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摘要：传统变电站的信号传输方式已经无法满足社会发展需求，光电式和电子式互感器成为变电站信号传输的主流，通过站内采用智能变压器及断路器等设备将数据传输，向外部提供数字式光纤以太网接口，在一次设备基础上，添加智能终端从而实现信号转换。基于光纤以太网，数字化变电站中自动技术的应用得以实现。本文对于数字化变电站运行过程中出现的问题，提出了相应的维护措施。
关键词：数字化；变电站运行；维护策略
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
随着我国经济的快速发展，对电力资源需求量越来越大，对电力质量要求越来越高。变电站作为我国供电网络中的重要环节，担负着电能转换及电能重新分配的重要任务。目前，一般多采用传统变电站，主要采用人工抄表、记录及操作为主，随着大容量发电机组的不断投运，加上大电网及超高压远距离输电网的出现，传统变电站已经无法满足发展需要。数字化变电站中自动化技术的应用促使变电站更加适应现代电力系统管理模式的需求，成为变电站重点发展项目。
一、数字化变电站概述
1、数字化变电站的基本结构
变电站体系结构趋向于分层分布式，数字化变电站系统是由过程层（设备层）、间隔层和变电站层（站控层）三层组成，如图1所示。
过程层直接采集电力系统实时电气量，检测母线、断路器及变压器等设备的状况。间隔层包括安全自动装置、保护装置、测控装置、保护装置、电能计量装置以及故障录波器等设备。间隔层能够实时实现信息数据传输，能够对设备进行一次保护。变电站层主要包括远动装置、操作员站、主机和五防工作站等设备。变电站层需要汇总全站实时数据，向调度中心接收或发送数据，在接收命令后执行过程层，实现站内的人机联系，从而对过程层设备和间隔层设备修改参数、在线维护。
2、数字化变电站的特点及相关技术支撑
2.1 一次设备智能化
采用数字输出的电子式互感器、智能开关等智能一次设备。电子式互感器不含铁芯的结构消除了磁饱和，智能高压电器实现了自动控制、自动检测自身故障、自动调节与远方控制中心的通信等，如：智能化组合电器实现了自动控制。一次设备的避雷器将泄漏电流、动作次数、绝缘污秽等信息送往测量单元，还将避雷器对应的电压互感器的电压信号送至测量单元。
2.2 二次设备网络化
通过合并单元采集非常规互感器的输出信息，然后发送给保护测控设备；一二次设备用光纤传输信息；二次设备间用通信网络交换信息。
2.3 自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能及时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
二、数字化变电站的优点
1、实现光纤数字通信
实现间隔层（网络化的二次设备）和站控层（自动化综合心理管理系统）的数字化通信，并以数字终端形式代替过程层（智能化的一次设备）。实现二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。常规的控制电缆被光缆代替电磁兼容性得到提高。采用光纤传输方式后，变电站一次回路和二次回路实现了有效的隔离，长期以来在变电站因电缆感应，传导的过流、过压现象得以消除。从根本上解决抗干扰问题，不怕雷击、电磁场辐射、串扰，也没有二次回路两点接地的可能性。
2、提高了经济效益
节约了大量的电缆等耗材，具有节能环保、节约社会资源的多重功效。采用光纤数字终端的方式实现了开关的智能化控制，进一步提升了自动化和管理水平，为状态检修创造了条件。设备在线监测，将大大提高设备的使用效率，缩短停电时间，带来良好的经济效益。
3、规范通信协议
由于数字化变电站以后即将采用的是IEC61850标准，即实现统一接口，统一标准，不同厂家设备可无缝对接。
三、数字化变电站的运营维护策略
目前，吉林某地新投运2座智能数字化变电站，分别为数字化变电站220千伏数字化变电站明月变、海兰变。
数字化变电站综合应用光纤设备、智能模块、网络通信、在线监测、一体化电源等新技术。全面实现了主系统到辅助系统的智能化，因此智能设备的维护要求、检测手段、检测指标、作业流程和方法以及智能系统的应用，都给变电站的运行维护工作带来了新课题，同时也对运维人员的技能水平和管理能力以及设备和系统的稳定性提出了更高的要求。
1、数字化变电站操作票管理
倒闸操作的管理是变电站运行安全管理工作的核心。智能变电站由于新增了过程层设备智能终端、合并单元、网络交换机等设备，因此不但应建立完善命名、编号的台账，还应备份各种参数设置，以防止由于设置信息丢失而造成的设备异常。此外，由于数字化变电站大量应用软压板，因此软压板的投退也应纳入操作票管理范畴。监控界面上的保护软压板应有明确且在本间隔唯一的编号，在后台机操作前需输入间隔编号及压板编号确认操作无误。监控后台应具备监视和操作保护装置保护软压板状态的功能，包括保护功能投入软压板(如差动保护软压板、距离保护、零序保护等)和保护出口软压板(如跳闸出口、重合闸出口等)。
2、数字化变电站倒闸操作管理
倒闸操作安全管理数字化变电站现场倒闸操作可以通过就地操作、遥控操作、顺序控制操作来完成。遥控操作、顺控操作的设备应满足有关技术条件。数字化变电站具备一键式顺控操作的功能，而顺控操作也应填写操作票，并具备操作、监护双机操作条件，操作项目应保证安全、可靠、正确。顺序控制操作前，应确认当前运行方式符合顺序控制操作条件。顺控操作执行时，监控后台应以规范的操作票模式显示顺控票，逐步显示每步操作进程。顺序控制操作过程中，如果出现操作中断，运维人员应立即停止顺序控制操作，检查操作中断的原因并做好记录。顺序控制操作中断后，若设备状态未发生改变，应查明原因并排除故障后继续顺控操作，若无法排除故障，可根据情况转为常规操作。转为常规操作应根据调度命令按常规操作要求重新填写操作票。顺控操作结束后，现场运行人员应核对设备最终状态并检查无异常信息后完成此次操作。
3、数字化变电站二次压板运行维护管理
智能化变电站正常运行时，按整定及运行要求投退保护装置的功能软压板、GOOSE数字化变电站软压板、SV数字化变电站软压板，放上智能终端装置的跳、合闸出口硬压板，取下装置“检修状态硬压板”。保护测控一体化装置的“远方切换定值区软压板”、“远方控制数字化变电站GOOSE数字化变电站软压板”、“远方操作软压板”正常置“远方”位置，严禁改变状态。“远方切换定值区软压板”、“远方控制数字化变电站GOOSE数字化变电站软压板”、“远方操作软压板”“检修状态硬压板”只在保护装置或智能终端装置就地投退。监控后台操作保护装置软压板时，应在后台相应“间隔单元”的压板分图界面中核对软压板实际状态，确认后继续操作。保护装置“检修状态硬压板”投入后，必须查看保护装置指示灯情况、液晶面板变位报文或开入变位，确认后继续操作。智能终端装置“检修状态硬压板”投入后，必须查看智能终端面板指示灯，确认后继续操作。合并单元装置“检修状态硬压板”投入后，必须查看合并单元面板指示灯，确认后继续操作。正常运行时严禁投入智能终端、保护测控等装置的检修压板。除装置异常处理、事故检查等特殊情况外，禁止通过投退智能终端的跳、合闸压板投退保护。
数字化变电站间隔设备检修时，应退出本间隔所有与运行设备二次回路联络的压板（保护失灵启动软压板，母线保护、主变保护本间隔采样通道软压板等），检修工作完成后应及时恢复并核对。
4、数字化变电站防止电气误操作措施。
为确保操作正确性和可控性,杜绝误操作的发生，操作票的每一步都必须有严格的执行条件；采用二元法判据；采用双位置遥信；提供执行结果信息在执行过程中必要时可以上送操作主站以便进行人为干预；提供间隔层联锁功能；要求电气开关柜本身具有防误措施等等，这些措施的采取对于程序化操作的正确执行具有重要的作用。
结束语
当前，传统变电站的发展存在较大瓶颈。为满足不断增长的电力资源需求，通过应用自动化技术，加快数字化变电站的深入发展，提高变电站工作效能，从而提供稳定、高效、高质量的电能，为我国经济发展做出贡献。
参考文献
[1]魏巍;李泽滔.110kV数字化变电站的设计[A].2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集.2010：102-103.
[2]臧春艳;徐科;吴涛.数字化变电站网络架构浅析[A].中国智能电网学术研讨会论文集.2011：89-90.
[3]鄧成兰;宋磊;宋庆.浅谈数字化变电站运行维护策略[A].2011年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）.2011：98-99.
关键词：数字化；变电站运行；维护策略
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
随着我国经济的快速发展，对电力资源需求量越来越大，对电力质量要求越来越高。变电站作为我国供电网络中的重要环节，担负着电能转换及电能重新分配的重要任务。目前，一般多采用传统变电站，主要采用人工抄表、记录及操作为主，随着大容量发电机组的不断投运，加上大电网及超高压远距离输电网的出现，传统变电站已经无法满足发展需要。数字化变电站中自动化技术的应用促使变电站更加适应现代电力系统管理模式的需求，成为变电站重点发展项目。
一、数字化变电站概述
1、数字化变电站的基本结构
变电站体系结构趋向于分层分布式，数字化变电站系统是由过程层（设备层）、间隔层和变电站层（站控层）三层组成，如图1所示。
过程层直接采集电力系统实时电气量，检测母线、断路器及变压器等设备的状况。间隔层包括安全自动装置、保护装置、测控装置、保护装置、电能计量装置以及故障录波器等设备。间隔层能够实时实现信息数据传输，能够对设备进行一次保护。变电站层主要包括远动装置、操作员站、主机和五防工作站等设备。变电站层需要汇总全站实时数据，向调度中心接收或发送数据，在接收命令后执行过程层，实现站内的人机联系，从而对过程层设备和间隔层设备修改参数、在线维护。
2、数字化变电站的特点及相关技术支撑
2.1 一次设备智能化
采用数字输出的电子式互感器、智能开关等智能一次设备。电子式互感器不含铁芯的结构消除了磁饱和，智能高压电器实现了自动控制、自动检测自身故障、自动调节与远方控制中心的通信等，如：智能化组合电器实现了自动控制。一次设备的避雷器将泄漏电流、动作次数、绝缘污秽等信息送往测量单元，还将避雷器对应的电压互感器的电压信号送至测量单元。
2.2 二次设备网络化
通过合并单元采集非常规互感器的输出信息，然后发送给保护测控设备；一二次设备用光纤传输信息；二次设备间用通信网络交换信息。
2.3 自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能及时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
二、数字化变电站的优点
1、实现光纤数字通信
实现间隔层（网络化的二次设备）和站控层（自动化综合心理管理系统）的数字化通信，并以数字终端形式代替过程层（智能化的一次设备）。实现二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。常规的控制电缆被光缆代替电磁兼容性得到提高。采用光纤传输方式后，变电站一次回路和二次回路实现了有效的隔离，长期以来在变电站因电缆感应，传导的过流、过压现象得以消除。从根本上解决抗干扰问题，不怕雷击、电磁场辐射、串扰，也没有二次回路两点接地的可能性。
2、提高了经济效益
节约了大量的电缆等耗材，具有节能环保、节约社会资源的多重功效。采用光纤数字终端的方式实现了开关的智能化控制，进一步提升了自动化和管理水平，为状态检修创造了条件。设备在线监测，将大大提高设备的使用效率，缩短停电时间，带来良好的经济效益。
3、规范通信协议
由于数字化变电站以后即将采用的是IEC61850标准，即实现统一接口，统一标准，不同厂家设备可无缝对接。
三、数字化变电站的运营维护策略
目前，吉林某地新投运2座智能数字化变电站，分别为数字化变电站220千伏数字化变电站明月变、海兰变。
数字化变电站综合应用光纤设备、智能模块、网络通信、在线监测、一体化电源等新技术。全面实现了主系统到辅助系统的智能化，因此智能设备的维护要求、检测手段、检测指标、作业流程和方法以及智能系统的应用，都给变电站的运行维护工作带来了新课题，同时也对运维人员的技能水平和管理能力以及设备和系统的稳定性提出了更高的要求。
1、数字化变电站操作票管理
倒闸操作的管理是变电站运行安全管理工作的核心。智能变电站由于新增了过程层设备智能终端、合并单元、网络交换机等设备，因此不但应建立完善命名、编号的台账，还应备份各种参数设置，以防止由于设置信息丢失而造成的设备异常。此外，由于数字化变电站大量应用软压板，因此软压板的投退也应纳入操作票管理范畴。监控界面上的保护软压板应有明确且在本间隔唯一的编号，在后台机操作前需输入间隔编号及压板编号确认操作无误。监控后台应具备监视和操作保护装置保护软压板状态的功能，包括保护功能投入软压板(如差动保护软压板、距离保护、零序保护等)和保护出口软压板(如跳闸出口、重合闸出口等)。
2、数字化变电站倒闸操作管理
倒闸操作安全管理数字化变电站现场倒闸操作可以通过就地操作、遥控操作、顺序控制操作来完成。遥控操作、顺控操作的设备应满足有关技术条件。数字化变电站具备一键式顺控操作的功能，而顺控操作也应填写操作票，并具备操作、监护双机操作条件，操作项目应保证安全、可靠、正确。顺序控制操作前，应确认当前运行方式符合顺序控制操作条件。顺控操作执行时，监控后台应以规范的操作票模式显示顺控票，逐步显示每步操作进程。顺序控制操作过程中，如果出现操作中断，运维人员应立即停止顺序控制操作，检查操作中断的原因并做好记录。顺序控制操作中断后，若设备状态未发生改变，应查明原因并排除故障后继续顺控操作，若无法排除故障，可根据情况转为常规操作。转为常规操作应根据调度命令按常规操作要求重新填写操作票。顺控操作结束后，现场运行人员应核对设备最终状态并检查无异常信息后完成此次操作。
3、数字化变电站二次压板运行维护管理
智能化变电站正常运行时，按整定及运行要求投退保护装置的功能软压板、GOOSE数字化变电站软压板、SV数字化变电站软压板，放上智能终端装置的跳、合闸出口硬压板，取下装置“检修状态硬压板”。保护测控一体化装置的“远方切换定值区软压板”、“远方控制数字化变电站GOOSE数字化变电站软压板”、“远方操作软压板”正常置“远方”位置，严禁改变状态。“远方切换定值区软压板”、“远方控制数字化变电站GOOSE数字化变电站软压板”、“远方操作软压板”“检修状态硬压板”只在保护装置或智能终端装置就地投退。监控后台操作保护装置软压板时，应在后台相应“间隔单元”的压板分图界面中核对软压板实际状态，确认后继续操作。保护装置“检修状态硬压板”投入后，必须查看保护装置指示灯情况、液晶面板变位报文或开入变位，确认后继续操作。智能终端装置“检修状态硬压板”投入后，必须查看智能终端面板指示灯，确认后继续操作。合并单元装置“检修状态硬压板”投入后，必须查看合并单元面板指示灯，确认后继续操作。正常运行时严禁投入智能终端、保护测控等装置的检修压板。除装置异常处理、事故检查等特殊情况外，禁止通过投退智能终端的跳、合闸压板投退保护。
数字化变电站间隔设备检修时，应退出本间隔所有与运行设备二次回路联络的压板（保护失灵启动软压板，母线保护、主变保护本间隔采样通道软压板等），检修工作完成后应及时恢复并核对。
4、数字化变电站防止电气误操作措施。
为确保操作正确性和可控性,杜绝误操作的发生，操作票的每一步都必须有严格的执行条件；采用二元法判据；采用双位置遥信；提供执行结果信息在执行过程中必要时可以上送操作主站以便进行人为干预；提供间隔层联锁功能；要求电气开关柜本身具有防误措施等等，这些措施的采取对于程序化操作的正确执行具有重要的作用。
结束语
当前，传统变电站的发展存在较大瓶颈。为满足不断增长的电力资源需求，通过应用自动化技术，加快数字化变电站的深入发展，提高变电站工作效能，从而提供稳定、高效、高质量的电能，为我国经济发展做出贡献。
参考文献
[1]魏巍;李泽滔.110kV数字化变电站的设计[A].2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集.2010：102-103.
[2]臧春艳;徐科;吴涛.数字化变电站网络架构浅析[A].中国智能电网学术研讨会论文集.2011：89-90.
[3]鄧成兰;宋磊;宋庆.浅谈数字化变电站运行维护策略[A].2011年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）.2011：98-99.