智能变电站二次设备的故障检修及维护

　　摘要：智能变电站工程技术人员在二次设备故障检修及运行维护过程中，应按照智能变电站的相关技术规程、规范进行操作。在操作过程中，要对智能变电站二次设备运行图纸、GOOSE虚端子和SV虚端子进行智能化监控，对二次设备故障性质特点的判断要及时准确。在对智能变电站二次设备及组件认真核对判别时，应集中开展二次设备的监控业务，强化对变电站对二次设备的集控智能化运维新模式，以确保在变电站二次设备故障检修和运行维护中，进一步提升对变电站二次设备故障发现能力和处理技术能力，提升智能变电站安全稳定运行水平。

　　一直以来，供电公司无人值守变电站都是由电力调控中心监控管理，当调控中心监控人员发现变电站二次设备运行异常后，变电站的运维站人员会立即前往变电站查看二次设备实际运行情况，这种作业方式会导致变电站故障检修和运行维护的管理链条较长。而实现变电运智能化维新新模式后，将会大力推进运维人员由“专科医生”向“全科医生”的转变，从而提升变电站运维监控强度、设备管理细度，使生产信息化程度和队伍建设力度更具有显著意义。

　　1.智能变电站二次设备故障分析及处理操作方法

　　智能变电站作为智能电网的重要组成部分，是智能电网研究与实施的基础，也是智能电网建设的关键环节。与传统变电站相比，智能变电站以功能集成化、结构紧凑化、占地节约化为目标，采用了电子式互感器、合并单元、智能终端的新设备，在经济、节能、环保等方面优势明显。但由于合并单元、智能终端、交换机、电子式互感器、保护装置、时间同步装置等，变电站存在硬件故障率高、软件缺陷多等诸多问题，如何提升智能变电站二次设备故障分析与处理效率，对保障智能变电站安全运行至关重要。

　　智能变电站监控后台实现“合并单元失电告警”后，合并的单元终端与其他装置将会导致SV通信中断，面板信号灯全灭。这一故障将会影响所有与该合并单元相关的链路通信及SV数据，相关保护装置工测控装置告警，并退出保护功能。经工作人员现场检查后台，确认是否有直流异常告警信号；若无，则可能为装置电源板故障或装置直流空气开关故障。通过检查来判断故障点，方法是用万能表测量装置电流空气开关与装置电源板各处置流量值，若空气开关下端值异常，则空气开关故障；如装置电源端子上直流值正常，输出电压值异常则认为装置电源故障。

　　当变电站发生电源板故障时，需要更换电源板，更换后做电源模块试验，并检查所有与合并单元相关的链路通信正常。若为空气开关故障，更换空气开关后确认装置正常启动。如果判断是二次回路断线故障，就应当检查电流互感器二次回路是否断线，电流互感器正常而其他不动，说明线圈断线。智能变电站的二次设备应采用低噪音、低能耗、先进的绝缘全封闭设备，这样才会最大限度减少二次设备故障率。智能变电站二次设备应融合智能化技术规范，在二次设备维运管理过程中，当二次设备发生相应的故障时，变电站应具备相应的故障处理功能和故障设备主动切换功能，供电公司的运维检修部门、调度部门，在开展二次设备故障相关处理工作时，要依据变电站二次设备故障处理的相关规范，对变电站二次设备故障进行处理，处理方式要通过智能化手段来实现。

　　2.二次设备运用智能化手段提升设备运检效率

　　变电站二次设备实现智能化管理，将实现二次设备综合设备缺陷分析、反事故措施、设备缺陷的专项治理以及二次设备的重点维护等。变电站二次设备实现智能化，能够不断加强各专业变电二次设备检修停电平衡管理，按照“线路配合变电、低压配合高压”的原则，做到“一停多用”，智能化管理可以优化变电站二次设备检修时的停电方案，强化变电站二次设备风险分析和作业现场管控，检修技术人员可以根据设备定期评价和动态评价结果，做到“应检必检”。

　　变电站二次设备采取智能化运维管理模式，还能避免供电公司运检人员捉襟见肘的现象，可以集中力量做好变电站二次设备运维检修及优化变电站二次设备的布局，实现变电站二次设备故障及运维智能化，以此来提升智能化水平。

　　变电站运维技术人员将承担专业管理、技术支撑、业务实施的职责，从公司层面推行运检体系智能化，可以有效防止员工在二次设备故障处理时的误操作。变电站实施智能化管理，将以标准化作业为依据，以试验规程为标准，时刻注重检修质量和故障处理能力，自主开展智能变电站故障处理和运行维护，这是供电公司对智能变电站自动化水平的有益探索，将进一步推动智能变电站二次设备检修实施进程。

　　变电站二次设备运维实现智能化，可以确保二次设备故障零时差处置。以往当变电站二次设备发生故障后，变电站的抢修人员从驻地驱车赶往变电站，再加上到达现场对二次设备进行的检查和操作，至少要花费一个多小时的时间。遇上地处偏远地区的变电站，就需要大半天时间。而智能变电站可通过操作机器人来执行远程操作指令，当二次设备出现故障后，智能机器人在接到抢修指令后，会在事故发生后第一时间对故障点进行处理，真正实现零时差处置故障。

　　机器人将搭载双路激光雷达传感器，以实现高精度的位置定位；在机械结构设计上，这种机器人被创新研发了可主动锁止浮动越障轮的双驱差速底盘结构，对不同品牌的目标开关柜操作的兼容性也提高了。与普通巡检机器人相比，这款机器人具有更稳定、更可靠、更持久的特点。变电站实现智能化运维后，操作人员在后台就可以启动站内二次设备的抄录专项巡检任务。接到指令后，位于设备区的户外巡检机器人立刻出发前往指定区域，拍摄红外线和可见光照片，完成识别并上传至智能巡检系统。系统对数据进行分析判断，生成巡检报告。

　　3.实现“WLAN网络+”模式提升站内设备故障处理运维水平

　　供电公司在变电站二次设备故障处理和运行维护过程中，应用“WLAN网络+”智能化运行模式，可以集WLAN网络和智能巡检机器人、移动作业、小型微气象站等业务系统于一体，通过安全可信的无线WLAN专网，将上述业务信息统一管理、分析与决策，提升变电站运行状态的感知水平和运维效率，保障人身和设备安全，极大助力变电站智慧物联体系建设。

　　“十四五”期间，智能电网对信息通信新技术的应用提出了更高的需求，而WLAN网络采用的正是中国自研的WAPI技术，以国产密码算法SM4为无线安全准入标准，采用独创的三元安全架构体系，相比于WiFi技术更加安全、可靠，尤其适用于供电公司这种高保密性要求的行业。

　　变电站二次设备故障检修时，通过部署WLAN网络，能够有效解决站内辅控系统改造过程中有线通信方式接入困难、覆盖范围小等问题，实现变电运维人员远程巡视、监控变电站辅助设备的功能。“WLAN网络+”系统，可以强化跨专业、跨部门联合协作和专项攻关，促进产研深度融合，在确保设备安全、人身安全和数据安全的前提下，探索更多WLAN网络应用场景落地，形成一批可推广应用的解决方案，快速推动“WLAN网络+”的应用化进程。

　　为了确保实现智能变电站集各项前沿技术之大成，实现变电站监控系统新设备和新技术成果的全面应用。电网企业积极探索国产化通信服务协议在变电站领域中的使用新途径，以此实现智能变电站后台监控、数据通信网联机、测控装置智能等技术要求，相关技术既要支持国产化CMS通信协议，又要支持MMS通信协议，两者并存，为后续存量变电站智能化改造提供技术验证。同时智能变电站还应通过“国产芯+国产协议”“常规硬件+国产协议”“国产芯+常规协议”等相关协议的应用，为后续供电企业全面推广智能化变电站运维工作积累经验。 “WLAN网络+”系统，可以指令智能操作机器人对变电站内二次设备进行倒闸操作及巡检。当前，智能变电站监控系统都使用了国产芯设备，其中站控层通信首次采用国产化CMS通信协议，取代原MMS协议，在遵循电力系统自动化领域全球通用标准（IEC61850）的前提下，实现了变电站站控制层与间隔层设备之间的通信服务协议国产化。此外，监控系统还配置了冗余后备测控装置、自动化智能运维网关机以及监控系统一键重命名、一键顺控不停电联调和联闭锁可视化验证等应用功能。监控系统的新技术应用与融合，力促新技术落地，从而推动站内监控系统本质安全管控，提升监控系统运维质量和效率，着力建设集自主可控、高效运维、安全稳定于一体的国产化智能变电站自动化系统。

　　4.结语

　　综上所述，为认真贯彻落实国家电网公司关于智能化变电站建设的相关要求，把握好变电站智能化发展建设的契机，供电企业应进一步强化变电站智能化手段在二次设备故障检修中的应用，不断提升变电站标准化、智能化应用水平，提高变电站二次设备运维管理效率，使变电站二次设备故障检修与智能化处理故障手段深度融合，以此确保变电站二次设备智能化、成套化设计，更好的规范变电站二次设备智能化的建设与投运，这对电网发展具有重要意义。

　　（作者单位：国网宁夏电力有限公司固原供电公司）

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