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王蘭
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
【摘要】在信息化、智能化時代下，電力企業(yè)在發(fā)展的過程中逐漸實現(xiàn)了智能化電網(wǎng)的建設(shè)，以借助智能化技術(shù)來確保電網(wǎng)的安全可靠運行，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但是，在實際落實智能化變電站運行維護(hù)技術(shù)的過程中，依舊存在著一系列問題，致使難以確保智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，且運維成本投入較 大，嚴(yán)重削弱了電力企業(yè)綜合效益的獲取，基于此，本文針對智能化變電站運行維護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用展開了研究與探討，以供參考。
【關(guān)鍵詞】智能化變電站；運行維護(hù)平臺；技術(shù)；應(yīng)用；分析；電力儀表；溫度監(jiān)測，網(wǎng)絡(luò)推廣
前言
基于智能電網(wǎng)下，對于電力企業(yè)而言，能夠借助其來實現(xiàn)智能化操作控制，并以電網(wǎng)運行信息的實施動態(tài)采集與共享來確保實現(xiàn)電網(wǎng)的安全可靠運行，進(jìn)而在提高電力企業(yè)管理效率與經(jīng)濟(jì)效益提供了保障。然而，基于電力企業(yè)變電站運行維護(hù)這一管理環(huán)節(jié)下，在實際開展管理工作的過程中，一系列技術(shù)問題的呈現(xiàn)促使相應(yīng)運維管理工作的質(zhì)量與效益偏低，并影響到了電力系統(tǒng)的供電能力與供電質(zhì)量。因此，這就需要針對智能化變電站的運維管理工作，實現(xiàn)相應(yīng)運維技術(shù)的科學(xué)且完善落實。
1 當(dāng)前智能化變電站所呈現(xiàn)出的問題
可靠性受到成脅?；谶@一類型變電站下，電子式互感器的應(yīng)用使得在實際運行的過程中會導(dǎo)致電網(wǎng)運行的可靠性受到威脅，加上高壓電磁場所帶來的影響作用，相應(yīng)電子互感器因此而存在受到影響的可能性。此外，光學(xué)互感器的使用在實際運行的過程中，會受到運行環(huán)境溫度等因素的影響，進(jìn)而影響到了運行的穩(wěn)定性。安全性受到挑戰(zhàn)?；谥悄芑冸娬鞠到y(tǒng)下，雖然能夠為實現(xiàn)對變電站運行的動態(tài)監(jiān)管，但是，基于相應(yīng)共享網(wǎng)絡(luò)的搭建下，在進(jìn)行信息傳遞與共享的過程中，IED容易受到攻擊，這就對變電站的安全可靠運行造成了影響?？焖俦Ｗo(hù)受到影響?；谛畔⑼ㄓ嵟c傳遞過程中，需要經(jīng)歷較為復(fù)雜的中間環(huán)節(jié)，進(jìn)而致使信息傳遞速度受限，這就導(dǎo)致快速保護(hù)系統(tǒng)難以實現(xiàn)保護(hù)動作的發(fā)出，進(jìn)而因這一時間的拖延性致使快速保護(hù)受到影響。第四，安裝保護(hù)效果差。在實際安裝保護(hù)設(shè)備的過程中，需要在室外進(jìn)行安裝，而室外環(huán)境則對該保護(hù)類型的設(shè)備產(chǎn)生影響，當(dāng)溫度控制不當(dāng)則就會導(dǎo)致保護(hù)設(shè)備失靈而影響到變電站的安全可靠運行。
2 落實智能化變電站運維技術(shù)所提出的要求
基于智能化變電站下，在實際落實運維管理工作的過程中，提出了如下幾點要求：一，要求相應(yīng)的運維技術(shù)人員的技能水平達(dá)標(biāo)，在強化對這一管理工作重視程度的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對各個管理子環(huán)節(jié)的把控；二，要確保設(shè)備系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這一要求貫穿于智能化變電站建設(shè)與運維管理工作的始終，要求在建設(shè)過程中嚴(yán)把設(shè)備質(zhì)量關(guān)，確保系統(tǒng)的先進(jìn)性與完善性，同時要按照相應(yīng)規(guī)定要求實現(xiàn)運維技術(shù)的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)化落實；三，要實現(xiàn)培訓(xùn)工作的完善開展，確保相應(yīng)的運維技術(shù)人員要具備扎實的技術(shù)基礎(chǔ)，并具備計算機(jī)等綜合知識能力，能夠滿足實際運維管理工作之需；第四，要實現(xiàn)對運維周期的科學(xué)制定。要針對運維周期進(jìn)行科學(xué)劃定，并做好相應(yīng)上報工作，以確保實現(xiàn)預(yù)防性措施開展以規(guī)避智能化變電站所存在的故障風(fēng)險隱患。
3 實現(xiàn)智能化變電站運行維護(hù)技術(shù)完善落實的對策
3.1一次設(shè)備的運維技術(shù)
基于智能化變電站下，因智能化技術(shù)的應(yīng)用促使系統(tǒng)設(shè)備具備了全新的技術(shù)特點，在實際落實運維管理工作的過程中，則就需要明確如下技術(shù)要點：針對設(shè)備開啟，基于微機(jī)與電子技術(shù)的應(yīng)用，只要結(jié)合相應(yīng)電力波形圖實現(xiàn)對電壓跳合閘的位置進(jìn)行調(diào)整，并要明確定位相應(yīng)的時間以確保電壓的穩(wěn)定；基于微機(jī)技術(shù)下，其能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的檢測，并實現(xiàn)對相應(yīng)運行信息的處理，所以需要針對這一控制系統(tǒng)把握住應(yīng)用要點；基于自我檢測功能下，能夠?qū)崿F(xiàn)對斷路器系統(tǒng)實現(xiàn)實時監(jiān)控，并在發(fā)現(xiàn)故障問題時一時間發(fā)出警報，并向相應(yīng)維護(hù)人員提供相應(yīng)的位置故障信息等?；跀嗦菲髦悄芑到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)下，在實際開展運維工作的過程中，針對智能開關(guān)，需要確保二次設(shè)備監(jiān)控下各項信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 ，進(jìn)而為確保智能開關(guān)的可靠穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)。基于一次設(shè)備的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)下，針對電子互感器的維修 ，要結(jié)合相應(yīng)設(shè)備的型號等來明確試修方法，以確保及時處理故障問題。
3.2繼電保護(hù)校驗技術(shù)
光纖技術(shù)下的信息傳輸。在變電站一次設(shè)備中，其采用的是光纖通訊技術(shù)，能夠?qū)⒉杉男畔⑦M(jìn)行就地轉(zhuǎn)化，進(jìn)而實現(xiàn)數(shù)字化傳輸，而接收信息的這一監(jiān)管平臺同樣是以光纖技術(shù)的應(yīng)用來實現(xiàn)的；對于保護(hù)裝置而言，是借助網(wǎng)絡(luò)來接收這一數(shù)字量信息的，并實現(xiàn)相應(yīng)的監(jiān)控，以確保實現(xiàn)繼 電保護(hù)功能。數(shù)字化保護(hù)下具體測試方法的使用。針對繼電保護(hù)裝置而言，在實際落實相應(yīng)測試工作的過程中，需要嚴(yán)格遵守相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行落實，在此過程中，所涉及到的技術(shù)設(shè)備為保護(hù)測試儀等 ，而采用的測試法為：一對一亦或是一對多，需要利用兩根光纖太網(wǎng)線，然后將相應(yīng)的檢測儀器與一臺或者是多臺檢測設(shè)備進(jìn)行連接，進(jìn)而實現(xiàn)相應(yīng)測試。
3.3運行監(jiān)管的實現(xiàn)以及故障分析的落實
基于這一變電站下，信息傳輸?shù)膶崿F(xiàn)需要借助光纖以太網(wǎng)，進(jìn)而借助網(wǎng)絡(luò)信息來實現(xiàn)自動化操作，并實現(xiàn)自動化監(jiān)測來及時明確故障問題。而相應(yīng)的變電站能夠借助這一網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)信息的傳輸，并通過相應(yīng)故障顯示設(shè)備將信息內(nèi)容進(jìn)行記錄，并實現(xiàn)相應(yīng)的監(jiān)控工作，與此同時，將信息傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。而相應(yīng)傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)信息的采集，在進(jìn)行分析檢測后，針對所發(fā)現(xiàn)的故障問題發(fā)出警報，并將故障點的信息數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控平臺，進(jìn)而為相應(yīng)維修人員一時間實現(xiàn)對故障問題解決提供了保障。
4安科瑞變電所運維云平臺及硬件的選型
4.1概述
AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設(shè)備或環(huán)境視頻場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個中心，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
4.2應(yīng)用場所
適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)園等行業(yè)變配電運行維護(hù)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)建和改建。
4.3平臺結(jié)構(gòu)
變配電室裝設(shè)一套智能網(wǎng)關(guān)，采集變電室智能設(shè)備的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換、壓縮加密后定時上傳或觸發(fā)式上傳平臺，平臺可完成對變配電室內(nèi)所有智能設(shè)備完成數(shù)據(jù)交換，能實時監(jiān)測變電站內(nèi)變壓器、斷路器等重要運行設(shè)備的運行狀態(tài)；實時監(jiān)測變配電室內(nèi)各回路的運行數(shù)據(jù)及環(huán)境溫度等數(shù)字量；通訊管理單元與廠內(nèi)局域網(wǎng)連接，把數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)中心。
AcrelCloud-1000變電所運維云平臺提供用戶概況、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電分析、日月年用能數(shù)據(jù)報表、異常事件報警和記錄、運行環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備維護(hù)、用戶報告、運維派單等功能，并支持多平臺、多終端數(shù)據(jù)訪問。
AcrelCloud-1000變電所運維云平臺系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應(yīng)用層和展示層。
感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測裝置、攝像頭、開關(guān)量采集裝置等。除攝像頭外，其它設(shè)備通過RS485總線接入現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。
傳輸層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至規(guī)定的服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò)故障時數(shù)據(jù)可存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
應(yīng)用層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，若變電所數(shù)量小于30個則應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動傳送過來的數(shù)據(jù)。
展示層：用戶通過手機(jī)、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。
4.4平臺功能
一次圖點擊配電回路后可看用電明細(xì)數(shù)據(jù)，可生成電力運行報表，可查詢各類電力參數(shù)、電壓、電流、功率、諧波等的歷史數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測
用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設(shè)置為月。
站點監(jiān)測包括概況、運行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時用電曲線、用電概況。
變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。
運維展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。
配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開關(guān)狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運行參數(shù)查詢。
視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。
電力運行報表顯示選定站所選定設(shè)備各回路規(guī)定采集間隔運行參數(shù)和電能抄表的實時值及平均值行統(tǒng)計。
遙測、遙信報警（網(wǎng)頁及短信），報警上下限可設(shè)置，變電所運行環(huán)境（水浸、煙霧等）報警
任務(wù)管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。
用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù)，對變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報警事件等進(jìn)行統(tǒng)計分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。
4.4.12 手機(jī)APP
5.系統(tǒng)硬件配置
應(yīng)用場合 | 型號 | 圖片 | 功能 |
變電所運維云平臺 | AcrelCloud-1000 |
| 平臺提供用戶概況、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電分析、日月年用能數(shù)據(jù)報表、異常事件報警和記錄、運行環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備維護(hù)、用戶報告、運維派單等功能，并支持多平臺、多終端數(shù)據(jù)訪問 |
網(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM |
| 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊。 |
擴(kuò)展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
擴(kuò)展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 | ||
中壓進(jìn)線 | AM6-L |
| 三段式過流保護(hù)（帶方向、低壓閉鎖）、過負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù) |
APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；電流、電壓不平衡度；負(fù)載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO，RS485/Modbus；LCD顯示； | |
中壓進(jìn)線 | APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓／電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動／閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內(nèi)存32G,16D0+22D1,通訊 2RS485+1RS232+1GPS,3以太網(wǎng)接口（＋1維護(hù)網(wǎng)口）＋1USB接口，支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 |
中壓饋線 | AM6-L |
| 三段式過流保護(hù)（帶方向、低壓閉鎖）、過負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù) |
APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；電流、電壓不平衡度；負(fù)載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； | |
低壓進(jìn)線 | AEM96 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級；工作溫度：-10℃～+55℃；相對濕度：≤95不結(jié)露 |
低壓出線 | AEM72 |
| 三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、低壓出線分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3x1.5(6)A,有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 |
ADW300 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能 、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次） ；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級（改造項目推薦） | |
無線測溫 | ATE-400 |
| 合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動電流大于5A,測溫范圍－50-125℃,測量精度±1℃;傳輸距離空曠150米 |
ATC-600 |
| 兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收ATE系列傳感器、AHE等傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報警出口。 | |
環(huán)境溫濕度 | WHD |
| WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開關(guān) 柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設(shè)備內(nèi)部溫度和 濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源：AC/DC 85～265V 工作溫度：-40.0℃～99.9℃ 工作濕度：0RH～99RH |
水浸傳感器 | RS-SJ-*-2 |
| 接觸式水浸傳感器，監(jiān)測變電所、電纜溝、控制室等場所積水情況，工作電源：DC 10-30V 工作溫度：－20℃+60℃ 工作濕度：0%RH~80%RH 響應(yīng)時間：1s 繼電器輸出：常開觸點。 |
攝像機(jī) | CS-C5C-3B1WFR |
| 支持720P高清圖像，最高支持分辨率可達(dá)到130萬像素（1280*960)內(nèi)置麥克風(fēng)與揚聲器具有語音雙向?qū)χv功能，支持螢石云互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，通過手機(jī)、PC等終端實現(xiàn)遠(yuǎn)程互動和視頻觀看。 |
煙霧傳感器 | BRJ-307 |
| 光電式煙霧傳感：電源正極（DC 12V):+12V 繼電器輸出：常開觸點 |
門禁 | MC-58(常開型） |
| 常開型；感應(yīng)距離：30-50mm 材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度，干接點輸出。 |
配套附件 | ARTU-K16 |
| 常開型；感應(yīng)距離：30-50mm 材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度干接點輸出 |
KDYA-DG30-24K |
| 輸出 DC 24V;24V電源 |
6 總結(jié)
綜上，本文針對智能化變電站下相應(yīng)運維技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述與分析，在明確當(dāng)前這一變電站所存在問題的基礎(chǔ)上，針對對運維技術(shù)所提出的高要求，對智能化變電站下運維技術(shù)在系統(tǒng)的中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討。在實際開展運維管理工作的過程中，借助運維技術(shù)下所提供的信息數(shù)據(jù)內(nèi)容，在提高運維人員能力素質(zhì)與強化對該項工作重視程度的基礎(chǔ)上，為實現(xiàn)運維管理工作開展并確保變電站的安全可靠運行提供了保障。
范富江，智能化變電站運行維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析
趙宇，智能化變電站運行維護(hù)技術(shù)研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2014,08:171-172
企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版.
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