直流系统是变电站的一个重要组成部分,直流系统建设的最大的目的是为了保持电力系统运行的稳定和安全。随着科学技术力量的不断强大,许多新型的技术和设备都普遍的使用在了直流系统中,因此,探讨直流系统运行维护,并深入研究当中存在的问题,对今后的系统运行有着重要的意义。本文主要介绍变电站直流系统的构成以及其运行过程中存在的问题和解决措施。
变电站直流系统采用蓄电池和整流装置并列运行,平时整流装置提供整个直流系统的用电和对蓄电池进行浮充方式供电,蓄电池组在断路器合闸和故障时提供电能。其直流系统中的操作电源、合闸电源等设计均成环形供电结构,来保证直流系统的可靠性。
直流系统主要由充电装置、蓄电池组、控制单元、直流馈电单元、监测单元组成,其中主要是充电装置和蓄电池组,在变电站的日常运行维护中要充分认识存在的问题,排除弊端,以便于逐渐完备直流系统运行维护的经验。
充电装置主要由集中控制单元、交流配电单元、充电模块、降压单元、绝缘监测单元等设备构成,当中的充电模块主要是使用n+1的冗余模式。根据设计的基本要求,220V的直流母线电压的合格条件范围必须在±10%内,因为装有硅堆降压装置,为实现更加精确的报警系统,可以将高频开关电源的充电装置精度高和装有硅堆降压,因此,当直流母线%时,系统就会自动报警。另外,母线绝缘降低报警也可设置为正负电源对地电压小于30V。
⑴许多运行维护人员没有注意到充电机电压的日常整定问题。直流系统电压告警中间继电器整定偏高,造成继电器动作断开直流电源,将中间继电器电压整定值改变后恢复正常。
⑵充电机固有程序设定与蓄电池个数搭配不当引起的蓄电池充电电压过高,引起过充。如某变电站蓄电池固有102个,均充电压却固定整定为245 V,会造成蓄电池过充。
⑷部分变电站的相控电源由于自身原因(纹波系数较大),可能对运行中的设备造成过热及其他附加损耗, 变电站如果做核对性放电试验,可能会影响到电池使用寿命,如果不做核对性放电,将无法核对蓄电池容量,也可能给蓄电池和直流系统的安全运行带来负面影响。
事实上,生产蓄电池的厂家各不相同、其维护方法和条件也有所差异、蓄电池结构不同、个体差异、或者维护人员维护业务不精等原因,蓄电池很容易发生提前失效的问题,严重时会导致整个蓄电池和电池组的损坏,会给电网的运行带来严重的威胁。杂质也会影响蓄电池的使用,致使端电压偏低的蓄电池电力不足,在运行中进行了大量放电之后机会使电力更加不足,因此导致蓄电池端电压下降,加剧了极板硫酸盐化,负极易产生硫酸铅的累积,蓄电池也会因此而提前失效。在生产的全部过程中,由于制作的完整过程的离散性导致各蓄电池出现不同的容量。在运行中,蓄电池的电池内阻会不断升高,当蓄电池重新充电时,电压就会持续上升,也会引发充电不足,当再次使用时,回充时该电池充电更加不足,如此恶性循环,只会让蓄电池提前结束使用功能,让总系统无法正常运行。
现场主要的绝缘监察装置问题有装置死机、插件损坏、插件烧毁等。部分绝缘监察装置死机造成全站直流系统失去地点,另外有些绝缘监察装置在同一母线多路电源馈线同时下降时无法正确报警。直流系统的网络拓扑对绝缘监察装置是否正常运行造成决定性的影响,但到下一级回路又接上小母线,造成环网结构,而现场大部分绝缘监察装置都是采用辐射型检测原理,这就造成了失地时能报警却无法正确选线.设备的故障检查及问题处理
当变电站因不明原因停电时,充电装置则在运行之外,此时应立刻停止电流运行,减轻负荷,同时应密切监视蓄电池组的端电压,此时的电压不能低于放电终止电压。在接近放电终止电压前,要将电池转移或停用;蓄电池的详细情况要随时检查,并做好记录,对一些不合格的,如电压超标等,要进行及时更换。电压超标的标准:超过平均电压的±10%,在检查时,不能将充电机退出运行,此时应降低充电机的输出电压,使得蓄电池组正好保持在放电状态。
1.加快加强重要变电站的直流电源改造工作,更换纹波系数较大的相控电源为高频开关电源。
2.对220KV变电站的直流系统设两台整流装置和一台备用整流装置供充电及浮充电之用。备用整流装置可在任意一台工作整流故障退出时,切换代替其工作。设立两组蓄电池,每组蓄电池均按单组电池为整个变电站直流系统供电。
3.加强直流系统在线监测的应用研究和推广工作。对于蓄电池巡检仪应推广使用能综合蓄电池放电曲线、蓄电池端电压、内阻、容量测试等运作时的状态进行相对有效判断的在线监测装置。对于绝缘监察装置考虑使用在线式绝缘检查和便携式直流接地检测仪综合使用判断的方法。
4.对直流系统的降压硅堆回路采用环路运行或不设置降压硅堆回路,从而避免了直流系统的降压硅堆存在开路的隐患。
5.结合变电站综合自动化改造,改直流系统环网结构为辐射型网络结构,采取直流分屏方式,保证直流回路的完整清晰。对于未更改的变电站,希望能够通过普查找到解环点,便于今后改造和故障查找。
6.定时进行蓄电池组核对性放电试验,按每2年进行1次核对性放电,运行6年以上的蓄电池组1年进行1次核对性放电试验。
7.每年进行一次直流二次熔丝、空开普查核对工作,确保熔丝、空开级差选配合理。
[1]董明,魏秉政 变电站直流系统运行现状及存在问题分析[J]继电器2006,03
[2]李均甫,张健能,任雪涛浅谈变电站直流系统运行维护的几个问题[J]继电器2004,17
随着经济的发展,社会的进步,工业化进程不断加快,随之而来的是工业用电量和家庭用量电呈逐年上升趋势。我国的电力事业加速发展,电力系统的供电规模日益扩大,为保障电力系统的安全运行,对变电站的继电保护就显得很重要,其中最重要的包含对变电器、电容器、机组和母线等器件的保护。因此我们要不断学习新技术,刻苦专研,力求创新,为电力系统安全运作提供技术保障。
当电力系统运行不畅出现故障时有几率发生下列结果:①当短路电流通过故障点时,会损坏故障元件;②当非故障元件有短路电流通过时,可能会使这些没发生故障的元件损坏或降低它们的使用寿命;③由于电压的突然下降,会对用户的正常工作和生活造成影响;④各个发电厂之间原本稳定运行的格局被打破,造成供电系统震荡,严重时会导致整个供电系统瘫痪。所以,为了使电力系统变电站继电保护工作能够顺利进行,需要做到以下几点基本要求:①系统有故障发生时,能够及时的找出障碍点,采用有效的措施加以处理,减少出现故障元件的破坏程度,保障没有发生故障的元件能够正常运行;②当发现电力系统运行状态不正常时,要第一时间处理,发出信号、减负荷或者跳闸,与自动重合闸互相配合使用。
1、选择性。当系统有故障发生时,继电保护装置会根据具体情况分析判断然后有选择地切除故障设备,保障非故障设备能够继续工作,尽量降低事故造成的影响。它的工作原理是在正确地制定上下级保护的动作时限的基础上与电气动作值的大小来相互配合,从而达到让下一级开关动作优先于上一级开关。
2、快速性。通常情况下,继电保护需快速进行,在最短的时间内将故障元件与系统切除,减少电弧对故障设备的损坏,快速恢复系统电压,防止故障的扩大,将事故的影响降到最低,从而使系统并列运行的稳定性实现提升。但对于那些用来反映电力系统工作状态是否正常的保护装置,就不需要快速动作,例如具有较长动作时限的过负载保护等装置。
3、可靠性。对继电保护最基本的要求就是要保障供电系统运行的可靠性,保护该动作时不应该拒动,而不该动作时不应误动。反之,则会造成保护的本身却成了事故产生根源的情况,使事故扩大,这种现象产生的主要原因是制造安装过程中存在质量问题以及运行维护时没有得到有效的管理,或是配置整定不合理等因素引起的,这就要求从业人员不仅要有过强的专业技术知识,还要熟知设备的相关性能。经验证明在满足其工作要求的前提下,可以采用较为简单可行的保护方式。
4、灵敏性。是指在保护范围内,当有异常现象及故障发生时保护装置的反应能力,一般情况下,这种反应能力的确定是通过比较被保护设备发生故障时的实际参数与保护装置动作参数,灵敏系数越高,则表示反应能力越强;但是对于不同的保护装置和被保护设备,灵敏系数的要求也并不相同。但对灵敏系数的要求均大于1,一般不小于1.2。
1、继电保护装置的校验周期和内容。(1)当电力系统有故障发生时,为了保障继电保护装置能够正常运转,需要定期校验和检查运行中的继电保护装置及其二次回路。通常根据用户所需的电压情况来确定校验周期,如10kV用户的继电保护装置,检验周期应为两年;35KV及以上或是对供电可靠性要求较高的用户,检验周期应为一年,此外,在改造、更换、检修继电保护装置后都需要对其进行校验,对于变压器中的瓦斯进行保护时,可以在变压器大修的同时完成相关的检验工作。对瓦斯继电器的检验周期应是每年进行一次充气试验,每三年进行一次内部检查。(2)对运行中的继电保护装置进行检验应遵循下列步骤:1)需要对继电器的机械部分和电器性能进行检验;2)需要测量两次回路的绝缘电阻;3)需要试验二次通电;4)需要检验保护装置及其整组动作。
2、继电保护装置的运行维护。1)二次回路上的所有工作,应严格按照有关规定执行,并参照与现场设备一致的图纸作为依据。2)一般要求值班人员对保护装置的操作只限于接通或断开压板,切换转换开关及卸装保险等工作。3)当继电保护开关发生跳闸事故时,应及时检查保护动作的运行情况,查明其跳闸原因。供电恢复前,需将所有掉牌信号复位,在值班记录及继电保护动作中做好记录。4)当继电保护装置在工作过程中,有异常情况发生时,应密切观察其动态并立即向主管部门报告。
1、为了使电力系统运行的稳定性进一步提升,还要加强构建对继电保护可靠性的保障措施。继电保护装置在整个电力系统中起到维护整个电路的安全性与稳定性的重要作用,一旦发生故障,将对整个供电系统造成严重影响,因此,若想增强整个供电系统运行的稳定性,应该建立多重冗余保护装置,减小故障发生的可能性。
2、电力系统继电保护装置是一个由多种元件构成的整体,结构较为复杂多样,每个元件的常规使用的寿命受元件质量和使用时间影响,除此之外,还有很多因素也会对元件的使用寿命造成影响,所以,在分析元件可靠性指标时,要充分考虑并制定多元化的综合指标来衡量电力系统变电站继电保护装置的性能,可以根本各个部件的不同性能采用针对性较强的概率分析方法。
3、要对电力系统变电站继电保护装置的检查与维护工作充分重视,特别要对二次回路加强巡视工作。平时工作中,要定期检查电力系统的运行状况,发现异常及时上报,提高风险防范意识,把故障发生率降到最低,设备使用前先排除安全隐患,保证各个设备在安全状态下运行,从而使电力系统运行稳定。
1、短接法。用短接线将回路中某一段或某一部分进行短接,判断故障发生范围,对故障进行定位,从而确定故障发生点。此方法主要应用于电磁锁失灵、电流回路存在开路情况、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否运行完好。
2、替换法。当怀疑元件有故障时,需要用完好的元件进行替换,然后在判断该元件的好与坏,这样可以将故障的查找范围缩小,从而缩小故障处理时间。
3、参照法。通过对比正常设备和非正常设备的相关技术参数,分析设备产生故障的原因,找出故障点。该方法主要对接线错误进行检验,对需要定值检验过程中故障的测试值与预想值有比较大差异的情况。当设备进行改造和更换之后存在二次接线不能正确恢复的问题时,可参照同类设备进行接线。检验继电器的定值时,如果发现测试值与整定值存在较大差异时,不能因此就轻易的判断为该继电器的性能不好,应该对继电器的刻度值做出相应的调整,再用该只继电器去测量其他相同回路同类继电器的值进行比较,进而判断该继电器的性能。
继电保护是电力系统变电站能否安全运行的重要保障,是整个电网的重要防线,在整个电力系统运行过程中发挥着重要作用,是保障我国电网完全稳定运行不可替代的重要组成部分。但随着国民经济的快速发展,对大功率、远距离和直流输电网的要求越来越多,随之而来的就是对继电保护技术要求也越来越高。在此背景下,就要求电力系统的工作人员不断学习,刻苦专研,力求实现技术创新,确保电力系统的可靠性与稳定性,使继电保护体系更加科学和完善,从而保障电力系统安全有效运行。
[1] 梁冠美;浅谈常规变电站中继电保护装置的维护管理[J];大众科技;2008年08期.
[2] 文博,程芳;试析加强继电保护管理的有效对策[J];民营科技;2011年11期.
随着科技技术的发展,在电力系统的运行过程中也引进了许多的先进设备,这些先进设备的存在很好地改善了电力生产运输中存在的问题,是我国的电力企业发展越来越趋向智能自动化,但是在智能化的变电站应用中,要确保对于变电站的日常运行维修进行的顺利,确定变电站的正常使用,保证用电稳定和安全。
智能变电站的概念是主要是指,在进行变电站的信息收集、信息传输以及信息输出的过程中,将整个流程都应用智能的方式进行传递,将信号进行数字化的处理,就可以很好地应用计算机技术进行数据的模拟、传输以及控制,更加有利于对于数据的分析,也可以更好的实现对于变电站的控制。在变压器的使用过程中,应用电子式电压互感器技术,就可以更好的实现变电站的自动化控制,进而更好的实现智能变电站的建设。
智能变电站在信息处理、传输以及分析上基本传统的变电站不具备的优势,在进行变电站使用的时候,传统的变电站更加注重设备的功能性,主要是为了满足自身需求进行设计;但是智能变电站在设计的时候,更加注重智能的概念,主要进行集成化的设备设计,在智能变电站中主要是要实现对于电能设备的智能化管理,实现一体化的控制,进而更好的实现对于整个电力传输系统的控制。
在智能变电站进行运行的时候,可以对整个电网的需求进行了解和解决,并且在变电站中,增加了对于电网系统的运行水平,有效地应用三层的结构模式,实现了对于电网的控制,更好的增加了变电器的电能传输性能,并且在很大程度上增强了变电站的安全性。
在智能变电器中,全光纤式电流互感器是其主要应用的设备。设备在进行使用的时候,可以应用其数字量输出的方式,实现数据更加精确地传输,并且在数据安全以及环保性能上相较于传统的变电站更加强。但是全光纤式电流互感器设备在使用的时候,应用时间较短,并且对于全光纤式电流互感器的性能并没有完全了解透彻,也就导致在变电站进行维护的时候,如果全光纤式电流互感器活着其附属装置出现问题,就很难进行维修。并且全光纤式电流互感器与其他设备之间的兼容性并不稳定,所以就导致了其运维中存在很大的问题。
在变电所的维护中,电子式互感器是主要需要进行维护的问题。广电互感器在失去直流电源的时候,测控的装置就不能准确的对于其一次设备的运行状况进行测定,所依旧会导致一次设备处于无防备状态,严重影响变电站的安全。电子式互感器在变电站中使用的时候,主要是应用两组直流电源提供电能,但是只要一组直流电源出现问题,其对应的工作原件就会出现问题,严重影响变电所的正常使用,并且在使用的时候,如果出现直流接地的现象,不可以直接进行检查,要停掉电子式互感器电流,才可以进行检查修复工作,严重的影响了变电站工作的正常进行。
在智能变电站进行运行的时候,需要的交换机有很多,并且在使用的时候,对于计算机系统也使用了很多次,智能装置在进行布置的时候,往往是就地就进行布置,所以也就在进行变电站使用的过程中,由于设备的杂乱性,很容易影响智能变电站的使用,散热过多也给智能变电站造成了严重的影响,很可能会由于热量过高影响变电站设备的正常使用,导致变电站环境出现问题,进而增加了变电站出现故障的几率。
在智能变电站的使用中,日常的变电站维护工作,是确保电力设备正常使用的重要措施,在智能变电站的日常维护中,要制定合理的人员分配制度,确保智能变电站时时刻刻都有人进行维护管理,并且在出现问题的时候也更加容易找到责任人。在进行变电站维护的时候,要尽可能对于维修人员维修水平进行开叉,选择技术水平符合需求的人员进行维护工作,并且在进行日常维护的过程中,要保证每一个维修人员都是按照规定要求进行的操作,避免出现违规操作,要尽可能的找到智能变电站中存在的隐患,及时的进行解决。
系统、科学的标准系统是智能变电站运行与维护工作的关键性措施,建设系统、科学的标准体系对智能变电站非常重要,对其具有指导性意义,智能变电站是我国运行时间不长,各方面还缺乏经验,智能变电站的建设在我国还没有参考经验,只能不断实践,随着智能变电站迅速发展,系统、科学的标准体系也会更加成熟。变电站建设标准体系应该体现变电站智能化的特征,建设好操作流程规范体系,对每个运行环节的操作细节给出具体的规定,确保智能变电站在正常运行过程中不会出现异常情况,变电站标准体系越系统、科学对于智能变电站运行维护更加有利。
智能变电站的建设管理应该遵循安全、可靠的原则,提高变电站运行维护人员工作效率,提高变电站电力设备水平。如果智能变电站依旧采用的是传统的互感器,应该尽可能采用直接电缆接入的方法,这样可以减少中间环节,保证整个智能系统的可靠性。对于技术支撑部门应该加强对电子式互感器关键技术的研究,提高研发能力,研发出更加稳定成熟的产品,提高产品的可靠性与稳定性。
智能变电站比较多的采用了光纤连接,增加了交换连接的数量,智能变电站中交换机的端口非常多,光纤的连接比较随意,如果在光纤连接中没有准确定位每个端口的连接,这将会给后续维护工作带来非常大的困难,后续维护管理将会非常繁杂,对智能设备的运行会造成一定的影响。针对这种情况,应该加强端口光纤的定位,在施工图纸中就应该详细给出这些内容,在基建的时候,应该加强施工环境管理,保证土建工程与设备安装不在同一个时候,避免杂物影响光纤设备的接口,从而影响智能变电站的运行。
良好的运行环境对智能变电站的正常运行是非常重要的,针对变电站中交换机和微机系统比较多的情况,应该对智能装置进行合理规划,科学布置,避免智能装置显著发热的情况,另外在智能设备比较多的地方保持通风,确保其温度不会过高,减少电力设备出现故障的概率。另外还要对智能变电站继续拧规范化的定员管理,由专门人员对变电站运行区域进行定期打扫,确保智能变电站运行环境干净、整洁,对智能变电站运行区域进行监控,实时关注智能设备运营情况,做好智能变电站运行维护工作。
智能变电站的概念已经普遍存在于电力企业的电能生产中,智能变电站的出现,在很大程度上减少了电力企业的压力,并且在电能的运输中可以进行智能化的调节。我国在智能变电站的推广和使用时间较短,所以在进行变电站的维护工作时候,还存在着一些问题,想要解决这些问题的存在,就需要变电站管理人员对于变电站进行科学的管理,制定合理的维护体系,以保证在智能变电站的运行过程中,保证其设备性能处于最优状态。为我国电力企业发展做出贡献。
[1]孔维良,罗菁菁,汤艳波.浅谈智能变电站的运行与维护[J].科技展望,2014(19).
[2]王鸣,朱群,姚建华,陈超.智能化变电站运行维护问题的探讨[J].浙江电力,2012(09).
智能变电站作为坚强智能电网的重要基础和支撑,在智能电网建设中的作用举足轻重。省内乃至全国在建设、已投运的智能化变电站不断增加,从事智能变电站的运行、维护人员也将逐年增加。但是,智能变电站的运维人员普遍缺乏智能变电站的运行、维护及技术管理等方面的实际工作经验,急需进行智能变电站相关的新技术、新技能培训。
本文结合智能变电站现状和发展趋势,主要对当前智能变电站的技术特征进行分析,并将智能变电站与常规变电站进行比较,总结出它们两者之间的异同点,从而得出智能变电站运维人员应加强培训学习的内容和要求,为今后开展智能变电站运维人员新技术培训以及相关培训打下基础。
随着计算机技术、通信网络技术以及新型传感器技术等的飞速发展,变电站自动化系统有了极大的发展,产生了大量的新技术、新应用,这也使变电站中应用系统日益众多。这些新技术、新应用对变电站自动化的发展是一种促进,也是一种挑战。因此,采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的智能变电站成为不可阻挡的趋势。
采用常规一次设备+智能单元方式实现一次设备的智能化,通过智能终端完成断路器、隔离开关等设备的跳合闸回路、位置信号采集回路等。通过一次设备的状态在线监测,变人工巡视与定期检修为自动检测状态检修,提高变电站的可靠性,减少维护的工作量,提高效率。主要包括:主变压器采用“主变本体+传感器+智能组件”方式实现智能化合并单元:合并单元采用直流供电,提高电子式互感器的可靠性;智能终端接受保护装置跳合闸命令、测控手合/手分命令及闸刀、接地闸刀GOOSE分合命令;输入开关位置、闸刀及地刀位置、开关本体信号;跳合闸自保持功能等;实现了一次设备的数字接口功能;一次设备状态实现在线.二次设备数字化
电子式互感器、采集器实现二次设备的数字化,将二次设备的模拟量转换为数字量。合并单元实现电子式互感器电流、电压量的采集,并通过光纤或SV网传输将二次信号变为基于网络传输的数字化信息。保护装置保护动作后通过保护装置内的GOOSE跳闸软压板出口,再通过GOOSE直跳口将光信号经光纤输至智能终端,智能终端的A、B、C相跳闸接点闭合后通过A、B、C相保护跳闸压板将电信号传至智能终端内的A、B、C相跳闸保持继电器并最终传至开关操作机构箱实现跳闸。监控后台遥控操作发出的断路器控制信号通过MMS网传至保护测控一体装置,以光信号通过GOOSE网传输至智能终端,再完成对断路器的分合控制。保护跳闸示意如图2所示。
全站所有信息交换均依托于GOOSE报文和MMS报文,GOOSE服务通过广播方式传送报文数据,实现IED装置之间互相通信及信息共享;保护测控装置不设置功能硬压板,通过在装置上设置软压板的方式以投退保护功能,为远程维护和无人值班提供了条件。
按照IEC61850及DL/T860中的系统结构,实现了信息建模与共享传输、通信网络的标准化和设备间的互操作性。全站自动化系统网络结构分为站控层、间隔层和过程层,网络系统构成分为站控层网络和过程层网络,分别设置GOOSE网和MMS网保护直接采样(或网采),直接跳断路器。
全景数据的统一信息平台实现了全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能,完成数据采集和监视控制(SCADA)、操作闭锁等相关功能。交直流一体化电源系统,站内直流、交流、逆变、UPS、通信等电源采用一体化监控,通过全站MMS网络统一上送到一体化信息平台,实现了控制自动化、信息可视化、配置标准化。
实现了一键式顺序控制、故障信息分析决策与智能告警、与上级调度的源端维护、网络报文记录分析、智能辅助系统等高级应用功能。
智能变电站中一次设备智能化,二次设备网络化。设备之间连接介质由光缆替代了传统的电缆,电磁信号被转换成了数字信号,二次回路成为了“虚回路”。相对于传统的综合自动化变电站而言,其运行维护必然带来一些改变。对运维人员而言,智能变电站和常规变电站存在较大区别,他们面临着知识的更新与挑战。为了使运维人员能更好地适应电网快速发展和智能变电站快速的要求,需要从理论知识和操作技能两个方面加强培训。
智能变电站和常规综合自动化变电站存在差异,故需对运维人员进行相关理论知识培训,主要内容包括:
(1)IEC61850、DL/T860标准及智能变电站继电保护应用模型、设计方案、工程配置和实施的基本办法。
(2)智能变电站的网络系统结构、通讯机制、传输信号、对时方式、交换机接口对应表、GOOSE断链告警二维表、网络报文分析仪的使用方法。
(3)电子式互感器、合并单元技术规范、工作原理;合并单元传输规约、采集信息图及二维表;电子式互感器、合并单元的巡视要点;交换机、网络的的基本工作原理,巡视要点及异常处理方法;交换机故障情况下的处理方法和危险点控制。
(4)智能变电站继电保护技术规范;智能变电站继电保护工作原理、告警信息含义、软压板功能、运行操作说明、故障处理原则、巡视要点;上级职能部门制订的继电保护运行规程及运行管理规范。
(5)智能变电站继电保护SCD文件、CID文件的解读,装置保护虚端子的配置情况及信息流,各继电保护的跳闸逻辑及各类遥测、遥信信号的上送机制,智能变电站内各IED之间的信息流向。
(6)输变电设备在线监测装置工作原理,输变电设备在线监测系统的使用方法、巡视要点、运行管理规范。
(7)监控后台常规操作、顺序控制操作、保护整定值的调取打印、保护动作事件报告的调取打印、保护定值区的切换等操作的方法,顺序控制操作的运行规定。
(8)各级部门关于智能变电站运行管理规范、设备运行维护导则、巡视技术规范、交接验收规范的规章制度。
智能化变电站中对于新技术的应用和新安全问题的出现对运维人员的素质提出了更进一步的要求。运维人员不仅需要掌握智能化变电站的技术层面,还需要了解在智能化变电站工作存在的危险因素,采取的安全措施,必须遵守的安全规则等;运维人员必须掌握在新技术下如何做好运行巡视、规范倒闸操作,还必须掌握对智能化设备异常的分析和应急处理,掌握如何做好检修设备的安全措施以及动态危险点的预防工作。因此,为了使运维人员能更快地适应工作的变化,他们除了具备传统站的技术技能要求外,还必须进行相关操作技能培训。我中心有110kV智能变电站,可以进行实际操作技能培训,主要包括五部分内容:
(1)设备监视。智能化变电站监控系统在监视对象、内容、重点和手段上都有明显的区别,除了传统站一次设备告警以及保护动作信号外,必须监视保护装置的遥测信息、通道信息、软压板状态;交换机信息、GOOSE跳闸链路信息、保护MMS通信信息;户外柜的运行环境温度、湿度以及变化信息;时钟同步、对时系统工况;光电流电压互感器的采样信息等。
(2)设备巡视。智能变电站现场设备巡视工作重点与传统变电站有了很大的区别,在智能站中全站运行信息均上送监控后台,异常或缺陷情况在监控后台实现实时报警,因此,监控后台巡视数据可以指导现场设备的巡查,例如:后台报智能终端温湿度越限,则现场必须重点检查箱体内散热、除湿是否正常工作。随着智能变电站技术的不断推进,辅助巡视手段也会不断出现。
因此,根据智能变电站的技术特点,制订适用于智能站运行巡视指导书,研究辅助巡视系统的巡视策略,以及如何开展智能化变电站运行分析等都是运行需要解决的课题及现场培训的重点内容。
1)智能化变电站程序化操作的应用:由于智能化变电所中的一、二次设备具备遥控操作的技术条件,通过在监控后台预先设定操作顺序、操作对象、执行条件和执行成功校验,由后台自动实现一系列的批操作。程序化操作在给倒闸操作带来便利和高效的同时,也给程序化操作票系统的维护带来风险,典型操作票库维护工作难度加剧,一旦设置错误极易造成误操作。运维人员不仅需要掌握程序化操作票系统的使用,也需要掌握程序化操作票系统的维护,同时必须能处理程序化操作票异常情况下的处理方法。
2)保护压板操作方式的改变。传统变电站保护屏“硬压板”操作被后台监控系统界面上的“软压板”操作所取代。如何有效执行软压板的监护操作也是运维人员遇到的课题之一。同时必须解决一旦在软压板五防遥控,必须在装置上进行软压板操作时操作规范的问题。因此,软压板操作规范的培训也是智能变电站与传统站的区别之一。
(4)工作许可安全措施。智能变电站与传统站相比,工作许可安全措施的变化主要体现在二次回路的工作上,运维人员操作软压板将保护改信号,并未在物理上实现保护装置的二次隔离,保护的GOOSE光纤出口(相当于传统的二次回路)仍与运行系统相连。在检修保护上试验时,仍有误发出口报文的危险。
(5)二次设备异常处理。智能化变电站保护装置、智能终端等微机设备出现异常,调度或主管部门往往希望运维人员进行初期处理,例如:采用重启装置的方法尝试使设备恢复正常。同时,针对“大检修”改革的方向,运维人员也必须学会分析处理简单的缺陷异常等。
智能变电站作为智能电网的物理基础,将贯穿智能电网建设的整个过程。建设坚强智能电网,引领技术发展,制定标准规范,从而占领世界电网技术制高点。建设全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化特征的智能变电站已成为建设统一坚强智能电网的重要组成部分。本文基于智能化变电站的主要技术特征,深入研究智能变电站的特点,分析与常规综合自动化变电站的差异,如架构体系、通讯标准、高级应用等,并对智能变电站运维人员面临的新知识、新技能的挑战进行了研究,为今后开展智能变电站运维人员的相关培训提供了必要的理论基础。
变电站直流系统的运行状态对于整个电网的服务效率和运行水平都有着重要的影响。近年来,变电站积极引进了大量的新设备和新技术,一方面极大地提高变电站直流系统运行效率,另一方面,对变电站直流系统的运行管理和维护提出了更高的要求,因此针对当前变电站直流系统运行中存在的问题,积极采取有效的维护措施,提高变电站直流系统运行的安全性和稳定性。本文简要介绍了变电站直流系统,分析了变电站直流系统运行中的常见问题,阐述了变电站直流系统的运行管理和维护策略。
直流系统具有独立、稳定以及安全可靠的性质,因此被广泛的应用到了各个领域,变电站中的直流系统连通其组成部分构成了一个庞大的供电网络,对于变电站的重要作用表现如下。
直流系统不仅能够对整个变电站的信号进行控制,调控整个电站的工作,还能够对继电的保护工作作出贡献,对于整个变电站乃至整个电力系统的安全运行都有着的关键性的作用。
直流系统是整个变电站的必不可少的部分,其能够根据不同的电压等级以及设备运行的不同需要进行调节,适应实际的电压需求,保证设备的正常运转。
变电站的运行过程中会因为负荷的种类不同而对电压产生不同的要求,直流系统能够根据负荷的要求通过双重化的配置来满足系统的要求,提高电网的安全性以及可靠性。
直流系统是变电站中的一种重要电源设备,主要由整流模块、高频开关电源、绝缘监测装置、蓄电池组等组成,其可独立操作和使用,向变电站中的各种电力设备输送直流电流。直流系统具有良好的稳定性和独立性,并且通常情况下,不会受到变电站运行的影响,当变电站外部交流电无法向电力设备正常供电时,可通过直流系统的蓄电池向电力设备进行供电,保障变电站的正常运行。当前,变电站直流系统主要采用铅酸阀控型蓄电池,使用高频开关电源进行充电,实现双电双充的单母线运行方式,被广泛的应用在变电站系统监控、主变保护、线路保护、事故照明、开关控制等环节,确保供电稳定。变电站直流系统运行采用模块化方式,基于变电站监控系统,实时采集和分析蓄电池中各个功能模块的运行参数和状态信息,实现对变电站直流系统运行的有效管理和控制,提高变电站直流系统运行的安全性和稳定性。
由于变电站直流系统接线采用的是环网结构,这对于直流系统熔丝的上下级配合和空气开关动作难度较大。直流系统的环网接线结构,使得直流系统回路设计更加复杂,在直流系统出现故障时,故障点定位和故障排除比较麻烦,这种问题尤其在绝缘性能逐渐降低和老旧的变电站非常明显。
直流系统小母线和下一级回路之间是一种环网结构,这种结构对于监控装置运行状态有着直接的影响,直流系统监控装置基于辐射型检测运行原理,在变电站直流系统监控装置长期运行过程中,容易出现插件烧毁、装置死机、插件损坏等问题。
变电站直流系统的充电设备运行维护不到位,很多工作人员忽视对充电机的日常维护和保养,在直流系统运行过程中,电压整定不合理,受到直流系统中相控电源的影响,充电设备损耗较大,释放大量的热量,严重影响了电池的安全性能和使用寿命。
蓄电池是变电站直流系统的重要组成部分,作为一种重要的蓄电装置,不同厂家生产的蓄电池性能差异明显。在日常工作中,缺乏对蓄电池的有效管理和维护,影响了蓄电池的使用期限和功能指标,使得蓄电池发生明显波动,给变电站直流系统运行埋下很多安全隐患。
变电站直流系统的熔丝上下配合,空气开关和系统回路熔断器可保护直流系统,避免发生系统短路故障和过流故障,当直流系统出现故障时,可及时隔离或断开变电站的馈线回路,从而保护变电站的其它电力设备,因此工作人员应结合变电站直流系统运行要求,优化直流系统上下级配合,做好接线维护,及时更换老化的变电站线路,提高直流系统的绝缘性能,消除变电站直流系统运行故障。
在变电站直流系统运行过程中,如果发现监控装置故障,工作人员应仔细分析监控装置故障原因,更换老化或者破损的插件,积极采取有效措施,根据变电站直流系统的运行标准进行调试,将监控设备退出运行,再次进行检查和测试,确保监控装置运行良好后再投入使用。
在变电站直流系统运行过程中,蓄电池容易受到充电设备的影响,例如,由于充电设备运行参数设置不合理,导致蓄电池充电过多或者充电不足;受到相控型充电设备,直流系统的运行参数超标,影响蓄电池的充放电;受到电源谐波影响,充电设备的电压和纹波超标。因此必须加强对变电站直流系统充电设备的有效管理和维护,在日常工作中,仔细检查直流输出电压和交流输入电压,重点监测电流、保护信号等参数,如果变电站运行中交流电源发生中断,这时蓄电池直接向直流系统母线供电,工作人员应注意变电站直流系统运作时的状态,适当调整母线电压,将母线电压值控制在一个稳定状态,确保蓄电池的安全、稳定运行,工作人员应严格把关充电机质量,在投运前时,仔细检查充电机的合格证、出厂证明等。
结合变电站的实际运行情况,根据直流系统的照明负荷和变电站直流负荷,合理选择蓄电池的容量,并且对于不同容量、不同厂家的蓄电池,严禁在同一个直流系统中使用。同时,定期开展对蓄电池的充放电和核容试验,以确保电网的安全稳定运行。
变电站直流系统的运行状态对于整个电网有着重大的影响,因此电力企业必须充分认识到变电站直流系统的重要作用,针对变电站直流系统运行中的常见问题,采取科学合理的管理和维护方法,强化工作人员的责任意识,制定完善的运行管理和维护制度,及早发现异常,快速处理,避免事故进一步扩大,提高电网的安全性和可靠性。
[1] 宋旭波.变电站直流系统的运行维护对策研究[J].机械管理开发,2013(06).
[2] 林惠文.变电站直流系统的运行维护与接地处理[J].广东科技,2010(02).
[3] 郝春兵,张淑蓉,田丽颖.贫液式阀控铅酸蓄电池在变电站中的运行维护[J].今日科苑,2008(22).
智能变电站充分利用了现代计算机信息技术、通信技术与控制技术实现了自动化管理,通过对一次系统与二次系统的自动化管理,实现科学、标准的网络通信平台,实现无人看守或少人看守的模式,从而提高了变电站的运行安全性,节省成本,提高经济效益。智能变电站与传统的变电站存在着本质的区别,在运营维护上同样也需要采用特殊的模式。通过对目前智能变电站的运行现状分析,制定相关的运营维护策略,并对未来的运维提出相关的建议与意见,促进智能变电站运行可靠、稳定。
智能变电站与传统变电站相比,对于继电保护技术来说,最大区别表现在取消电缆连接,变电站设备之间采用网络传输进行数据交换,这就使得各保护设备的配置原则、技术性能要求、功能划分、维护检修等都与传统变电站大不相同,也为多种新技术的应用提供了基础。智能变电站采用电子式互感器,且电子式互感器的优势随电压等级的升高而越发明显。智能变电站在信息采集、传输与处理各个环节都与传统的变电站有所不同,智能变电站集成化程度更高,可以实现一、二次设备的一体化与智能化整合,具备全网意识,强调满足电网的运行要求,注重变电站之间、变电站与控制中心的协调互动,提高整体性运行水平,有别于传统的变电单单强调手段、功能与满足自身需求的目标。智能变电站具有三层结构、两层网络架构,实现简单化的网络系统处理更加复杂的数据关联。
智能变电站运用了光纤设备、智能模块、网络通信与在线监测等技术,全面实现了系统的智能化。它首先简化了相应二次回路,利用网络化的结构实现了数据的传输便捷与信息共享,对倒闸操作方式进行改变,提高了一、二次设备的顺控与遥控操作应用。智能变电站极大地提高了供电可靠性与电压合格率,为能源的可靠供应提供基础。
智能变电站在运行中存在着一定的问题。首先,在智能变电站的内部装置中,有源电子互感器需要有源端模块长期供电,运行的稳定性与可靠性降低,温度等外界因素对于光学互感器的影响作用较大,影响输出信号的波形,造成稳定性差;电子互感器在智能变电站中的应用中需要通过中间多个环节进行信息传输,造成了延时增加,需要在保护跳闸处处理智能终端,对加速保护造成影响,一般智能变电站相比于传统的变电站慢5-7毫秒;在一次设备附近加装保护设备,可以对电缆使用量进行控制,体现智能化,但是室外安装智能汇柜需要严格的环境条件,造成设备成本不断增加,设备的运行维护与检修将会成为重要问题。
智能变电站的运营维护系统是一项新型模式,需要从传统的变电站运营维护模式中进行转变。目前发现,在运营维护系统中存在着以下几个问题。首先运维人员的专业技能不够,随着新设备与技术的应用,运维人员对设备的熟悉度不够,专业技能素质还需要不断提高;在智能变电站操作方式上,一二次设备的更换速度快,科技水平高,具有遥控操作功能的设备不断增多,传统的操作模式,如全面遥控操作与程序化操作模式较少;在现场的工作细节处理上,仍然存在着一定的漏洞,如误防锁具无防尘罩,变电站区域杂物混乱,二次标示不规范,各种保护设施切换把手的操作步骤不够详细等。基于以上问题,需要从多个方面对运营维护系统进行规范。
智能变电站的运维需要结合季节特点与实际需求,开展周期性的运维活动,把月、周、日的工作安排列入计划,每个周期的工作重点相互联系、促进,把每月的活动主题细化到每周的工作重点,把每一环节的任务落实到具体的岗位、人员,具体到日工作安排,以便于统一指挥管理,通过例会的形式把实际工作内容与计划进行对照,及时发现问题、解决问题,通过对比情况进行工作进展的检查与考核。
3.2.1图文并茂抓巡视过程。《智能变电站运行管理规范》规定智能变电站设备巡视分为六种,在例行巡视、全面巡视、熄灯巡视、特殊巡视、专业化巡视的基础上增加了远程巡视。组织编写了《智能变电站远程巡视标准化作业指导书》,对各种智能设备拍照、编辑与汇总,在巡视标准基础上添加图形,形成了图文并茂的《标准化巡视作业指导书》,实现了智能设备远程巡视的标准化。?
3.2.2加强变电站资料管理。针对变电站资料管理特点,建议做好这几方面:一个是明确资料管理范围与对象,保证资料完整性。二是重要资料应统一管理,专人保管。三是每座变电站资料使用单独存储介质,不得它用,防止受病毒或恶意代码破坏,四是资料定期备份。五是系统改造与扩建等需修改文件时,应经审批流程,修改前后备份,保管好资料对安全运行与日常维护很重要。
首先是现场运行规程。运行规程主要包含变电站设备的运行方式情况、设备的组成、技术参数与智能高压设备状态监测、电子互感器等部分的组成特点与运维特点。其次,要完善设备巡视检查制度,设备主要包括可视化设备、智能在线监测设备、终端设备、光纤接头盒、网络交换机等,巡检制度中明确检查周期与检查内容,对于发现的问题情况如何处理等,另外还要对高级应用程序进行维护管理制度制定,对其基本原理、技术实现方式以及运行维护特点进行规定。在巡视中,按照“巡视标准化作业指导卡”进行,对发现的缺陷问题,准确分析,并做好相关的记录。
目前智能变电站的监控画面与系统功能受供应商不同而难以统一,尤其是对于所有的信息量采用报文的方式进行上报,没有对信息的规范性提出要求,另外对于监控后台软压板的设置问题进行明确,所以需要制定统一的标准与规范,提高运维工作效率;随着交换机在智能变电站中的使用数量不断增多,要求施工对端口光纤做定位,要求设计单位在图纸中包含相应内容,加强网络交换机的设备维护,避免土建施工与设备安装同步进行,避免粉尘污染对光纤设备造成影响,导致投入使用后信号传输出现异常;智能变电站长时间运行,将会产生大量的电子资料,要做到重要电子资料的统一规范整理,专人负责,每座智能变电站的电子资料单独存储,避免受到病毒或恶意代码攻击、破坏,及时对电子资料进行备份,在系统改造等级时,要对配置文件修改前后进行备份,以便后续运维时进行追溯;最后要加强智能变电站的辅助系统整合,把在线监测、防火、防盗与通风、环境监测等辅助设备做有效整合,充分发挥辅助系统的作用。
综上所述,智能化是未来变电站发展的趋势,要通过提高运维水平,不断提高系统运行的可靠性与稳定性,以及通过深入学习智能变电站的运维知识、提高专业技能、增强运维纪律意识与安全意识,在工作中严格认真执行,促进智能变电站运维系统的建设与发展,提高工作效率与质量,为电力企业的发展打下坚实基础。