的增多、帶電作業(yè)的增多、狀態(tài)檢修的推行等，對人員素質(zhì)提出了更高的要求。因此，加強(qiáng)對工作人員的素質(zhì)技術(shù)培訓(xùn)，提高檢修專職人員的素質(zhì)迫在眉睫，只有這樣，才能適應(yīng)不斷增多的高風(fēng)險作業(yè)的要求。

四、結(jié)論

變電站的二次設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修是電力系統(tǒng)部門發(fā)展的必然需要。隨著微機(jī)保護(hù)以及微機(jī)自動裝置自我診斷技術(shù)的大范圍地應(yīng)用，變電站的二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測無論在經(jīng)濟(jì)方面還是在技術(shù)上都是可以解決的。隨著科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，變電站二次設(shè)備狀態(tài)檢修將有力促進(jìn)變電站向著綜合自動化的方向發(fā)展。同時提高檢修人員的檢修技能，保證運(yùn)行設(shè)備的健康水平，已成為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件之一，也是各供電企業(yè)的一項重要工作。

第四篇：變電站智能巡檢機(jī)器人設(shè)計說明書

“小凡”智能機(jī)器人設(shè)計說明書

一、變電站人工巡檢現(xiàn)狀分析

1、人工巡檢的內(nèi)容、方式、周期和要求 根據(jù)《國家電網(wǎng)公司變電站管理規(guī)范》、《無人值守變電站管理規(guī)范(試行)》、《安徽省電力公司變電設(shè)備管理維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》的意見和要求，目前，某供電公司集控站巡視管理規(guī)定如下： 1.1變電站設(shè)備巡視，分為正常巡視（含交接班巡視）、全面巡視、熄燈巡視和特殊巡視，各類巡視應(yīng)做好記錄。

正常巡視(含交接班巡視)：除按照有關(guān)要求執(zhí)行外，有人值守變電站還應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行交接班設(shè)備巡視，必須在規(guī)定的周期和時間內(nèi)完成。無人值班變電站：集控站所轄站每日1次；其它集控站所轄站每2日1次。

熄燈檢查：應(yīng)檢查設(shè)備有無電暈、放電、接頭有無過熱發(fā)紅現(xiàn)象。有人值班變電站，無人值班變電站每周均應(yīng)進(jìn)行1次。全面巡視（標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)巡視）：應(yīng)對設(shè)備全面的外部檢查，對缺陷有無發(fā)展作出鑒定，檢查設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，檢查防誤閉鎖裝置，檢查接地網(wǎng)及引線是否好。無人值班變電站每月進(jìn)行2次，上半月和下半月各進(jìn)行1次。

特殊巡視：應(yīng)視具體情況而定。下列情況時應(yīng)進(jìn)行特殊巡視：大風(fēng)前、后；雷雨后；冰雪、冰雹、霧天；設(shè)備變動后；設(shè)備新投入運(yùn)行后；設(shè)備經(jīng)過檢修、改造或長期停運(yùn)后重新投入系統(tǒng)運(yùn)行后；設(shè)備異常情況；設(shè)備缺陷有發(fā)展時；法定節(jié)假日、重要保電任務(wù)時段等。在法定節(jié)假日、重要保電任務(wù)時段，各無人值班變電站每日至少巡視一次。1.2迎峰度夏期間除正常巡視外，增加設(shè)備特巡和紅外測溫。無人值班變電站每日巡視1次。紅外測溫分為正常紅外測溫、發(fā)熱點跟蹤測溫、特殊保電時期紅外測溫三種。正常紅外測溫周期為各變電站每周不少于一次，晚高峰時段進(jìn)行。主要針對長期大負(fù)荷的設(shè)備；設(shè)備負(fù)荷有明顯增大時；設(shè)備存在異常、發(fā)熱情況，需要進(jìn)一步分析鑒定；上級有明確要求時，如：特殊時段保電等。

發(fā)熱點跟蹤測溫應(yīng)根據(jù)檢測溫度、負(fù)荷電流、環(huán)境溫度、氣候變化等進(jìn)行發(fā)熱值的比對，分析設(shè)備發(fā)熱點變化，確定發(fā)熱性質(zhì)。其周期為有人值守變電站每日1次，晚高峰時段進(jìn)行。無人值班變電站每個巡視日1次或值班長視發(fā)熱情況每日1次。

特殊保電時期、迎峰度夏期間應(yīng)進(jìn)行全面測溫、重點測溫及發(fā)熱點跟蹤測溫。

測溫記錄應(yīng)記錄全面，主要應(yīng)包含發(fā)熱設(shè)備運(yùn)行編號、發(fā)熱部位具體描述、發(fā)熱點溫度、該臺設(shè)備其它相相同部位溫度（或同類型設(shè)備相同部位溫度）、負(fù)荷電流大小、測溫時間、天氣狀況、環(huán)境溫度等信息。

2、人工巡檢有效性分析

變電站值班員進(jìn)行人工巡檢，對運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行感觀的簡單的定性判斷，主要通過看、觸、聽、嗅等感官去實現(xiàn)的。人工巡視對設(shè)備外部可見、可聽、可嗅的缺陷能夠發(fā)現(xiàn)，例如：油位、油溫、壓力、滲漏油、外部損傷、銹蝕、冒煙、著火、異味、異常聲音、二次設(shè)備指示信號異常等。

人工巡檢受人員的生理、心理素質(zhì)、責(zé)任心、外部工作環(huán)境、工作經(jīng)驗、技能技術(shù)水平的影響較大，存在漏巡，漏發(fā)現(xiàn)的可能性。且對于設(shè)備內(nèi)部的缺陷，運(yùn)行人員無專業(yè)儀器或者儀器精確度太低，通過簡單的巡視是不能發(fā)現(xiàn)的，比如油氣試驗項目超標(biāo)，設(shè)備特殊部位發(fā)熱、絕緣不合格等缺陷；還有一類缺陷只能在操作的過程中才能發(fā)現(xiàn)，如機(jī)械卡澀、閘刀分合不到位、閘刀機(jī)構(gòu)箱門損壞等。

另一方面，由于無人值班變電站增多，許多變電站的距離也較遠(yuǎn)，在站內(nèi)出現(xiàn)事故或大風(fēng)、大雪及雷雨后因集控站無法出車不能及時巡視時，造成集控站值班員不能及時了解現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)隱患，危急電網(wǎng)的安全運(yùn)行。特別是無法及時了解出現(xiàn)問題的變電站情況，失去優(yōu)先安排處理的機(jī)會。巡視人員巡視設(shè)備時需要站在離設(shè)備較近的地方，對巡視人員的人身安全也有一定的威脅，特別是在異?，F(xiàn)象查看、惡劣天氣特巡，事故原因查找時危險性更大。

綜上所述，無人值班變電站的人工巡檢存在及時性、可靠性差，花費(fèi)人工較多，存在較大的交通風(fēng)險和巡視過程風(fēng)險，巡視效率低下。

二、變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

“小凡”攜帶紅外熱像儀，高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，聲音探測器三種電站設(shè)備檢測裝置，以自主和遙控的方式代替人對室外高壓設(shè)備進(jìn)行巡檢，以便及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的內(nèi)部熱缺陷及外部機(jī)械或電氣問題。例如異物，損傷，發(fā)熱，漏油等給運(yùn)行人員提供診斷電力設(shè)備運(yùn)行中的事故隱患和故障先兆的有關(guān)數(shù)據(jù)。該機(jī)器人系統(tǒng)的非接觸式移動檢測與變電站綜合主動化的接觸式監(jiān)控結(jié)合，可以真正形成全監(jiān)控方式，大大提高變電站設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。

1、機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

該機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)主要包括基站，移動體控制系統(tǒng)以及由可見光圖像攝像機(jī)，紅外圖像攝像機(jī)和聲音探測器等組成的電站設(shè)備檢測系統(tǒng)三部分。移動體是整個機(jī)器人系統(tǒng)的移動載體和信息采集控制載體，主要包括移動車體，移動體運(yùn)動控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。對于移動體還需要進(jìn)行有效的監(jiān)視、控制和管理，為此建立了一個基站?；九c移動體之間通過無線網(wǎng)橋組成一個無線局域網(wǎng)?？梢姽鈭D像，紅外圖像通過視頻服務(wù)器的視頻流數(shù)據(jù)和移動體控制系統(tǒng)信息等數(shù)據(jù)匯集到網(wǎng)絡(luò)集線器后，經(jīng)無線網(wǎng)橋，網(wǎng)絡(luò)集線器一起通過電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳到運(yùn)行監(jiān)控終端，通過連接到電力系統(tǒng)局域網(wǎng)上的計算機(jī)可根據(jù)訪間權(quán)限實時測覽變電站設(shè)備的可見光和紅外視頻圖像，機(jī)器人本身運(yùn)行情況等相關(guān)信息，并且可以控制機(jī)器人移動體的運(yùn)動等檢測系統(tǒng)由紅外測溫儀和可見光攝像機(jī)等裝置組成，均安裝在移動體即智能巡檢機(jī)器人上。該系統(tǒng)可以完成變電站設(shè)備外觀圖像和內(nèi)部溫度信息的采集和處理考慮到機(jī)器人的運(yùn)行環(huán)境。其中機(jī)器人采用三輪輪式移動小車前2輪為驅(qū)動輪，由1個電機(jī)分別驅(qū)動，差速轉(zhuǎn)向，后1輪為萬向輪。機(jī)器人外形流暢，直線運(yùn)動性與轉(zhuǎn)彎性能好。

2、機(jī)器人控制系統(tǒng)

機(jī)器人系統(tǒng)主要包括移動體運(yùn)動控制子系統(tǒng)和工作子系統(tǒng)兩大部分，移動體運(yùn)動控制子系統(tǒng)硬件由PC104主板和PMAC-104運(yùn)動控制卡和電機(jī)驅(qū)動器組成，主要負(fù)責(zé)機(jī)器人在巡檢過程中的運(yùn)動行為的控制移動。

3、變電站檢測系統(tǒng)

本機(jī)器人系統(tǒng)為變電站設(shè)備非電氣信號的采集提供了一個移動載體平臺，在這個平臺上可以搭建不同的檢測系統(tǒng)或裝置。目前在該平臺上搭建了遠(yuǎn)程在線式紅外熱像儀系統(tǒng)，可見光圖像采集處理系統(tǒng)，聲音采集處理系統(tǒng)。在無人值班變電站一些通過電氣信號難以檢測的運(yùn)行狀態(tài)，例如變壓器漏油，絕緣氣體壓力變化，火災(zāi)和盜竊等可借助機(jī)器人所攜帶的圖像來檢測;變壓器開關(guān)及各種電氣接頭內(nèi)部發(fā)熱可以利用機(jī)器人攜帶的紅外熱像儀來檢測;變壓器等設(shè)備的聲音異?？梢岳寐曇舨杉幚硐到y(tǒng)進(jìn)行識別。3.1遠(yuǎn)程紅外監(jiān)測與診斷系統(tǒng)

本設(shè)計采取在線式紅外熱成像裝置。本系統(tǒng)包括紅外圖像采集裝置，紅外圖像處理模塊，圖像顯示，存儲，查詢和報表生成模塊。該診斷系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的設(shè)備溫度閾值，自動進(jìn)行判斷，對超出報警值的設(shè)備在基站主控計算機(jī)上給出聲音和文本報警;借助可見光圖像識別，能判斷一些關(guān)鍵設(shè)備的內(nèi)部溫度梯度，不但可以形成某一時刻變電站的一些關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)備溫度曲線，也可以生成某一設(shè)備在一定歷史時間內(nèi)的時間—溫度曲線。3.2遠(yuǎn)程圖像監(jiān)測與診斷系統(tǒng)

本系統(tǒng)在無人值守變電站先利用機(jī)器人基站系統(tǒng)對移動體發(fā)送來的可見光圖像進(jìn)行分析，只傳輸分析結(jié)果或待進(jìn)一步確定的圖像。首先對采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理，識別出被監(jiān)測的電力設(shè)備，通過將該圖像與上次采集的圖像進(jìn)行差圖像分析、累積圖像分析、相關(guān)分析、區(qū)域標(biāo)識、紋理描述和評判等處理。結(jié)合對應(yīng)設(shè)備的參數(shù)庫確定其是何設(shè)備。如有畸變發(fā)生則存儲結(jié)果，向上一級傳輸及發(fā)出告警信號。不再傳輸?shù)恼D像可由調(diào)度員人工遠(yuǎn)程調(diào)用。這就使信道的傳送效率大為提高，而且調(diào)度員也不必時刻注視監(jiān)視屏幕。無人值守變電站中的電力設(shè)備種類繁多，針對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程圖像監(jiān)測和狀態(tài)診斷并與其他監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合使變電站運(yùn)行的可靠性大為提高。3.3遠(yuǎn)程聲音監(jiān)測與診斷系統(tǒng)

噪聲檢測子系統(tǒng)是變電站巡檢機(jī)器人功能的一部分，主要是對變壓器的噪聲進(jìn)行采集和分析。通過機(jī)器人攜帶的聲音探測器進(jìn)行噪聲數(shù)據(jù)采集，并將噪聲數(shù)據(jù)經(jīng)過無線網(wǎng)傳回基站。本系統(tǒng)主要包括如下3個模塊

1)噪聲采集傳輸模塊，其任務(wù)是在巡檢機(jī)器人上實時采集噪聲信號，經(jīng)過適當(dāng)?shù)膲嚎s，通過無線網(wǎng)橋傳送回總控制端計算機(jī)。

O2)噪聲信號檢測模塊，其任務(wù)是將移動巡檢機(jī)器人傳回的噪聲與以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷變壓器工作是否正常，如果出現(xiàn)異常，判斷是何種異常。

3)用戶交互模塊，其任務(wù)是根據(jù)檢測的最終結(jié)果給出提示信息或者交互方式，輔助工作人員完成儀表檢測監(jiān)控的任務(wù)，并可根據(jù)工作人員的需要檢測通過其他途徑錄制的噪聲數(shù)據(jù)。

第五篇：淺談智能變電站的二次運(yùn)行維護(hù)與檢修

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淺談智能變電站的二次運(yùn)行維護(hù)與檢修

淺談智能變電站的二次運(yùn)行維護(hù)與檢修

[摘要]：本文通過比較傳統(tǒng)變電站與智能變電站二次設(shè)備構(gòu)建上的不同，闡述了智能變電站在二次運(yùn)行維護(hù)與檢修方面所要掌握的方法和注意點。

[關(guān)鍵詞]：智能變電站 二次設(shè)備 運(yùn)行維護(hù)與檢修

中圖分類號：TM411+.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1引言

基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站是以數(shù)字化變電站為依托，通過采用先進(jìn)的傳感、信息、通信、控制、人工智能等技術(shù)，建立全站所有信息采集、傳輸、分析、處理的數(shù)字化統(tǒng)一應(yīng)用平臺，實現(xiàn)變電站的信息化、自動化、互動化。它以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能。智能變電站的二次設(shè)備的構(gòu)造和功能與傳統(tǒng)變電站存在很大的差異，因此智能變電站的發(fā)展變革了傳統(tǒng)變電站的二次運(yùn)行及檢修模式。

2智能變電站設(shè)備組成

過程層由互感器、合并單元、智能終端等構(gòu)成，完成對一次設(shè)備的監(jiān)測、控制等相關(guān)的功能，包括實時運(yùn)行電氣量測采集、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測、控制命令的執(zhí)行等。

間隔層由保護(hù)、測控、計量、錄波、相量測量等若干個二次子系統(tǒng)組成，在站控層及網(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。

站控層由主機(jī)、操作員站、遠(yuǎn)動通信裝置、保護(hù)故障信息子站和其他功能站構(gòu)成，提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面，實現(xiàn)管理控制間隔層、過程層設(shè)備等功能，形成全站監(jiān)控、管理中心，并與遠(yuǎn)方監(jiān)控/調(diào)度中心通信。

3裝置之間的聯(lián)系方式

智能變電站用光纖以網(wǎng)絡(luò)通信代替了傳統(tǒng)的電纜硬接線，GOOSE、最新【精品】范文 參考文獻(xiàn)

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SV輸入輸出信號為網(wǎng)絡(luò)上傳遞的變量，智能變電站中的GOOSE相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站中的二次直流電纜，SV相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站中的二次交流電纜。層與層之間的聯(lián)系通過SV網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)進(jìn)行，SV網(wǎng)主要是交流采樣數(shù)據(jù)的傳輸，GOOSE網(wǎng)是用來傳輸控制及信號數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)變電站二次設(shè)備相比，智能變電站的交流采樣部分增設(shè)了合并單元，而直流操作及信號采集部分又增設(shè)了智能終端設(shè)備，同時徹底改變了變電站內(nèi)二次設(shè)備之間的聯(lián)系方式，傳統(tǒng)變電站內(nèi)二次設(shè)備之間傳輸?shù)闹饕墙狱c及模擬信號，用控制電纜進(jìn)行傳輸，智能變電站內(nèi)二次設(shè)備之間傳遞的是數(shù)字信號，靠光纖傳輸，同時還需配置大量的數(shù)據(jù)交換設(shè)備。

4智能變電站與傳統(tǒng)變電站的二次設(shè)備運(yùn)行與檢修的不同

4.1裝置的檢驗與故障查找

傳統(tǒng)變電站二次交流及直流回路通過控制電纜連接，其原理與接線關(guān)系可以通過二次圖紙直觀體現(xiàn)。變電站的裝置檢驗，主要根據(jù)裝置具體功能，經(jīng)交流輸入端子、直流端子提供相應(yīng)的故障模擬量或開關(guān)量信息，檢驗裝置的各種邏輯功能及開入開出信號是否符合現(xiàn)場運(yùn)行需要。智能變電站用光纖以網(wǎng)絡(luò)通信代替了傳統(tǒng)的電纜硬接線，因此智能變電站裝置的檢驗無法通過外加故障模擬量或開關(guān)量信息進(jìn)行，只能通過計算機(jī)與裝置的調(diào)試接口連接，直接向裝置輸入相關(guān)數(shù)字量信號檢驗裝置的各種保護(hù)動作邏輯及輸入輸出地正確性。在運(yùn)行維護(hù)與檢修中，以往的查點對信號的工作變成了對配置文件參數(shù)與配置的核對，因此檢修人員需學(xué)會查看配置文件及掌握配置方法。傳統(tǒng)變電站的日常運(yùn)行維護(hù)中，萬用表和鉗形電流表是二次檢修人員不可或缺的儀表，交流電流回路故障主要通過鉗形電流表測量回路電流與裝置采樣值比較，從而判斷交流電流回路的故障點，交流電壓回路及直流回路故障則通過萬用表測量相關(guān)接點電位查找故障所在。在智能變電站中由于裝置與裝置之間的聯(lián)系完全靠網(wǎng)絡(luò)通信維系，一旦發(fā)生故障除了通過裝置本生地各種告警信息判斷故障外，二次檢修人員還必須掌握利用計算機(jī)進(jìn)行信息報文的收發(fā)，以便更有效地判斷故障點。當(dāng)然，由于在智能變電站中，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等通信設(shè)備大量使用，因此二次檢修人員應(yīng)具備對相關(guān)通信設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的技能。

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4.2帶負(fù)荷試驗

帶負(fù)荷試驗是檢驗具備方向保護(hù)功能或需采集多路電流回路保護(hù)裝置的電流、電壓間極性關(guān)系的一項試驗。傳統(tǒng)變電站引起電流、電壓極性關(guān)系錯誤主要是由于流變、壓變二次輸出反接或連接錯誤，如果接線錯誤，則在帶負(fù)荷試驗中相位關(guān)系反映非常明顯。智能變電站中保護(hù)的數(shù)據(jù)采集模塊前移至合并單元，所有二次交流數(shù)據(jù)必須通過合并單元處理后再通過光纖傳送至保護(hù)、測控裝置，由于各間隔二次數(shù)據(jù)的采集處理環(huán)節(jié)相互獨(dú)立，且在傳變過程中存在延時，因此處理不好就會使各間隔輸出數(shù)據(jù)失去同時性，導(dǎo)致裝置誤發(fā)信號甚至誤動作：

110kV某變站是一座110kV／10kV兩個電壓等級的終端變電站，2011年11月該變電站進(jìn)行數(shù)字化改造，該變電站的110kV系統(tǒng)電流、電壓互感器全部使用電子式互感器，10kV系統(tǒng)互感器仍是電磁式互感器。該變電站改造完成之后，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)隨著供電負(fù)荷的不斷提高，主變差動保護(hù)差流也在增大，甚至大過差流越限值，導(dǎo)致差流越限告警。由于高壓側(cè)電流采樣使用光纖信號傳輸，我們無法檢測二次電流值，而低壓側(cè)電流測試結(jié)果與裝置顯示相當(dāng)，無異常。查看差動保護(hù)電流采樣值發(fā)現(xiàn)差流有時高達(dá)0.32A，并且高、低壓側(cè)角差異常，正常運(yùn)行高、低壓對應(yīng)相相差應(yīng)在150°左右（主變?yōu)樾牵?11點接線），但裝置顯示對應(yīng)相相差140°左右。經(jīng)過多方現(xiàn)場排查，終于找出了原因：由于本變電站主變高壓側(cè)是電子式互感器、低壓側(cè)是電磁式互感器，導(dǎo)致兩側(cè)的電流采集存在差異。高壓側(cè)電流的采集：①由電子式互感器的傳感模塊負(fù)責(zé)采集、調(diào)理并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號通過光纖傳給合并單元。②合并單元負(fù)責(zé)將各相遠(yuǎn)端模塊傳來的數(shù)字信號進(jìn)行同步合并處理后傳給保護(hù)裝置。低壓側(cè)電流只需經(jīng)過合并裝置將模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號就可以傳給保護(hù)裝置。由此可以看出，高壓側(cè)電流經(jīng)過兩次采樣后才能到達(dá)保護(hù)裝置，而低壓側(cè)電流只需經(jīng)過一次采樣。所有裝置采樣都會存在一個固有延時約0.75ms（廠家提供數(shù)據(jù)），這樣高壓側(cè)兩次采樣延時約1.5ms，低壓側(cè)采樣延時約0.75ms，兩側(cè)相差0.75ms，導(dǎo)致采樣不同步。可以計算出一個周波的角度差為：（0.75／20）*360=13.5° 廠家現(xiàn)場對差動保護(hù)程序經(jīng)行了升級

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處理，對所差角度進(jìn)行了補(bǔ)償，補(bǔ)償后差流降至0.1A左右。數(shù)字式互感器對我們來說是一個全新的事物，但檢修人員沒能從根本上去認(rèn)識它，對于電磁式互感器，差動保護(hù)帶負(fù)荷試驗時，檢修人員首先關(guān)注的是差流，總認(rèn)為一旦接線錯誤，角度差會非常明顯。對于小的角度差通常認(rèn)為負(fù)荷較小形成的測量誤差。

4.3設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)

4.3.1傳統(tǒng)變電站通信系統(tǒng)的組成：

1、保護(hù)及自動裝置與總控之間的通信；

2、總控與主站及后臺機(jī)的通信。通信中斷不會影響保護(hù)及自動裝置的功能，也不會影響在變電站內(nèi)對一次設(shè)備的操作。因此，通信中斷對運(yùn)行中的一二次設(shè)備不會造成太大的影響。

4.3.2智能變電站通信系統(tǒng)的組成：

1、站控層與間隔層之間的通信；

2、間隔層與過程層之間的通信。其中站控層與間隔層之間的通信相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站的總控與主站及后臺機(jī)的通信。間隔層與過程層之間的通信則是取代了傳統(tǒng)變電站控制電纜的傳輸功能。一旦間隔層與過程層之間的通信中斷，則該間隔的二次部分完全癱瘓，對一次設(shè)備的保護(hù)、監(jiān)控等所有功能全部喪失。

4.3.3運(yùn)行維護(hù)注意點：日常的運(yùn)行維護(hù)中，運(yùn)行檢修人員應(yīng)及時更新觀念，傳統(tǒng)變電站中在運(yùn)行維護(hù)中往往存在“重裝置輕通信”的弊病，在智能變電站中，如果裝置通信中斷，則保護(hù)控制裝置就成了無本之木，失去作用。另外，智能變電站中將原來110kV及以下保護(hù)測控一體化裝置的交流采樣部分劃歸至合并單元，而直流操作及接點輸入輸出部分劃歸至智能終端，對于一臺斷路器而言，保護(hù)及自動裝置的跳、合閘信號通過GOOSE網(wǎng)傳至智能終端。在智能終端處，分別設(shè)計一塊跳閘、合閘壓板。對于傳統(tǒng)變電站，一次設(shè)備運(yùn)行，本間隔部分保護(hù)及自動裝置檢修時，只需退出該套保護(hù)及自動裝置的跳、合閘壓板就不會對運(yùn)行中設(shè)備造成影響。但在智能變電站中，一臺斷路器只對應(yīng)一組跳、合閘壓板，因此智能通過斷開GOOSE網(wǎng)的方法來斷開檢修設(shè)備與運(yùn)行設(shè)備的聯(lián)系。

5結(jié)束語

智能電網(wǎng)的興起，幾乎顛覆了原有對二次系統(tǒng)的認(rèn)識，在二次運(yùn)行維護(hù)與檢修方面需要掌握更多的知識點，許多新設(shè)備、新名詞不斷

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涌出，運(yùn)行維護(hù)人員只有不斷加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，在平時的工作中勤于探索，更新自己的思維方式，才能順應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的潮流。

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