跨越技术鸿沟 攻克世界难题――长春南（金城）500千伏智能变电站科技攻关纪实

电力18讯：    吉林省长春南（金城）500千伏变电站（以下简称金城变），作为国内首座新建500千伏智能变电站，对全国智能变电站的建设起着标准示范作用。

　　面对投运过程中出现的技术难题，在国内外缺乏可供借鉴经验的情况下，来自吉林省电力有限公司的科技攻关小组历时300余天，先后8次奔赴全国各地，开展数百次模拟试验，攻克了智能变电站核心设备技术难关，顺利完成投运任务，一举填补了世界电气工程领域相关技术空白。

　　2月3日，吉林省电力有限公司年轻的技术员钱春年早早来到火车站。当天，他的父母乘坐哈大专线来长春过年。“高铁真是快，还不到两个小时，我们就从辽宁到长春了！”旅程的缩短让两位老人感叹不已。听了这话，钱春年不禁“骄傲”起来：“当初为了确保金城变按时送电，保证哈大高铁的电力供应，我们在试验室经常一待就是一天。那时候觉得真累啊，但现在想想觉得还挺值的。”

　　时间回溯到2011年，金城变移交吉林公司负责建设管理和日常运维。就在大家攒足干劲，想要一鼓作气完成工程接续建设任务时，谁都没有想到，一个电气工程领域的世界级技术难题，正潜伏在已经安装的设备中。

　　投运受阻

　　新技术带来新挑战

　　2011年年末，金城变整体施工建设任务顺利完成，进入设备投运阶段。

　　当年12月7日，金城变首次线路投运操作如期进行，吉林公司相关专业人员早早来到现场。9时，操作正式开始。看着运行人员熟练的动作，大家都禁不住屏住了呼吸，保护通信用房内，只剩下敲击键盘的声音。忽然，一个异常信号报警打破了平静。

　　“第一套合并单元报警！监视器死机！”

　　“采集器3（C相）异常！”

　　“采集器2（B相）异常！”

　　随着运行人员略带焦急的声音，投运操作被迫停止。一时间，现场的空气仿佛凝滞了。

　　电子式互感器作为智能变电站的关键设备之一，是智能变电站区别于常规变电站的核心设备。而数字信号采集器作为电子式互感器采集、处理运行状态信息的关键元件，不仅是电子式互感器的“眼睛”，更是整个变电站的“神经中枢”，对变电站至关重要。一旦采集器出现问题，投运操作只能停止。

　　消息传到吉林公司，引起了该公司领导班子的高度重视。吉林公司总经理闫少俊说：“做好金城500千伏智能变电站的接续建设工作，保证该站的投运，是吉林公司的使命。解决金城变的技术问题，是对科技创新能力的一次考验。为促进吉林省经济建设，保障哈大电气化铁路供电，我们责无旁贷。”

　　吉林公司立即组织有关专业技术人员，召开问题分析会,寻找解决问题的途径。金城变在国内首次采用“一次设备+智能组件”的方式来实现一次设备智能化，将电子式互感器的信号采集装置组装在HGIS中。这种组合方式虽然集约、环保，但却使通常一直被安装在弱电环境中的信号采集器首次置身高压、高频的运行环境中，对其抗电子干扰能力是一个不小的挑战。

　　“金城变应用的采集器及其安装方式是国内首创的全新设计，这种新型技术目前国内还没有成熟技术规范或通用技术标准。面对这一挑战，我们完全没有现成的路可走！”吉林公司基建部副主任贾宏说。

　　吉林公司首先与采集器生产厂家联系，要求修改产品设计。然而，由于当时国内的采集器生产技术标准仍基于弱电环境，厂家按照这一标准生产出的采集器就像是“温室里的花朵”，根本经受不住高压、高频的“狂风暴雨”。

　　此时，时间已经进入2012年，哈大高铁沿线的几座牵引站已经建成正在等待入网，而哈大高铁指挥部也明确提出高铁要在年内投运的目标。面对着智能变电站核心设备的诸多技术问题和保证哈大高铁电力供应的双重压力，吉林公司打响了一场与时间赛跑的技术攻坚战。

　　查找原因

　　新试验“诊断”干扰源

　　虽然已经明确是电磁干扰影响了采集器的正常工作。但是，干扰因素到底是什么？具体的数值是多少？对于首次应用于500千伏电压等级智能变电站的电子式互感器，试验设备能否实现精确测量？已有的技术条件能否解决？一旦解决了采集卡的故障，会不会影响其他设备……一连串问题摆在了攻关组面前。

　　经过反复商讨，攻关组决定，在金城变开展“快速暂态过电压及外壳瞬态地电位升高”测试，测定执行线路投运操作时，HGIS内的二次设备受影响的具体情况。这一试验项目在国内尚无先例。攻坚组先后咨询了中科院院士和清华大学电气工程专业教授，详细查阅了国内相关资料，并进行了大量的模拟演算和现场测试。

　　2012年1月，寒风刺骨。当大多数人还留在家中享受春节假期的温馨时，攻关组的成员们却在金城变现场与猎猎寒风和冰冷的试验设备为伴。2月11日，经过连续3天的系列试验，攻关组对500千伏一串及六串电子式互感器进行了国内首例“快速暂态过电压及外壳瞬态地电位升高”测试，成功捕捉到了设备运行过程中的重要参数，获得了珍贵的第一手技术资料。

　　“这例全国首次试验，有力地证明了在投运操作瞬间，组合电器内会产生能量高、频谱宽的电磁干扰，并且其数值远远高于现行标准。”吉林公司科信部副主任冯利民说，“这已经不是一个简单的企业层面的技术问题，一旦电子式互感器信号采集器的抗电磁干扰问题得以解决，意味着这种新设备的技术标准将由我们书写。”

　　反复研讨

　　坚定攻关方向

　　随着故障原因的水落石出，解决问题这一“终极考验”摆在了攻关组的面前。面对这样一个影响到整个行业适用标准的重要课题，攻关组多方奔走，希望通过现场调研和专家讨论，找寻最合理的解决方向。

　　2012年3月，吉林公司在陕西西安召开研讨会，行业专家、金城变的设计单位和电子式互感器的生产厂家等悉数到场，就金城变HGIS内部电子式互感器的改进工作进行全面讨论。参会各方先后提出多种方案，但在攻关组提出疑问后均被一一否定。最终方案只剩下两种：一种是金城变电子式互感器改回常规电磁式互感器，另一种是将电子式互感器采集器抗干扰这一难题彻底解决。

　　是前进还是后退？参会者各持己见。此时，吉林公司负责人的一席话，拨开了众人心中的踌躇：“开弓没有回头箭。吉林公司承担着国家电网公司第一批智能变电站试点工程的建设使命，破解智能设备的技术难题，是我们的责任。我们要倾尽全力，将问题研究透、解决好，确保金城变顺利投运！”

　　坚定的信念明确了前进的方向，更多技术专家加入到科技攻关的队伍当中。

　　精心试验

　　“金刚钻”不辱使命

　　攻关组组长王晓波率队出发，多次辗转于陕西延安、浙江云会、四川团结，调研不同电压等级智能变电站运行情况，对各种可能出现的问题做到了心中有数。他们先后奔赴西安、北京、南京等地，多次与国内设备生产厂家接触，对不同产品进行充分比较，结合现场的实际情况，选择最合适的产品安装到金城变的智能组件当中。

　　工夫不负有心人。在洛川750千伏智能变现场，攻关组找到了一种电子式互感器信号采集器，这种采集器的安装方式与金城变的实际情况有所差别，但却基本能够适应高压、高频的电磁干扰环境，并且性能相对稳定。为了使这种采集器能够切实满足金城变的运行要求，攻关组立即组织技术人员赶赴该采集器的生产厂家，结合已有的数据，对采集器提出了更为具体的技术标准和要求。

　　2012年5月，在经历了数次改进和试验后，吉林公司参与研发的全新电子式互感器信号采集器初步通过了220千伏系统对采集器的干扰试验。然而，当新的采集器被安装进HGIS，与其他厂家的智能设备一起工作后，新的问题又随之产生：由于国家对电子式互感器相关设备之间联接没有统一的通信规约，不同厂家的设备各自遵守其自身协议，造成了采集器输出电压产生漂移，影响信号采集的准确性。面对这种情况，攻坚组的成员们再次一头扎进试验室，多次进行角比差试验，最终找到了问题关键点，成功制定了采集器的改进方案。

　　2012年7月，攻关小组再一次来到他们熟悉的试验室，对吉林公司参与研发的采集器开始了新一轮的测试。这一次，辛勤的汗水终于浇灌出丰硕的果实，攻关组等到了期待已久的好消息，新的电子式互感器信息采集装置顺利通过了角比差测试和外部磁场抗干扰测试，试验结果全部正常。

　　2012年8月15日，新的电子式互感器采集装置安装、调试完毕的那一天，攻关小组的全体成员不约而同地赶到了金城变的操作现场。随着运行人员操作命令的执行，线路平稳带电运行，各项数据检测结果正常，金城变设备投运工作终于重新启动。

　　2012年11月4日，金城智能变500千伏主变压器正式投运，标志着该变电站核心设备技术难关顺利攻克。

　　三百多个日夜的执着追寻，攻克了国内首座500千伏智能变电站核心设备技术难关；两万多千米的上下求索，填补了国内500千伏电子式互感器信息采集装置技术标准的空白；无数次的模拟试验，磨炼成科技攻关组攻坚克难的“金刚钻”。