關(guān)于智能變電站運(yùn)行維護(hù)的新問題
智能變電站是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐節(jié)點(diǎn)。國(guó)家電網(wǎng)公司不斷應(yīng)用各類先進(jìn)技術(shù)、工藝、材料,已經(jīng)建成了很多智能變電站,有效解決了傳統(tǒng)變電站信息共享差、互操作性差、操作效率低、二次電纜多等典型問題。
智能變電站的基本特點(diǎn)
智能變電站以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求?;咎攸c(diǎn)具體表現(xiàn)為一次設(shè)備數(shù)字化、智能化,二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化,高級(jí)應(yīng)用互動(dòng)化。
智能組件是區(qū)別于傳統(tǒng)變電站最顯著的特征之一,包含了合并單元和智能終端。合并單元是數(shù)據(jù)采樣、預(yù)處理單元,常規(guī)電壓/電流互感器二次模擬量通過電纜傳輸給合并單元,合并單元A/D模塊將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)后根據(jù)IEC61850-9-1/2或者IEC60044-8協(xié)議經(jīng)光纖傳輸給保護(hù)、測(cè)控、網(wǎng)絡(luò)分析儀等裝置。智能終端是保護(hù)、測(cè)控裝置的控制命令輸出單元,其通過光纖接收來自保護(hù)、測(cè)控裝置發(fā)來的GOOSE命令,將斷路器、隔離開關(guān)的分合閘命令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)繼電器的硬接點(diǎn)輸出,實(shí)現(xiàn)斷路器與隔離開關(guān)的分合閘,同時(shí)還能采集斷路器、隔離開關(guān)位置等開關(guān)量,通過GOOSE網(wǎng)上傳給相應(yīng)的保護(hù)和測(cè)控裝置。智能組件一般就地安裝,大大節(jié)省了二次電纜,減小了信號(hào)傳輸?shù)乃p,提高了采樣精度和控制命令反應(yīng)速度。
全站信息數(shù)字化使各類信號(hào)以數(shù)字量的形式加以傳輸,這必然要求智能變電站采用大量的光纖來取代傳統(tǒng)的二次電纜。光纖的大量應(yīng)用有效解決了傳統(tǒng)二次電纜抗電磁干擾性差、信號(hào)傳輸誤差大、延時(shí)高、多點(diǎn)接地等問題。同時(shí),IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為信息網(wǎng)絡(luò)化傳輸和信息共享標(biāo)準(zhǔn)化提供了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,而光纖正是GOOSE網(wǎng)和MMS網(wǎng)的重要載體。
保護(hù)與測(cè)控裝置中軟壓板的大量應(yīng)用是智能變電站的另一特點(diǎn)。在智能變電站內(nèi)保護(hù)測(cè)控裝置、智能組件僅保留少量的硬壓板,并且平時(shí)很少涉及操作,如檢修壓板、智能終端的分合閘出口壓板等,軟壓板能夠簡(jiǎn)化電氣連接回路,保護(hù)功能投退、保護(hù)出口、定值區(qū)修改、定值修改等均可通過軟壓板進(jìn)行遙控操作,縮短了操作時(shí)間,并為順序控制操作奠定了基礎(chǔ)。與差動(dòng)保護(hù)有關(guān)的斷路器在開關(guān)檢修時(shí)其流變電流端子不再需要短接,只需退出相應(yīng)合并單元SV接收軟壓板,大大簡(jiǎn)化了操作步驟,并且避免了電流互感器二次開路的風(fēng)險(xiǎn)。
由于全站信息共享,防誤閉鎖功能得到完善,大量軟壓板遙控操作的實(shí)現(xiàn),為一鍵式的順序控制操作(簡(jiǎn)稱順控操作)提供了可行性。順控操作大大減少了人工干預(yù),降低了誤操作風(fēng)險(xiǎn),提高了操作效率,縮短了停電時(shí)間。但是也正因?yàn)轫樋夭僮髦羞\(yùn)行人員的參與度大大降低,對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)與二次網(wǎng)絡(luò)的依賴性越來越大,所以要求其具有很高的可靠性和安全性。
設(shè)備巡視要點(diǎn)
眾多高科技、新技術(shù)在智能變電站的推廣應(yīng)用,打破了很多傳統(tǒng)的管理理念,有些新問題無據(jù)可循,有些甚至與現(xiàn)有的管理規(guī)范發(fā)生沖突,給變電運(yùn)行管理部門提出了新的問題與挑戰(zhàn)。
合并單元和智能終端通常以間隔為單位安裝于智能組件柜內(nèi),并且與一次設(shè)備就近安裝。巡視時(shí)首先要檢查柜內(nèi)是否有異響,正常時(shí)沒有聲音;其次檢查設(shè)備各信號(hào)指示燈,正常時(shí)運(yùn)行燈綠色常亮,報(bào)警燈滅,檢修燈滅,GOOSE異常等各類異常燈滅,檢查隔離開關(guān)位置指示燈與設(shè)備實(shí)際位置、系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行方式一致;檢查光纖接口是否緊密,是否有松動(dòng)、脫落現(xiàn)象;檢查熱交換機(jī)運(yùn)行是否正常,尤其室外智能組件柜,柜內(nèi)溫度是否超過允許水平。
當(dāng)智能組件發(fā)生異常時(shí),首先應(yīng)該根據(jù)裝置信號(hào)指示燈與后臺(tái)報(bào)文快速查找異常原因,并將異常現(xiàn)象與原因匯報(bào)給調(diào)度和上級(jí)相關(guān)部門。對(duì)于運(yùn)行人員能夠立即解決且不影響設(shè)備運(yùn)行的異常問題,應(yīng)該立即現(xiàn)場(chǎng)處理。如果一時(shí)無法解決,應(yīng)該等待檢修部門和調(diào)度命令進(jìn)行處理。
對(duì)于涉及保護(hù)的合并單元采樣異常,應(yīng)該退出相關(guān)的保護(hù)功能,如母線電壓合并單元采樣異常,與電壓有關(guān)的保護(hù)應(yīng)該退出運(yùn)行或者取消復(fù)合電壓閉鎖功能;如果與差動(dòng)保護(hù)有關(guān)的合并單元采樣異常,應(yīng)該停運(yùn)相應(yīng)的一次設(shè)備并退出該電流采樣合并單元。
對(duì)于智能終端異常,若保護(hù)分合閘功能、遙控分合閘功能受影響,應(yīng)該立即匯報(bào)調(diào)度,經(jīng)調(diào)度同意可以重啟一次裝置,重啟前需退出相應(yīng)出口功能的軟壓板并投入檢修狀態(tài)硬壓板,重啟后若恢復(fù)正常,先退出檢修狀態(tài)壓板,再投入相應(yīng)的功能壓板;如果不能恢復(fù)正常,應(yīng)根據(jù)調(diào)度命令考慮將相關(guān)的一次設(shè)備停電,并聯(lián)系檢修或廠家對(duì)智能終端進(jìn)行缺陷處理。
智能組件是作為新增的變電設(shè)備,出現(xiàn)異常和故障需要按設(shè)備缺陷管理制度進(jìn)行定性處理。但是目前還沒有統(tǒng)一的此類設(shè)備的缺陷庫,按照智能組件故障時(shí)對(duì)設(shè)備、電網(wǎng)造成的危害程度,將智能組件的缺陷分為緊急、重要、一般3類。其中,緊急缺陷是直接影響保護(hù)功能,會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的缺陷,如合并單元裝置失電、光耦失電、采樣中斷、發(fā)送給保護(hù)裝置的采樣數(shù)據(jù)異常、智能終端GOOSE出口斷鏈、裝置光纖接口脫落等;重要缺陷是不影響保護(hù)的主要功能,但對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生重要威脅的缺陷,如合并單元采樣無效、同步異常、隔離開關(guān)位置異常、熱交換機(jī)故障、與測(cè)控裝置有關(guān)的合并單元采樣數(shù)據(jù)異常、GOOSE斷鏈、裝置信號(hào)指示燈損壞、光纖接口銹蝕、松動(dòng)等。
軟壓板運(yùn)維要點(diǎn)
軟壓板主要包含于主變保護(hù)裝置、測(cè)控裝置以及備自投裝置中,其命名應(yīng)該等同于變電二次設(shè)備的命名,需雙重化命名且全站唯一,即名稱加編號(hào)。但是目前對(duì)于不同的生產(chǎn)廠商,此類裝置中的軟壓板命名規(guī)則不統(tǒng)一,都以各廠家自有的命名規(guī)則進(jìn)行了初始命名,且由于軟件技術(shù)原因,運(yùn)行部門并無權(quán)限修改,有些即使請(qǐng)廠家修改,也因裝置本身的原因而無法滿足運(yùn)維部門的要求,給日常的運(yùn)維工作帶來了不便。
以北京四方的CSC-326F/E數(shù)字式變壓器保護(hù)裝置為例。其軟壓板命名雖可在裝置內(nèi)修改,但是最多只能顯示10個(gè)漢字的字節(jié),或者只能顯示20個(gè)數(shù)字、字母字節(jié),這對(duì)于按雙重命名規(guī)則的某些壓板命名顯然是不夠的,如“1#主變110kV復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)投入壓板1LP1”,共有11個(gè)字母和14個(gè)漢字字節(jié),無法全部顯示,只能顯示到“1#主變110kV復(fù)壓閉鎖過”,這使得在操作中需要核對(duì)設(shè)備命名的操作規(guī)范將無法實(shí)現(xiàn)。
為了解決上述矛盾,保護(hù)測(cè)控裝置中保留設(shè)備的出廠初始命名;在監(jiān)控后臺(tái)機(jī)上采用設(shè)備實(shí)際的雙重化命名;在保護(hù)測(cè)控裝置的顯示屏邊額外制作一個(gè)軟壓板命名對(duì)照表,即保護(hù)測(cè)控裝置中的軟壓板命名和設(shè)備實(shí)際的雙重化命名(典型操作票、微機(jī)開票、實(shí)際操作票中的命名)對(duì)照表;一般的軟壓板操作均采用后臺(tái)遙控操作、順控操作,只需核對(duì)后臺(tái)的軟壓板命名;在現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí),需核對(duì)對(duì)照表來確定軟壓板實(shí)際狀態(tài)。
軟壓板的投退主要在后臺(tái)機(jī)上遙控實(shí)現(xiàn)。在傳統(tǒng)變電運(yùn)行倒閘操作中,為了防止保護(hù)裝置異常而誤分合斷路器,都按照先投功能壓板后投出口壓板,退出時(shí)順序相反。對(duì)于出口壓板,如果是硬壓板,在投入此類壓板時(shí)則需要先測(cè)量壓板兩端確無電壓后方能放上,這可以有效防止誤投壓板或者在裝置故障時(shí)投入壓板引起保護(hù)誤動(dòng)。但是對(duì)于軟壓板,在投入此類GOOSE出口軟壓板前,目前還沒有類似于硬壓板那種有效的方法來檢測(cè)保護(hù)回路的正確性,給設(shè)備的運(yùn)行造成了一定的安全隱患,為了確保安全性,現(xiàn)在的做法僅是在投入軟壓板前檢查與其有關(guān)的保護(hù)測(cè)控裝置無異常、無告警信號(hào),但是還不夠全面和穩(wěn)妥,因此需要設(shè)備廠商或者運(yùn)行管理部門來提供切實(shí)可靠的解決方法。
保護(hù)裝置一般分為跳閘、信號(hào)、停用三個(gè)狀態(tài),傳統(tǒng)變電站均是通過投退相應(yīng)的硬壓板來實(shí)現(xiàn),但對(duì)于智能變電站,這些操作均能通過遙控軟壓板來實(shí)現(xiàn)。跳閘狀態(tài)操作包括保護(hù)功能投入軟壓板、GOOSE出口軟壓板、跳合閘出口硬壓板均在投入位置;信號(hào)狀態(tài)操作包括保護(hù)功能投入軟壓板,GOOSE出口軟壓板、跳合閘出口硬壓板均在退出位置;停用狀態(tài)操作包括保護(hù)功能投入軟壓板、GOOSE出口軟壓板、跳合閘出口硬壓板均在退出位置。
對(duì)于退出部分保護(hù)功能的操作,如取消電壓閉鎖功能,只需在保護(hù)裝置中將該電壓采樣SV接收軟壓板退出即可,又如某個(gè)間隔退出差動(dòng)保護(hù)范圍,也只需在保護(hù)裝置中將該間隔的電流采樣SV接收軟壓板退出即可。
順序控制操作的運(yùn)維要點(diǎn)
常規(guī)變電站的倒閘操作可以通過就地操作、遙控操作、程序操作完成,而智能變電站一鍵式的順控操作正是一種程序操作方式,需要滿足一定的技術(shù)要求和管理規(guī)范。
順控操作的技術(shù)要求首先要求一次設(shè)備均配備電動(dòng)操作機(jī)構(gòu),二次設(shè)備大量采用軟壓板,以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)遙控操作;其次要求全站信息網(wǎng)絡(luò)化傳輸、信息共享,監(jiān)控后臺(tái)能正確采集設(shè)備實(shí)際狀態(tài),能正確發(fā)出控制命令與反校,并實(shí)現(xiàn)可靠的五防閉鎖功能。順控操作還需要有強(qiáng)制模擬預(yù)演的功能,且有人工緊急停止操作的實(shí)現(xiàn)手段。
順控操作規(guī)范與傳統(tǒng)操作有很大的區(qū)別,目前還沒有統(tǒng)一的管理規(guī)范。以變電所監(jiān)護(hù)操作流程為例,在操作過程中,要求每步操作前必須核對(duì)當(dāng)前步設(shè)備命名與狀態(tài),在操作中要求逐項(xiàng)復(fù)誦操作并勾票,而順控操作一鍵式完成,無法滿足現(xiàn)有操作一步打一個(gè)勾的操作規(guī)范,需要運(yùn)行管理部門出臺(tái)新的操作規(guī)范。
目前所執(zhí)行的順控操作規(guī)則是:操作前,現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)所有與操作有關(guān)的一次設(shè)備的實(shí)際初始狀態(tài),在監(jiān)控后臺(tái)核對(duì)軟壓板的實(shí)際狀態(tài);操作時(shí),采用監(jiān)護(hù)操作,嚴(yán)格管理監(jiān)控后臺(tái)操作人員、監(jiān)護(hù)人員登錄權(quán)限;認(rèn)真核對(duì)操作指令和設(shè)備命名,在實(shí)際操作時(shí)履行唱票復(fù)誦制度;操作過程中仔細(xì)監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)改變與操作指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系,如發(fā)生異常應(yīng)立即人工中斷順控操作。操作后,現(xiàn)場(chǎng)檢查一次設(shè)備是否達(dá)到操作目標(biāo)狀態(tài),監(jiān)控后臺(tái)檢查涉及的軟壓板是否達(dá)到操作要求,并且檢查所有設(shè)備均無異常后終結(jié)本次操作。
如果出現(xiàn)操作中斷,首先應(yīng)立即停止順控操作,并現(xiàn)場(chǎng)檢查操作中斷的具體原因,若能排除故障則可繼續(xù)進(jìn)行順控操作,在繼續(xù)操作前重新核對(duì)當(dāng)前步的一次設(shè)備與軟壓板的實(shí)際狀態(tài);若不能排除故障,則應(yīng)取消順控操作,并可根據(jù)實(shí)際情況改為常規(guī)操作。
若中斷后改為常規(guī)操作,如果未執(zhí)行的操作步驟無變化,則可繼續(xù)使用原順控操作票,并在備注欄內(nèi)寫明轉(zhuǎn)常規(guī)操作的原因與開始步數(shù);如果后面的操作步驟有變化,則應(yīng)該匯報(bào)調(diào)度,根據(jù)調(diào)度命令重新填寫常規(guī)操作票,在原順控操作票已執(zhí)行步驟的下一欄內(nèi)蓋“已執(zhí)行”章,并在備注欄內(nèi)寫明操作中斷時(shí)的設(shè)備實(shí)際狀態(tài)、中斷原因,在新的常規(guī)操作票備注欄內(nèi)寫明轉(zhuǎn)常規(guī)操作的原因與當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)。在恢復(fù)操作前,需現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)一次設(shè)備及軟壓板的實(shí)際狀態(tài),確認(rèn)無誤后方可執(zhí)行下一步操作。
變電站運(yùn)行管理的其他問題
智能化的一次設(shè)備(如合并單元、智能終端、智能設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置等)和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備(如MMS網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、GOOSE交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)分析儀、GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)等)其運(yùn)行規(guī)程并不完善,需職能部門明確其調(diào)度管轄范圍、歸口管理部門、異常處理原則規(guī)范。而目前運(yùn)維部門只能參照廠家的設(shè)備說明書編制相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程和總體的處理原則,且各廠家設(shè)備的差異性較大,需統(tǒng)一運(yùn)行規(guī)程來加以管理。
順控典型操作票應(yīng)該納入典型操作票的管理規(guī)范中,應(yīng)該能夠完成各種運(yùn)行方式下的倒閘操作任務(wù),典型操作票編制完成后需要經(jīng)過上級(jí)管理部門審核,并且經(jīng)過測(cè)試、驗(yàn)收合格后,經(jīng)批準(zhǔn)才能投入使用。經(jīng)審核的典型操作票不準(zhǔn)隨意修改,若一次系統(tǒng)接線或者設(shè)備變動(dòng),影響到原本的順控操作,則需要重新修訂典型操作票,并且重新經(jīng)過審核、測(cè)試、驗(yàn)收、批準(zhǔn)等流程。
智能設(shè)備的缺陷處理、事故處理、以及調(diào)試和檢修工作需要采用工作票。對(duì)于需要將一次設(shè)備停電或者做安全措施者,填用變電站第一種工作票,對(duì)不需要一次設(shè)備停電和做安全措施者填用變電站第二種工作票。由于智能變電站網(wǎng)絡(luò)化程度很高,對(duì)于智能設(shè)備的檢修所涉及的間隔將會(huì)很廣,此時(shí)所做的安全措施也需要進(jìn)一步加以規(guī)范。
對(duì)于智能變電站新采用的新技術(shù)、新設(shè)備,上級(jí)管理部門還沒有出臺(tái)與此相關(guān)的缺陷庫,所以對(duì)于智能設(shè)備發(fā)生的缺陷還沒有統(tǒng)一的定性、定級(jí),在目前的實(shí)際操作過程中各單位均按照自己對(duì)缺陷所涉及的影響范圍和危害程度進(jìn)行缺陷填報(bào),缺少一定的一致性和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范依據(jù)。
智能變電站是新材料、新技術(shù)、新工藝的綜合體現(xiàn)。智能化設(shè)備的應(yīng)用、高級(jí)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)等對(duì)運(yùn)行維護(hù)工作提出了很多新課題。一方面,要提高運(yùn)行維護(hù)人員的生產(chǎn)技能水平,增加智能變電站相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn),使其具備設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點(diǎn)、技術(shù)規(guī)范、維護(hù)要點(diǎn)、故障處理等方面的知識(shí)。另一方面,智能設(shè)備的歸口管理部門、職能部門應(yīng)該在智能變電站啟動(dòng)建設(shè)時(shí)提早介入,通過安排專業(yè)人員去設(shè)備廠商進(jìn)行聯(lián)調(diào)試驗(yàn),使一些問題在出廠之前得到解決,避免了后期現(xiàn)場(chǎng)的重復(fù)工作,并且需在投運(yùn)前提前制定相應(yīng)的管理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),用以指導(dǎo)今后的運(yùn)維工作。

責(zé)任編輯:售電小陳
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