包钢电网企业变电站特点为数量多、站点分布区域大、岗位人员少的特点。变电站管理模式由有人值守模式转为区域监管模式。通过增加智能辅助技术对监管站所设备进行实时在线监测，不仅节省了人力资源，同时增强了对电气设备状态监控的实时性和准确性。为变电站电气设备的稳定运行起到了重要的作用。随着变电站电气设备的改造升级和集控站无人监管模式的开展，越来越多的变电站由原来的有人值守变为无人值守远方监控的模式。为了变电站电气设备的稳定运行及在设备异常时能及时处理，智能辅助技术应用发挥了越来越关键的作用，对监管变电站电气设备做到有效监管，避免出现失管现象。原来变电站均为24小时有人值守模式，变电站设备出现异常情况下岗位人员能够立即发现并进行处理。现阶段无人值守监管变电站模式的建立，原有自动化化监控辅助手段已经不满足现有的管理模式。为了全方位对监管变电站进行监控和控制，利用智能技术对监管变电站装设视频系统、火灾报警系统、小电流接地选线系统、单相接地转移系统、电力系统异常捕捉系统、无线测温系统等，实现了对监管变电站全方位的监控。视频系统的建立，加强了对监管变电站视频检查巡视的实时性。在变电站关键部位点进行安装摄像头，将影像数据通过局域网模式上传至总服务器，通过服务器数据汇总将监控影像上传至集控站总站，实现集控总站对监管变电站的视频巡视和设备异常情况下对设备的检查。同时通过视频管理系统历史数据的抽查，可以对站所岗位人员巡视过程中的周期和质量进行抽查。强化集控总站岗位人员对监管变电站视频监控的巡视工作的管理，要求岗位人员每日按照巡视周期对监管变电站进行视频巡视并在点检巡视记录本上做记录。在监管变电站设备发生跳闸、站内设备冒烟着火情况下，岗位人员对监管站所的初步检查首先需要对失电设备区域进行视频检查，查看失电设备区域有无烟火现象，如有异常现场，岗位人员立即准备防护设备赶往现场进行事故处理，确保及时隔离故障设备。烟感火灾报警系统应用，将各变电站烟感探头、火灾报警设备、感温光缆等设备接入各站所终端机，通过网络通信将下级站所的终端信号上传至集控总主站终端机。在下级站所发生火灾报警时，主站岗位人员通过对终端机报警位置点的查看确定故障位置，上报调度室并根据责任区域对异常设备区域进行检查，并进行事故处理。烟感火灾报警终端报警后，岗位人员需要对告警信息进行记录并填写，留作备案。在日常管理中，要求每月进行一次监管所人工手自报启动，集控总站对终端报警情况进行确定，检查烟感火灾报警系统的网络通讯是否正常运行。电力系统集控后台系统的应用，解决了对监管变电站电气设备运行状况的实时监测，变电站电力系统后台分为两级模式，第一级为站所级，第二级为集控站级。在日常的运行管理中，电气设备的倒闸操作通过岗位人员在需要倒闸操作的站所进行后台遥控实现一次设备的倒闸操作，在紧急情况下，如系统发生接地需要对监管变电站馈线开路进行拉路选线时，岗位人员在集控总站通过集控站后台进行远程操作，被操作开路断路器拉开后，岗位人员通过对集控站后台的母线电压变化情况进行确定反馈结果。电力系统集控后台系统一般设置异常信号为：一般告警、异常信号，保护动作信号三类。通过不同的告警声音第一时间传递给值班人员，值班人员通过对报警信号的查看、站所设备遥测、遥信、保护启动信息的综合判断分析，确定设备异常位置及原因，便于及时进行异常设备的处理。在站所对备用设备改造后，工程管理人员不仅需要将改造后的设备遥测、遥信、遥控功能及信号上传至本地一级电力后台，还需要将功能、信号在二级集控站电力后台同步实现。确保在改造后的备用设备投运后实现远方集控实施监管。在集控总站集控电力后台一般配备两台电脑，一台电脑对报警信息的监控，另外一台电脑对监管区域的各站所的各等级、各段母线的三相电压进行监控。在某一站所的一段母线发生系统接地时，能够快速直观的判断出电压异常的区域。九点无线测温技术的应用，解决了电气设备隐蔽部位的温度监测问题。一般九点无线测温元件装设在断路器上、下触头、一次电缆与分支母线连接处共计九个点位安装测温元件，对容易发热的电气连接进行实时温度监测。对有电抗器设备的馈线，在电抗器本体隔离开关位置和电抗器硬母线连点装设无线测温元件，在变压器本体进线及出线连接处装设无线测温元件。通过对电气设备连接部位无线测温元件安装，无线测温元件通过信号发射，本地终端信号接收和上传，最终在集控总站无线测温测温后台进行显示，并设置温度高越线报警，及时提示岗位人员对温度异常设备进行检查，并对设备进行人工红外无线测温和负荷监测，根据检查结果及时制定处理方案并实施。通过九点无线测温设备的应用，对电气运行设备温度监测方式由显性外观的局部时限性扩展到隐性位置实时在线监测的方式，实现了提高对设备关键部位温度异常发现的时效性。检测方式由周期性转变为实时监测数据存档告警的模式，更好的对设备运行起到监控的作用。在无线测温元件应用的过程中，发现在检修过程中，对电气连接部位作业造成感温原件的损伤，导致感温探头受损，在送电后温度上传失灵的现象。对于此种现问题，在检修完毕后，曾加对设备验收条款的项目：对感温探头外观进行检查是否有受损现象，如有受损，及时进行更换处理。如无异常，在设备送电带负荷后，岗位人员观察温度曲线是否正常。通过在运行中感温原件温度曲线与负荷变化的对比和检修后感温原件的检查验收，确保数据的正常体现和异常情况下的及时处理。在无线测温元件应用的三年里，能够及时发现的设备连接点温度异常现象并进行处理，避免多次由于设备连接处虚接造成发热导致事故扩大的案例。小电流接地选线技术的应用，解决了系统发生接地时故障馈线选择时间长，准确性差的问题。在没有装设小电流接地选线系统时，系统发生接地时在准确选择出故障开路一般在一个小时以上，原因为故障馈线的选择凭借调度人员经验的准确度和厂矿企业负荷停电的时效性存在差异。在装设小电流接地选线系统后，通过先进的算法和管理人员的综合判断，整体上在系统发生接地后十分钟内能够准确判断出故障开路，再由调度人员与现场工艺协调，最长40分钟内切除故障开路，恢复电力系统的正常运行状态。工矿企业电网模式普遍为网络结构短、网络分布复杂、负荷性质多样的特点，小电流接地选线的应用更加准确、迅速的判断故障开路起到重要的作用。在包钢某一个高炉、转炉供电的总降变电站，下一级有十几个站所的的情况下，下级站的配出馈线一次电缆故障造成系统接地现象，从故障馈线判断到隔离故障点共计不到20分钟，这是在未应用小电流接地选线设备时进行故障处理不能可能完成的任务。在小电流接地选线应用的过程中，存在下述两个问题：一是由于小电流接地选线装置零序电流接入极性的准确的问题，在10kV配出开路设备有零序电流互感器情况下，采用外接零序电流回路；在无零序电流互感器设备的情况下，采用电流互感器测量绕组自产零序电流回路进行接入。在接入完毕后，需要检修人员在电流互感器三相二次测量回路通入不平衡电电流，检查装置告警首选开路和零序电流启动波形是否正确，检查无误后再投入运行。二是由于厂矿企业负荷性质的多样性，配出开路负荷性质存在差异，如冲击性负荷、平稳负荷、空载电缆线缆，架空线负荷等，由于在正常运行时产生的零序电流和线路故障情况下产生的零序电流各种各样。这就要求运行管理人员在设备厂家设定通用参数后，根据运行状况设定更加贴近实际的应用参数，做到在系统发生接地时减少非故障开路误报的现象。变电站集控模式的建立，在系统发生故障时，在最短的时间内全面的收集数据建立数据集控传输模式，将子站数据全部在集控总站进行显示，便于岗位人员和运行管理人员对故障馈线的判断。单相接地转移系统的应用，解决了在系统非金属接地情况下对故障设备降低破坏程度，减小设备事故的范围。单相接地转移系统将系统非金属性接地现象转移为可靠金属性接地，并与小电流接地选线系统相配合，减小故障开路事故的范围和设备的损坏程度，及时隔离故障线路，减少由于故障线路由单相接地故障发展成为两相短路故障，对电力系统造成电压波动，影响用户设备的运行。对于现在电气设备远方后台的操作模式需要增加相应的通讯方式，减少中间数据转换的设备。在平时运行管理中，对岗位人员进行前期培训，单相接地转移系统应用后在发生系统接地的情况下，配出的拉路选线观察系统电压的方式变为拉路选线后需要增加对单相接地转移系统进行复归解除金属性接地后再进行观察电压的模式。单相接地转移技术的应用，极大的较少了故障开路跳闸造成系统波动的现象，在故障发生接地的前期进行控制并及时切除故障开路，对后续的故障设备处理缩短施工时间。在设备调过程中，由于单相接地转移系统控制装置与现有电力系统后台通讯兼容性较差，装置只是实现了就地查看和控制的功能，对外向电力后台数据传输需要增加中间转换装置才能实现。
附图1：新增中间转换装置将单相接地转移装置通讯上传
电能异常捕捉技术的应用，基于设备精度高、数据采样频率高，采样数据时间长，算法先进的优势对于系统内谐波、基波及电能质量异常情况下长流程波形存储，数据分析具有明显的优势。对于厂矿企业电能质量的分析和异常情况下的各种算法分析具有针对性。一是对电能质量扰动源头的定位在自动计算后自动指出，方便运行管理人员对于电能质量不满足的区域进行分析控制；二是在发生系统波动时，能够对检测母线电压和开路电路从故障发生前持续到故障结束后全流程波形数据监控。相比故障录波装置和保护装置的阶段性录波具有明显的优势，有利于对故障波形的全过程分析。电能异常捕捉技术主要是对电能质量的监控和系统异常情况下的全波形分析的应用。
附图2：异常情况下电能异常捕捉捕捉装置波形采集分析
综上所述，对于智能辅控技术在实际应用过程中，各应用平台不是独立应用的，在电气设备发生异常情况下，多平台技术相结合，综合判断监管区域变电站设备故障位置点并及时隔离故障点，或在设备发生故障前期根据较少的异常变化及时进行处理，由原来电气设备发生故障后进行处理转变为缩小故障范围，减少设备破坏的前期及时进行隔离，以及在设备将要发生故障前根据系统智能监测数据数据提前进行隔离检查处理。将设备异常由不可控转为相对可控的处理，极大的保障了电网的稳定运行，为用户提供稳定负荷。（作者：包尚朋 王晓平 张永华 内蒙古包钢钢联股份有限公司动供总厂）
来源：冶金企业供用电专业安全经济稳定运行及智能化技术应用研讨会
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