淺論無人值班變電站設計與應用

摘要:變電站遙視系統是建立在網絡環境下的一體化遠程圖像監控系統，其可用于實現變電站的實時圖像信息的采集、傳輸、監控等一系列自動化的計算機處理，及時、準確地提供變電站各種現場信息，彌補了數據采集與監視控制系統在監控方面的不足，提高了監控水平。本文分析了無人值班變電站設計與應用的現狀和存在的問題，并對存在的問題提出了改進建議。

關鍵詞:無人值班變電站;設計;應用

變電站綜合自動化和變電站無人值班技術是變電站監控和保護發展的主流和必然趨勢。無人值班變電站運行管理水平、安全性以及高效經濟運行是一個亟待研究的重要課題。目前，許多因素制約著無人值班變電站的安全運行。

一、無人值班變電站設計等功能要求

無人值班變電站，即利用多臺微型計算機和大規模集成電路組成的自動化系統，代替常規的測量和監視儀表，代替常規的控制屏、中央信號系統和遠動屏，根據常規的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。無人值班變電站可以采集到比較齊全的數據和信息，利用計算機的高度計算能力和邏輯判斷功能，可方便的監視和控制變電站內各種設備的運行和操作。一般的來說，變電站綜合自動化主要包括數據采集及通訊、數據處理、安全監視、微機保護、開關操作、電壓無功控制、遠動及自診斷等功能。

(1)數據采集及通訊功能:其中包括主變及各條線路的交流測量、溫濕度等非電氣量的直流測量、開關刀閘等遙信量的實時采集、保護信息的收集、與上級調度通訊、統一時鐘等。

(2)數據處理功能:主變及各條線路的功率及功率因數計算、電能計算及統計、事件順序記錄及事故追憶等。

(3)安全監控功能:系統運行工況監視，變電站一次系統運行狀態監視，遙測量的越限監視，遙信變位的聲光報警，事故信號及預告信號的告警顯示，變壓器分接頭與電容器組人工、自動調節與投切，保護測定值的顯示與修改，在線自診斷等。

(4)微機保護功能:微機保護功能包括饋線保護、母線保護、變壓器保護、備用電源自投等等。這是變電站綜合自動化一個重要的功能，對于保障變電站正常運行有著重要的作用。

(5)電壓和無功控制功能:對有載調壓變壓器分接頭和并聯補償電容器組進行綜合調節控制，從而控制電壓和功率因數等指標，保證電壓質量和優化無功補償。

(6)遠動功能:實現遠動裝置常規的遙測、遙信、遙控、遙調功能，即將采集的數據量和模擬量實時地送往調度中心，并接受上級調度中心的控制和調節操作命令。若有事故發生，及時向調度中心報警，還將故障錄波和其它繼電保護信息送往調度中心，同時接受調度中心發來的操作控制命令。

(7)人機聯系功能和遠方整定保護定值功能。

二、無人值班變電站設計中存在的問題及改進建議

(1)部分信息無法在監控 中心正確反映

由于以前的無人值班變電站大多是對舊變電站進行改造后才實現的。部分早期的綜合自動化裝置存在集中采樣功能不全等諸多先天不足導致有的設備不能提供接點給遠動裝置采集信息。另外，由于每個變電站的點表庫有500～800個不等，如果監控中心管轄10個變電站，如果所有信息均出現滾動信息條和語音提示，那么由于信息量太大，監控值班人員將沒有時間對設備進行高頻交訊、巡視和遙控操作。而如果屏蔽相關信息，則監控中心又不能完全掌握所有設備的工況。并且，大量的誤發遙信嚴重干擾了監控人員的準確監控和對變電站設備運行狀況的掌握，部分早期綜合自動化變電站存在監控系統死機或故障等問題，容易造成隱患。

(2)防火報警系統及遙視系統在事故時可能失去電源

防火報警系統及遙視系統多數采用交流供電方式。一旦35kV配電室或主控室發生火災情況，交流供電將會中斷，此時，報警信息無法發出，遙視系統也將癱瘓，導致監控值班人員無法及時準確掌握設備情況，延誤事故處理。近年來，部分新安裝防火報警系統及遙視系統采用增加自帶微型蓄電池模式。由于維護不方便，容量無法保證，因此在交流中斷時能否正確發揮作用，尚無運行經驗。

三、無人值班變電站的擴展應用

(1)變電站送視系統的應用

目前，主要采用遠程遙視系統和圖像監控系統進行各站的現場監控。它的監控范圍主要有:變電站院內環境，大門的開、關狀態，變壓器外觀，油位、本體溫度計讀數，斷路器、隔離開關和接地刀閘的分、合狀態，主控室室內全貌，控制屏上光字牌，開關的紅、綠指示燈，遠控、近控轉換開關位置，測量表計讀數，保護裝置的信號燈等。該系統還對電纜層、高壓室、通信機房、蓄電池室等主要設備及站內環境等進行監控。

(2)變電站防火、防盜報警系統的應用

由于變電站實行無人值班，安全問題就必須謹慎考慮。采用時刻防火、防盜報警系統和消防遠程監控系統，將信息通過光纖通道傳至監控中心，采取聲光報警，進行防火和消防系統監控。SK一239(時刻防火、防盜報警系統)由報警主機電腦和打印機組成，主站設在監控中心。調度所所轄各35kV變電站裝設的防火、防盜報警系統均由SK-239主控機和室內、外防盜系統及室內防火系統組成。防火系統采用煙感探頭，防盜系統采用集束射線探測器、紅外微波探頭及現場警號組成。煙感探頭在被觸發時發出警笛聲，并輸出信號至監控中心;當集束射線探測器及紅外微波探頭被觸發時發出警笛聲并輸出信號，由SK-239站內主機向監控中心主站報警。

(3)變電站紅外測溫技術的應用

作為無人值班變電站，今后大修預試的模式就是通過對設備的在線監測、評價來實施狀態檢修。狀態檢修是由設備的實際運行狀況來決定的。紅外測溫就是目前較準確、最簡便的在線監測方法。利用紅外成像儀來掌握設備在正常運行狀態下的發熱規律及其表面溫度場的分布和溫升狀況，并以此為依據，結合設備結構及傳導熱能的途徑，進一步分析各種設備缺陷及故障狀態的熱場及溫升，再輔以其它檢測技術的檢測結果，就能較好地對設備有無內部或外部故障進行診斷。某局應用紅外測溫儀與紅外熱像儀相結合，對設備狀況進行了詳盡的分析。每月，由運行人員對全站設備接點進行測溫，在高溫、高負荷期間還增加測溫次數，發現異常情況后，立即用紅外熱像儀進行復測確認。維護中心每年高溫季節和設備大修預試前后對所有設備進行普測，建立了設備的紅外測溫檔案，還應用溫度判斷法等一些行之有效的方法對設備運行工況進行診斷。

影響無人值班變電站安全運行水平的因素很多，關鍵還是嚴格把握設計中的先進技術理念應用，以及工程質量的保證，并逐步實現無人值班變電站制度的建立健全和完善落實。基礎是加強責任心，提高運行人員業務素質。加強設備缺陷的閉環管理，做到“發現及時、能修必修、修必修好”是硬件。要合理安排工作，確保每個環節都能緊密相連不出紕漏，才能在安全上做到超前預控，使無人值班變電站的安全運行得以保障。

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