顾硕铭
南方电网超高压输电公司广州局 广州黄埔 510000
【摘要】近几年来，随着我国智能电网的快速发展，电网上的各种设备自动化程度不断提高。它旨在减轻一线工作人员的劳动强度，降低劳动成本，发展变电站“少工时”的运行模式。但换流站与普通AC变电站有明显的差别。后者有多种类型，有多种设备，控制系统和辅助系统也十分复杂。可见，电网公司必须依靠自动化、智能化的进一步发展，才能推动换流站“低负荷”运行模式的形成。而智能换流站的发展，必定带来对其运维技术及设备故障处理的问题，因此本文对此进行了分析。
关键词：智能换流站；运维技术；设备故障；处理
0.引言
换流站作为变电站的一种特殊形式，其重要作用和常规变电站相似，但其结构较为复杂。数字化智能换流站采用光纤网络，取代了一次系统与二次系统之间硬性连接。满足变电站过程层对信息共享的要求。数字化智能换流站的优点是：测量精度和信号传输可靠性(简化二次布线)，解决设备间互操的问题(可以提供多功能的统一信息平台)以避免设备重复使用；提高自动化操作和管理水平(避免电缆造成的电磁干扰等)；以及减少换流站投运的时间(缩短设备调试所需的时间)。
1.智能换流站概述
目前，智能电网已成为电力行业的研究热点。智能电网的基础是数字化。智能电网的最终实现，必须实现数字化电网。数字化变电站是智能电网的重要组成部分。它作为智能电网建设的信息采集和指令执行单元，其构建将贯穿整个智能电网建设过程。在我们国家没有很多数字化变电站。他们已建好或正在建中。相对于高速建设交流数字变电站来说，研究和建设数字化换流站进展缓慢。目前，数字化换流站的投入使用是电力行业的重要工作之一。
以下为智能化换流站的主要特点：
（1）智能主体装置。它取代了传统的电流/电压互感器，使电子变压器实现了大范围、高精度的测量。辅助设备的一部如A/D转换器、光电隔离装置、控制电路等十几种二级设备将被分离出来作为智能化设备的一部分，光电数字信号和光纤取代了传统的模拟信号和控制电缆。
（2）网络化的二次设备。与传统电缆“硬连接”的互连方式不同，基于过程层的网络设备之间采用了“软连接”。通过过程层的计算机网络实现了数据共享、辅助设备信息交换、保护协调、自动化功能。
（3）共享信息平台。适当扩充IEC61850标准，为换流站建立一个共享信息平台。在换流站自身的信息共享平台上进行各种应用，同时为电网控制中心的各种自动化系统提供信息服务，实现站级、站一级的信息共享和应用级的集成。模拟IEC61850的建模思想，可构建包括换流站层、间歇层和过程层的分层换流站模型。
2.智能化换流站运维技术
2.1在线监测系统
联机监控系统不仅包括对在线气体监控和转换器进行变压器油色谱分析，对铁芯和固定设备进行电流监控，还包括对SF6气体压力进行监控，如DC现场套管、DC断路器和DC分压器。综合在线监测系统还用来监测避雷器工作频率等。同时还主要包括：（1）蓄电池在线监测装置，监测蓄电池充电电流、电压、蓄电池内阻等参数；（2）换流站用电系统运行状态、工作电流、母线电压、开关信号等；（3）主水泵冷却系统出水状态、主泵是否漏水、电导率、水温、水压等系统参数。
2.2红外系统
红外线系统用于对阀厅装置(如晶闸管、避雷装置、套管等)进行实时监测，以监测设备是否工作正常，是否有异常(如接头或其他热点是否存在过热)。并且利用红外系统对接地电极进行远程监测，观察接头、异常设备等是否有热。
2.3缺陷管理系统
对系统运行或设备检查发现的缺陷，应由操作者进行登记，维修人员应在处理结束后填写处理程序，以实现缺陷的闭环管理，并对类似情况提供参考。对系统缺陷的处理。前途实现了设备故障统计功能，为进一步分析设备状态提供了数据支持。
2.4智能机器人及远程视频巡视系统
通过远距离视频监控和检测，可以迅速发现设备的异常情况，如漏油、外观损坏、瓷瓶破损等，弥补了操作人员检查和智能机器人检查的高盲区。本发明能够实现对机身温度和SF6气体压力进行实时采集和监控，具有一定的实用性。智能机器人及远程视频巡视系统采用相似分析、三相设备比较、历史趋势分析等智能监测方法。通过上述数据的分析与诊断，实现了设备故障的自动识别与报警，实现了全自动的本地或远程遥控模式。替换或辅助人工换流站检查。
3.智能换流站设备故障处理分析
3.1提高主要设备在线监测设备的可靠性
如转换变压器和电阻器，包括微水测量、油色谱分析、铁心钳电流监测和套管SF6压力监测等，这些设备都是与数据传输和其他交换手段一一对应的，可以提高电路板的抗电磁干扰能力，增强环境适应性，并从多个角度提高换热器的可靠性和稳定性。强化对联机监控设备和备件的维护保养，定期对联机监控设备和主要设备的状况进行评估，并及时解决设备状态问题；定期邀请相关专业专家和制造商对设备进行检查和维修，确保监控设备的状况可控。
3.2利用计算机技术完善管理缺陷
通过云存储、云计算等先进技术，进一步完善换流站内部故障管理系统。现有的缺陷系统难以实现设备故障的详细分类，缺乏独立的统计分析能力，数据挖掘技术也不够深入。最后，引入人工智能算法，实现缺陷统计与分类的自动化，并对历史数据进行分析，找出共性。为事件的后续处理提供更及时、准确的技术数据。可开发移动终端 APP，方便检测人员实现故障前的信息查询，了解设备的历史运行状况，提高设备状态评估和故障处理的效率。
3.3拓展智能机器人功能
目前使用的智能机器人在图像识别方面还存在一些不足之处。它们不能及时准确地记录仪表数据，因此必须提高数据处理能力。而且机器人的故障率高，无法实现长时间可靠运行。在后期的智能机器人发展中，还可以增加其检测功能，如紫外线测温、局部放电检测等；期数据分析和诊断功也需要得到加强，能够水平和垂直地比较相似和同步设备的总体数据。可以研制一种换流站监测机器人，用摄像机记录换流站操作员和员工的换流站事件，扫描操作模式，并及时向操作员发出报警信号、信息报告和类似事件处理程序，以便更好地通知和减轻运输工作压力检查员的工作效率，确保正确地完成工作。
3.4增加设备状态的感知途径
在实体识别系统的支持下，丰富智能感应设备和感应方法，增加对设备状态的感应方法，采用混合组网技术，通过对电磁环境、设备加热状态等较先进的感应设备进行信息采集，为准确掌握设备状态提供可靠的数据支持。运用大数据、边缘计算、专家算法、人工智能等相关方法，对设备运行状态进行全面分析，充分把握设备运行状态，对所有数据进行对比、验证。减少误报、漏报及其它不良情况，使现场操作员能更好地了解设备运行状况，提高对现场作业的针对性，提高现场作业效率。
4.结束语
随着智能电网的发展，智能化换流站也在飞速发展，虽然我国投入使用的智能化换流站数量未及智能化配电站多，但是为进一步实现智能化和数字化，本文对能换流站运维技术及设备故障处理，希望能为智能换流站的使用提供参考依据。
参考文献
[1] 赵畹君. 高压直流输电工程技术[M]. 北京：中国电力出版社，2004.
[2] 陕华平，闫礼阳，庞 飞，等. ±800 kV 特高压直流输电系统运行检修技术体系[J]. 高电压技术，2010，36(9):2212?2218.
[3] 陈允鹏. 南方电网特高压输电技术应用展望[J]. 南方电网技术，2006，2(1):11?15.
[4] 雷鸣东. 天广直流金属?大地回线转换不成功原因分析[J].高压电器，2012，48(8):86?93.
[5] 南方电网超高压输电公司昆明局. 普洱换流站运行规程[M]. 昆明：南方电网超高压输电公司昆明局，2013.