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摘 要:智能变电站的建设运行是电力系统运行发展的主 要趋势,通过智能化技术手段的大量运用,可以辅助变电 站运维管控工作有序展开, 提升变电站运行效率,增强其稳 定性,对于保障电网的整体安全具有重要意义。但是由于智 能变电站运行中涉及的环节较多, 可能会受到多种因素影响 出现安全故障,因此要做好安全运维管控,及时发现问题和 解决问题, 尽最大努力提升智能变电站的运行安全性。本文 就智能变电站安全运维管控方法展开论述,分析其中存在的 问题,提出有针对性的改善措施,以优化实践。
随着现代科技的不断进步,智能化已经成为电力 行业发展的主要趋势。智能变电站作为智能电网的重 要组成部分,对于提高电力系统的运行效率、保障电 力供应的稳定性和安全性至关重要。如何对智能变电 站进行安全运维管控,成为电力行业普遍关注的问 题。针对新时期智能变电站运行中存在的问题,应进 一步强化安全运维管控力度,选择有力的措施创设安 全可靠的设备运行环境,提升智能变电站运行水平, 助力电力建设的高质量发展。
一、智能变电站概述
智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智 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,同时具备支持 电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同 互动等高级功能的变电站[1] 。它是一种集成了自动化、 计算机技术、通信技术、传感技术等先进技术的变电 站,其建设运行是电力行业发展的必然趋势。
(一)智能变电站的特点
1.设备智能化。智能变电站的设备较传统变电站 更为智能化,能够实时监测和诊断设备的状态,提高 设备的可靠性和使用寿命。在设备上应用智能传感 器,能够实时监测设备的运行状态,及时发现设备故 障,提高设备运行的可靠性。
2.信息交互网络化。智能变电站实现了信息的高 度网络化,设备之间的信息交互更加快速、准确,大 大提高了系统的反应速度。在智能变电站中,信息可 以在不同的设备之间进行交互,使得系统可以快速响应故障和变化。
3.运维管理自动化。智能变电站实现了运维管理 的自动化,具有自动巡检、故障诊断和修复等功能, 使运维的效率和质量得到了提高。通过自动化管理, 可以减少人工干预,降低运维成本,提高系统的稳定 性和可靠性。
(二)智能变电站安全运维管控的重要性
智能变电站作为电力系统的关键部分,其安全运 维管控对于电力系统的稳定运行具有重要意义[2] 。首 先,智能变电站的安全运维管控可以保障电力系统的 稳定性和可靠性。其次,通过安全运维管控可以降低 智能变电站的故障率,避免因设备故障而导致的供电 中断或系统崩溃等问题。最后,安全运维管控还可以 提高电力企业的经济效益和社会效益,为电力行业的 发展提供有力的支撑。
二、智能变电站安全运维管控的内容
(一)一次设备运维
智能变电站一次设备的运维主要是对设备的日常 检查和维护。 一次设备包括变压器、断路器、隔离开 关等,这些设备是电力系统的主要设备,直接决定了 电力系统的稳定性和可靠性。GIS组合电器的运维, 要 仔细检查加热器运行指令是否合乎标准、汇控箱门密 封垫是否破损、电器内部温度是否处于正常范围内。 结合检查情况,定期检查GIS组合电器运行情况[3] 。变 压器的运维,主要是检查变压器的油位是否正常、散 热装置是否完好,以及变压器是否存在异常声响或振 动等。除此之外,还要定期进行变压器油的化验,以 及变压器的预防性试验,确保其工作状态正常。断路 器的运维,需要定期检查其动作特性是否正常,例如 断路器是否具备开断能力、辅助开关的动作是否准确 等,也要对断路器进行预防性试验,确保其各项功能 正常[4] 。隔离开关的运维,需要定期检查其机械部分是 否灵活可靠、触头是否磨损变形等。在进行隔离开关 的操作时,需要严格执行操作规程,避免因操作不当 导致设备损坏。
(二)二次设备运维
二次设备是智能变电站中的重要组成部分,包括 保护装置、测控装置、自动化装置等,这些设备的运 维对于保障电力系统的稳定运行具有重要意义。关于保护装置的运维,主要是进行保护定值的整定和管 理。保护定值是保护装置的重要参数,需要根据电力 系统的实际情况进行整定。整定时,需要考虑电力 系统的运行方式和负荷情况等因素。同时,还需要对 保护装置进行定期的维护和检修,确保其工作状态正 常。保护装置安装完成后,要对二次设备进行测控与 维护,使用GOOSE数字化线接口同间隙层设备通信交 互,并完成常规性电缆对应线接口维护工作。二次设 备多使用采集模块开关指令控制信号量,采集模块周 围温度、相对湿度等数据信息,并接收GOOSE发布命 令[5] 。测控装置的运维,主要是进行装置的校验和维 护。测控装置是用来监测和控制电力系统的设备,需 要对装置的测量准确性和响应速度进行检查和校验; 对测控装置的通信接口进行检查和维护,确保其与其 他设备之间的通信畅通无阻。自动化装置的运维,主 要是进行装置的远程监控和维护。自动化装置可以实 现电力系统的自动化控制和调节,但同时也需要进行 严格的监控和维护[6] 。需要定期检查自动化装置的远程 控制功能是否正常,同时还需要检查装置的数据采集 和传输是否准确无误;对自动化装置进行定期的程序 升级和维护,以保障其工作的稳定性和安全性。
三、智能变电站安全运维管控的现存问题
(一)内部设备稳定性不足
1.设备老化和磨损。智能变电站内部设备通常需 要长时间的运行,这可能导致设备老化和磨损。老化 设备容易出现故障,而且可能会影响系统性能。此 外, 一些设备的长期运行可能会导致性能下降,从而 使其可靠性降低。
2.技术更新不及时。随着技术的不断进步,智能 变电站内部设备可能会过时。这意味着一些设备可能 无法充分支持新的智能化功能或满足安全要求。因 此,技术更新不及时可能会影响内部设备的稳定性。
3.设备维护不足。内部设备的维护和保养是确保 其稳定性的关键。然而,由于预算限制或人员短缺等 因素,因此会存在设备维护不足的问题。设备未能得 到及时的修复或维护,必然会增加故障风险[7]。
4.数据监测和分析不足。智能变电站内部设备通 常具备大量的传感器和数据采集系统,用于监测设备 状态,数据监测和分析不足可能会导致问题未被及时 察觉,如果设备状态的变化未被准确捕捉,可能会错 过维护的最佳时机,从而影响设备的稳定性。
(二)数据信息安全防护力度不足
1.数据泄露风险。智能变电站中产生和存储的数 据可能包含敏感信息,如电力系统拓扑、通信数据、用户信息等,如果数据未受到足够的保护,可能会导 致数据泄露,从而使系统受到攻击或被滥用[8]。
2.数据篡改风险。数据信息安全不足还可能导致 数据被篡改的风险发生,攻击者可以入侵系统并修改 数据,导致错误的控制指令误导操作员,从而对电力 系统造成严重影响,甚至出现故障或损害。
3.未授权访问。未授权访问是智能变电站数据信息 安全的一大威胁,如果未能实施强有力的身份验证和访 问控制措施,可能会使一些不速之客获得对系统的未经 授权访问,从而进行恶意操作或窃取敏感数据。
4.缺乏数据备份和恢复策略。数据信息安全还包 括数据的备份和恢复策略。如果未能建立可靠的数据 备份系统,可能会导致数据丢失的风险,从而影响对 系统状态的准确分析和事件追踪[9]。
(三)检查巡视不到位
1.设备状态未被及时察觉。如果检查和巡视不到 位,设备的异常状态可能难以被及时发现。这意味着 潜在的问题可能难以被识别,如漏电、磨损、连接松 动等,从而使设备故障的风险增加。
2.安全隐患未被发现。检查巡视的不到位还可能 导致安全隐患难以被发现。这包括潜在的火灾风险、 电气危险、环境污染等。未能及时识别这些风险可能 会对员工和设备造成严重威胁。
3.恶劣天气带来的困难和挑战。在恶劣天气条件 下,检查和巡视可能会更加困难。例如,在暴风雨、 极端寒冷或高温天气下,运维人员开展运维工作可能 会遇到困难,甚至无法有效地进行检查。这可能会导 致潜在问题未能及时发现。
4.未能全面覆盖。检查巡视不到位还可能导致变 电站的各个区域和设备未能全面覆盖, 一些偏远或难 以访问的地点可能会被忽略,从而增加了设备故障和 安全隐患的风险[10]。
四、智能变电站安全运维管控的有效措施
(一)提高智能变电站设备管理标准
提高设备管理标准是确保智能变电站安全运维管 控的重要前提。智能变电站应该制定清晰的设备管理 政策,明确设备的采购、安装、维护和淘汰等各个环 节的要求和标准,包括设备的性能要求、维护周期、 备件储备,以及淘汰流程等。在设备采购阶段,应制 定标准化的设备选型标准,确保所选设备符合特定标 准和性能要求。标准化可以降低设备异构性,减少维 护和运营的复杂性。智能变电站应建立详细的维护 计划,包括定期巡检、清洁、润滑、校准和检修等工 作,有助于提前发现和纠正潜在问题,降低设备故障风险。根据实际工作需要,智能化技术可以用于设备 的实时监测,通过传感器和数据分析,可以实时跟踪设 备的状态和性能,这有助于提前发现问题,降低维护成 本,同时延长设备的寿命。另外,设备管理标准还应包 括设备退役和报废制度,明确的制度可以确保设备在达 到寿命终点或不再满足性能要求时得到适当的处理,尽 可能避免对系统安全性和环境造成负面影响。
(二)制定合理的安全防护措施
1.物理安全措施。设备和建筑物的访问控制,限 制只有经过授权的人员可以进入变电站的关键区域, 例如变压器室或控制中心;安装围栏和锁定设备,以 确保未经授权的人员无法轻易接触到设备;部署视频 监控系统,以实时监测变电站的活动,减少入侵和破 坏的风险。
2.电子安全措施。使用网络防火墙和入侵检测系 统来保护智能变电站的网络安全,阻止未经授权的访 问和网络攻击;对敏感数据进行加密,以防止数据泄 露或被恶意篡改;实施严格的身份验证和访问控制政 策,确保只有经过授权的人员可以访问系统和数据; 定期漏洞评估和渗透测试,以识别和修复系统中的安 全漏洞[11]。
3.安全培训和安全意识。为变电站员工提供安全 培训,包括设备操作和应对紧急情况的培训,以提高 他们的安全意识;建立并推广安全政策和程序,使员 工了解如何遵守安全标准和最佳实践;定期进行紧急 演练,以确保员工了解如何应对火灾、泄漏、停电等 紧急情况。
(三)适当加强智能变电站巡检力度
适当加强巡检力度可以及时发现问题、降低故障 风险,并提高智能变电站的安全性和可靠性。首先, 应根据实际工作需要制定详尽的巡检计划,明确巡检 的内容、频率、负责人和检查点。计划应覆盖所有关 键区域和设备,确保没有盲点。其次,运用现代化技 术,如遥感、传感器、机器学习和大数据分析,帮助 监测设备状态、实时收集数据,并识别异常,提高巡 检的效率和精确度。再次,定期巡检是必要的,可以 根据设备类型和重要性确定巡检频率。设备的性质和 工作环境可能导致一些设备需要更频繁的巡检,而其 他设备可以定期巡检。最后,在极端天气条件或其他 突发情况下,进行紧急巡检是至关重要的。例如,在 大风、暴雨、极端温度或地震后,进行紧急巡检,以 检查设备是否受到损害或影响。
(四)建立健全安全运维管控制度
建立明确的安全运维制度和程序,规定如何执行 运维活动、安全要求和流程,这些制度和程序应该适 用于所有运维活动,包括设备维护、数据管理、人员 培训等。在安全运维管控制度中,确保每个员工都知 道自己的职责和责任,明确的分工可以防止信息遗漏 和责任推诿,确保每个环节都得到妥善管理。除此之 外,定期组织安全审查,包括政策合规性、程序执行 情况、培训成果等方面,以评估安全运维管控制度的 有效性,及时识别问题和解决问题。
五、结论
综上所述,为了保障智能变电站安全稳定运行, 应结合电力系统运行要求选择合理的安全运维管控方 法,以此来提升变电站的运行质量和运行效率,保障 电网系统安全稳定,对于加快智能化电网建设进程具 有重要意义。
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