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更新時間：2023-09-19
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吳柯霓
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：電力系統在電力企業中具有應用價值，隨著電力系統的規模擴大，電力設備的應用量增加，考慮到電力系統的當前運行情況以及不斷增加的電能量，相關工作單位需要加強變電運維技術的應用，保障變電運效益。為此，既有的變電運維系統應當被改進。現研究如何在新型電力系統中使用變電運維技術手段。
關鍵詞：變電運維技術；電力系統；應用方法
變電系統是現代電力輸送系統的主要構成部分，利用變壓器設備可以傳遞電能，控制線路中的電壓。電力企業往往會在監管電力系統時組建專門的變電運維工作小組，展開電力安全保障工作。雖然自動化的變電系統已經被使用，但是運維工作仍舊不可忽視，電力系統中往往潛藏多種隱患因素，電力企業應通過及時的變電運行與維護工作，來保障電力供給等電力生產工作的連續性。
1 變電運維工作概述
變電運維管理工作主要圍繞電力系統中使用的各種變電設施進行，具體包括倒閘操作、停送電操作等，上級組織機構應當利用變電運維體系來保障電力管控工作的規范化。日常的變電運維工作的組成復雜，其與常規的電力管控工作不同，具有顯著的特點。
變電運維工作內容繁雜，主要負責維護無人值班型的變電站，處理變電工作中的事故，巡視各大電力設備，確保電力企業啟用了文明電力生產模式。變電系統中待檢的設備數量多，種類豐富，設備維護工作要求差異大；變電運維工作內容固定，因此也顯得比較枯燥，運維人員在機械化的技術化的管理工作中容易形成疲憊心理；有變電設備產生故障情況時，查找難度高，且設備檢查的工作量大，集中管理變電設備的工作無法快速實現，信息管理系統構建條件比較差，在變電運維工作站使用信息系統的難度比較高；運維 技術人員對于變電運維工作的質量存在持續化的影響，電力企業未系統化地培訓運維工作人員，其對于新增的變電設備不熟悉，難以在運維工作期間落實變電管理工作。
2 變電運維故障的主要形成原因
2.1 客觀因素
電力系統中的變電設備往往有長時間運轉的情況，受到工作狀態的影響，變電設備更容易產生老化的問題，一旦出現老化的現象，設備各個方面的性能都有可能產生問題，故障問題出現頻次增加。由于電能需求量增加，因電力系統中的線路與設備需承擔更多的電力負荷，日常性的運行管理工作被忽視，電力設備在使用需求的影響下，受損率也被提升，故障問題頻繁出現。部分電力設備容易受到惡劣天氣現象的限制，出現雷雨天氣后，供電系統會出現中 斷的情況。這些客觀因素會增加變電運維管理工作的工作量。
2.2 人為因素
人為因素是造成變電運維故障多發的主要原因，具體可分為下列三個方面：變電運維管理人員缺乏較強的安全管理意識，不重視變電運維管理，不能規范管理相關活動，且存在監督不到位，以致最終對變電運維的質量造成影響；很多電力企業不能落實各項管理制度，加之缺乏完善的工作考核機制，以致很多管理制度形同虛設，起不到實際作用，出現混亂管理局面；很多電力企業經過長期的管理工作，雖然就常見故障也屢次進行總結，但大多都沒有建立健全相關防范體系。
3 變電運維技術在電力系統中的具體應用
3.1 處理三側開關電力故障
該處電力故障情況多變復雜，價值運維人員需確定的檢查對象，首先要對油箱的使用情況進行確認，嚴禁出現漏油的問題。
仔細檢查二次回路，通過檢查二次回路，進而確定出是二次回路故障還是主變本體故障造成的開關跳閘。當判斷出主變本體油箱內故障是造成主變本體保護動作后，應及時向當值調度員進行匯報，把出現故障的主變進行冷備用轉換，經過相關檢修人員處理后，把故障排除后再進行使用，在故障原因沒有查明前，嚴禁投入運行該主變。若主變出現差動保護動作后，變電運維人員應對位于主變各側開關CT后邊的電氣設備進行檢查，具體應涵蓋各側開關 CT、刀閘、母線橋、主變兩側套管與引出線以及主變 PT、兩側避雷器等。在主變出現差動保護動作后，若發現主變一側某設備是造成差動保護的原因后，應先把這一情況及時匯報給當值調度員，把出現故障的主變做冷備用狀態處理，經過維修人員處理后，把故障排除后再進行投入使用。若主變出現的是零序過壓保護，出現這種故障后變電運維人員應判斷哪一側出現了零序過壓，來檢查主變該側的套管與引出線， 在主變零序發生過壓保護后，若發現故障是由于主變接地或其某一次引出線發生接地引起的或出現主變可以正常工作，而系統卻工作不正常時，應在調度命令的指導下對該主變做相應處理。
3.2 處理線路開關電力故障
變電線路開關的故障很常見，多為跳閘故障。運維人員應先對電路故障進行測定，確定出現故障問題的電力線路，而后抵達跳閘的線路開關處，對開關的動作報告材料展開嚴謹分析，結合故障錄波數據，分析之后，形成線路故障調查報告，將報告遞交給電力調度人員，檢查涉及到的變電設備，繼續上報檢查信息，根據調度員給出的指令來展開故障處理工作。檢查線路開關，展開必要的電力檢修工作。
3.3 處理主變低壓開關電力故障
如果電力系統的主變低壓側出現電流保護動作，應當對線路進行檢查，診斷電力故障的具體類型。如果線路并未出現拒動的情況，故障有可能出現在母線系統中，應當對線路中應用的母線與出現開關展開檢查，確定電力故障的形成原因之后，需上報電力調度的情況，依照電力調度指令完成處理工作。線路開關在被應用時，也有可能產生拒動現象，檢查工作應轉移到二次回路系統上，確定二次回路處是否存在燒毀、斷線與不良接觸的問題，控制回路的故障在很多情況下都是因二次回路故障而產生的。如果線路中的所的設備，并進行多種測試活動，如果沒有確定故障類型以及起因，不可直接恢復母線系統，進行正常供電活動，在確定故障以及進行必要的隔離之后，才能恢復使用母線，減少電力系統受到的影響。如低壓側開關因出現開關拒動現象而產生跳閘的情況，應先對拒動開關進行隔離，確定母線設備的使用狀況，無其他的異常情況，申請電力調度處理，可啟用出線開關與母線，拒動開關處的供電不可恢復。
3.4 安裝接地線路
安裝接地線路時，技術人員需確定過剩電壓的使用情況，向地下系統導入過剩電壓之后，應觀測線路的接通情況，安全穩定運行電力系統。安裝接地線路的工作應當正確地展開，不可出現突然接通電路的情況，檢測線路系統中的設備的實際靜電感應電壓，運維人員檢測接地系統時，需佩戴絕緣手套，預防觸電事故。安裝隔離開關時，要啟動全過程監督系統，預防安全事故出現。
4 變電運維管理措施
4.1 針對變電設備落實運維管理工作
變電運維能管理工作主要圍繞各種變電設備展開，這一管控工作直接關系著電力企業最終可以獲取的工作效益。為了保障供電工作的持續性與可靠性，當前變電運維管理工作的水平還需進一步提升，運維人員不僅要展開必要的定期檢查工作，日常巡查環節也應當把控細節性的技術問題，保養電力設備，減少在運維 管控過程中的失誤操作。啟動自動運維管理系統之后，不可出現隨意處理運維管控工作的情況，處理接地故障問題，在交接班視時應當做好工作記錄。
4.2強化臺賬管理工作
臺賬系統可以支持變電運行管理工作，利用臺賬管控系統可以幫助提升變電管理工作的效率，變電系統的可靠性也因臺賬管理手段的介入而增強。大部分電力企業都啟用了精細化管控的電力管控工作方案，擴建電力供給系統的施工，新增了不少安全的電力設備，改造原來的設備，通過檢修查找出已經出現老化問題的設備，在變電管控工作展開期間，所有的設備變動情況都應當被
清晰記錄，并在技術規范的引導下展開。利用變電信息管理系統來給運維管理工作提供必要的支持，錄入設備更換與維護信息之后，可更加安排變電管控工作。
5 安科瑞變電所運維云平臺
5.1概述
AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態和參數、室內環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境視頻場景等需求，實現數據一個中心，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
5.2.應用場所
適用于電信、金融、交通、能源、醫療衛生、文體、教育科研、農林水利、商業服務、公用事業、電子產業園等行業變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。
5.3平臺結構
變配電室裝設一套智能網關，采集變電室智能設備的數據，經過協議轉換、壓縮加密后定時上傳或觸發式上傳平臺，平臺可完成對變配電室內所有智能設備完成數據交換，能實時監測變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的運行狀態；實時監測變配電室內各回路的運行數據及環境溫度等數字量；通訊管理單元與廠內局域網連接，把數據傳至數據中心。
AcrelCloud-1000變電所運維云平臺提供用戶概況、電力數據監測、電能質量分析、用電分析、日月年用能數據報表、異常事件報警和記錄、運行環境監測、設備維護、用戶報告、運維派單等功能，并支持多平臺、多終端數據訪問。
AcrelCloud-1000變電所運維云平臺系統可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。
感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、攝像頭、開關量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過RS485總線接入現場智能網關RS485端口。
傳輸層：包含現場智能網關和交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過交換機把數據上傳至對應的服務器端口，網絡故障時數據可存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。
應用層：包含應用服務器和數據庫服務器，若變電所數量小于30個則應用服務器和數據庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網關主動傳送過來的數據。
展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。
5.4平臺功能
一次圖點擊配電回路后可看用電明細數據，可生成電力運行報表，可查詢各類電力參數、電壓、電流、功率、諧波等的歷史數據、環境數據監測
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，查詢跨度可設置為月。
站點監測包括概況、運行狀態、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。
變壓器狀態支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。
運維展示當前用戶管理的有關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狀態、電流等運行狀態及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢。
視頻監控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。
電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路對應采集間隔運行參數和電能抄表的實時值及平均值行統計。
遙測、遙信報警（網頁及短信），報警上下限可設置，變電所運行環境（水浸、煙霧等）報警
任務管理頁面可以發布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態和完成情況，可以點擊查看任務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據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進行統計分析，并列出在該周期內巡檢時發現的各類缺陷及處理情況。
5.4.12 手機APP
5.6 系統硬件配置
應用場合 | 型號 | 圖片 | 功能 |
變電所運維云平臺 | AcrelCloud-1000 |
| 平臺提供用戶概況、電力數據監測、電能質量分析、用電分析、日月年用能數據報表、異常事件報警和記錄、運行環境監測、設備維護、用戶報告、運維派單等功能，并支持多平臺、多終端數據訪問 |
網關 | ANet-2E4SM |
| 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網接口，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擴展模塊，485擴展模塊。 |
擴展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網通 | ||
中壓進線 | AM6-L |
| 三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護 |
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卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO，RS485/Modbus；LCD顯示； | |
中壓進線 | 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、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內存32G,16D0+22D1,通訊 2RS485+1RS232+1GPS,3以太網接口（＋1維護網口）＋1USB接口，支持U盤讀取數據，支持61850協議。 |
中壓饋線 | AM6-L |
| 三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護 |
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卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； | |
低壓進線 | AEM96 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計；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計，正反向無功電能統計；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等傳輸的數據，1路485,2路報警出口。 | |
環境溫濕度 | WHD |
| WHD溫濕度控制器產品主要用于中高壓開關 柜、端子箱、環網柜、箱變等設備內部溫度和 濕度調節控制。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 響應時間：1s 繼電器輸出：常開觸點。 |
攝像機 | CS-C5C-3B1WFR |
| 支持720P高清圖像，最高支持分辨率可達到130萬像素（1280*960)內置麥克風與揚聲器具有語音雙向對講功能，支持螢石云互聯網服務，通過手機、PC等終端實現遠程互動和視頻觀看。 |
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；感應距離：30-50mm 材質：鋅合金，銀灰色電度，干接點輸出。 |
配套附件 | ARTU-K16 |
| 常開型；感應距離：30-50mm 材質：鋅合金，銀灰色電度干接點輸出 |
KDYA-DG30-24K |
| 輸出 DC 24V;24V電源 |
6
結束語
大部分電力企業都已近轉變了原來的發展經營理念，關注電力生產的實際收益的同時，也對電力系統的整體安全性展開了考察與增強，在原來的電力管控工作的基礎上提升了運維工作的化水平，確保電力系統中的各種設備的故障問題可以被在時間發現，立即進行修理與替換，故障問題也能夠在比較短的時間內化解，電力系統可長期維持穩定運轉狀態。總之在新的電力發展時期中，變電運維人員應利用自動化技術提升運維管控效率。
參考文獻
[1] 董嘉熙，劉盟，變電運維技術在電力系統中的應用
[2] 楊磊.變電運維檢修中設備狀態檢修技術的應用分析[J].中國戰略 新興產業,2017(40):183.
[3] 企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.
[4] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.05版.
作者簡介：
吳柯霓，女，現任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事變電所運維云平臺系統的研發與應用。
當前位置：
