無人值班變電站運維管理模式及其應用發展

摘要：隨著某地區電網規模的擴大和無人值班變電站的推廣，對無人值班變電站的運維管理模式提出了新的要求。介紹了現有的無人值班變電站運維管理模式及特點，并就各種模式進行了分析與比較，在基于無人值班變電站運維管理模式的選取原則上，結合該地區電網自身結構特點，采用了“集中監控，分點操作”模式。就國家電網公司三集五大體制改革，對地區電網無人值班變電站運維管理模式的發展及無人值班變電站自動化系統相應功能水平的提升進行了展望。

關鍵詞：無人值班變電站；運維管理；自動化技術

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0115-02

變電站綜合自動化技術的發展和變電設備的更新換代為變電站全面實行無人值班提供了技術支持和保障。變電站內所有一次、二次設備的運行狀態及開關量信息等都將通過遠動通道上傳到地區電網調度自動化系統。地調調控中心依據自動化系統提供的無人值班變電站實際情況，對電網內輸變電設備進行必要的監視和控制，以確保電網的安全穩定運行，并以此達到變電站減員增效的目的。

同時，針對新技術和新設備在地區電網中的應用所帶來的基礎性變化，為保障電網的安全穩定運行，傳統的變電運維管理模式也將進行必要的優化和調整。“十二五”期間，地區電網也將迎來高速建設和發展，在確保現電網安全穩定運行的前提下，不但需要對現有變電運維管理模式進行優化調整，還需要結合該地區電網結構和地域特點，最大程度提高緊急狀態下的應急處理能力，并且將日常運維管理工作從值班、巡視設備轉移到設備的狀態檢修和管理上來。

一、變電站實行無人值班后的變化

變電站實行無人值班后，相應的運維管理模式發生一定的變化，主要體現在以下幾個方面：[1]

變電站操作巡視及缺陷處理：變電站未實行無人值班前，運行人員只是負責本站內的設備巡視、操作和缺陷上報，在實行無人值班后，運行人員需要同時負責區域內全部變電站的設備巡視、操作和缺陷上報，運行人員往返區域內各站的頻次較多，疲于應付，異常天氣條件下還會有交通安全等問題。

變電站綜合自動化信息處理：變電站未實行無人值班前，運行人員只需要在變電站內當地后臺監控本站內一、二次設備的運行信息即可；在實行無人值班后，調控中心的運行人員則需要同時監控相應區域內全部無人值班變電站內一、二次設備的運行信息，工作內容大為增加，也增加了運行人員的工作壓力。

調度與變電運行管理部門職能的重新劃分：變電站未實行無人值班前，調度需要監視和控制地調管轄范圍內所有變電站的運行情況，負責處理事故、下令操作等工作；在實行無人值班后，調控中心的運行人員需要監控地區電網內無功潮流分布，并根據情況及時投、退無功補償電容器，分合開關等單一操作也由調控中心的運行人員完成。

二、無人值班站運維管理模式特點及選取原則

隨著地區電網內變電站數量的逐步增加，電網規模的進一步擴大，變電一次設備可靠性的提高以及保護、自動化、通信設備功能的完善，對企業的信息化建設以及通過優化資源配置實現減員增效等提出了新的挑戰。同時，電網裝備水平和生產管理理念的提升也給該區變電站運維管理模式的優化和調整創造了條件。

目前國內主要的變電運維管理模式主要有三種：[2，3]

1.母子站模式

在相對重要的220kV變電站內設立集控站，監控、操作相對集中，對區域范圍內的110kV無人值班變電站進行管理。

該模式的主要優點：該集控站的控制地理范圍相對集中，反應較快；實際上相對重要的220kV變電站是有人值班的；該模式適合于地域范圍較廣、220kV變電站布點較為稀疏的地區。

但隨著同一區域內220kV變電站數量的逐步增加，此模式具有一定的局限性；同時這種模式下技術管理范圍較廣，不利于運行人員對專業技術的掌握。

2.集控站模式

在地區電網內按電壓等級設立220kV集控站和110kV集控站對所轄無人值班變電站進行管理，這樣監控工作和操作相對集中，相應的崗位具有一定的互換性。

這種運維管理模式下對電網實施分區域管理，安全性較高，在一定范圍內適應電網的迅速發展，實現了對變電站進行分層管理，管理方式、技術方法均具有一定的專業性和針對性。

但隨著電網規模發展到一定的規模，集控站管理幅度需要綜合考慮，且隨著集控站的增加，集控站監控人員職責變重，需要更多的運行人員。

3.集中監控，分點操作模式

在地區電網內設立1～2個監控中心，對所轄區域內若干無人值班變電站進行集中監控。另外，按地理范圍設定若干操作隊，負責無人值班變電站現場具體操作、巡視、維護。

這種模式下監控和運維是分離的，各自具有一定的專業性，而且采用集中監控，運行人員效益較為明顯；對調度端而言，這種模式下調度對集控站的適應性較強，即無論操作隊的管轄范圍如何調整，而監控中心是相對固定的，并且對電網迅速擴張的適應性較強，運行人員效益能實現最大化。

但在集中監控、分點操作模式下，監控范圍廣，安全性較弱，尤其在特殊天氣等情況下對所轄無人值班變電站的掌控力度不足，此外，如果數量較多的無人值班變電站綜合自動化系統信息進入一套監控自動化系統，那這套自動化系統的容災能力相對就比較差。

4.無人值班變電站運維管理模式的選取原則

以上三種無人值班變電站運維管理模式各有利弊，確立采用相應的運維管理模式需要綜合考慮并遵循一些原則。針對不同的地域環境、電網規模和設備水平，運維管理模式的選取需要符合地區電網發展規劃，最大可能地實現減員增效，杜絕事故的發生，同時也確保電網的安全穩定運行。

此外，任一種運維管理模式的選取還需要有嚴格的管理和完善的規章制度作為基本保障。如果某種模式成為了地區電網合理的運維管理模式，則必將帶來無人值班變電站的功能及經濟效益的最大化。[3]

三、地區電網無人值班變電站的運維管理

1.某地區電網無人值班變電站概況

該地區電網現有廠站40座，其中220kV變電站7座，110kV變電站24座，全部為綜自站。為適應電網發展，這些變電站的遠動信號已全部接入調控中心OPEN3000調度自動化系統，滿足了地區電網無人值班變電站的運行與監控需要，為電網內所有變電站實行無人值班奠定了堅實的硬件物質基礎。

2.集中監控、分點操作模式在地區電網應用分析

目前該地區已經成立一個地區電網調控中心，并在運維檢修部（檢修公司）設置了吉安運維站、泰和運維站、葛山運維站和永新運維站。調控中心運行人員進行專業化的統一遠方監控，運維站操作人員只負責現場巡視、操作和缺陷上報，而不負責遠方監控職能。由調控中心和運維站來共同完成地區電網無人值班變電站的運行維護與管理。[4]

采用集中監控、分點操作模式，調控中心運行值班人員只進行單一的監控工作，專業化程度高，監控質量較好。由調控中心進行地區電網的監控，在出現異常或事故時，調控中心運行值班人員能夠進行綜合分析判斷，及時發現并解決實際問題。但是，運行值班人員由于長期不從事現場實際工作，對現場設備相對不熟悉，對變電站綜合自動化系統信號的內容難以進行準確的分析與判斷。這些問題運行值班人員可以通過加強與各個運維站維護操作人員之間的交流與溝通來解決。

3.地區電網無人值班站運維管理的發展方向

對于國家電網公司范圍內開展的三集五大體制改革，在目前大運行體制下，地區電網無人值班變電站的運維管理可以向以下模式發展，即：操作巡視模式、監控模式和運行檢修管理模式。其中運行檢修管理模式可以適時進行優化整合，在發展的同時也需要兼顧地區電網的具體實際情況。[5]

無人值班變電站現有設備尚不能完全達到程序操作、遙控操作的程度，部分微機保護不具備遠方投退功能，一部分變電一次設備還需要手動操作，實現程序操作需要對現有操作制度和典型操作進行較大的修改。無人值班變電站設備巡視作業是運行工作的重要內容，可以考慮采用新技術和新設備進行輔助巡視，及時發現設備缺陷，大幅提高巡視效果。

目前調控中心調度自動化系統主要采用光字牌和告警窗口兩種告警形式。其中，光字牌形式在告警時不會自動彈出，需要運行值班人員手動點擊進入光字牌目錄逐畫面查看，不僅工作量大而且耗時費力；在異常天氣情況或故障時，大量信號上傳告警窗口會延誤運行值班人員的事故處理。如果有變電站上傳的重要告警信息沒有及時處理，即使告警信號一直存在也會被大量新上傳的信息刷屏而不再被運行值班人員發現。

運行檢修管理模式必須高效、務實、精簡，一切以圍繞生產、為生產服務為主，并且配置強大、完整且使用方便的生產管理系統，同時開展輸變電設備狀態檢修和缺陷技術攻關，實現對設備維護、設備缺陷的專業化管理。

對應上述地區電網無人值班變電站的運維管理發展模式，調度支持系統及相應的輔助支持系統，對應的自動化功能應用水平需要進行一定程度的提升。[3，6]

（1）進一步推廣應用遙控功能。調控中心運行人員要負責監控幾十座無人值班變電站，要求值班運行人員具有良好的技術素質和豐富的運行經驗，為減輕工作壓力、提高工作效率，可以采用科技手段來解決一些問題。例如，通過自動電壓控制（AVC）來實現對電容器、有載調壓變壓器分接頭等設備的自動控制，使得電壓控制在正常水平。技術條件滿足的一、二次回路可以積極推廣遠方遙控操作，設備健康狀況良好的GIS設備由運行狀態轉為冷備用狀態可以進行遠方遙控，二次回路如重合閘壓板、高頻保護壓板等可以遠方投退。

無人值班變電站內監控系統和微機五防閉鎖裝置合并，實現裝置間的資源共享，遠方操作對操作的可靠性要求更高，將五防系統加入變電站綜合自動化系統以及相應間隔的二次回路電氣閉鎖，可以為最終實現遙控操作或程序操作提供有利條件。

（2）精簡變電站綜合自動化系統信息。隨著無人值班變電站的逐步增多，變電站自動化信息量過于龐大，異常天氣和事故時不必要的信息嚴重干擾調控運行人員的監視和判斷。在變電站端對變電站綜合自動化信息進行分級分類，按照信息的優先級將變電站自動化信息進行選擇性上傳，可提高監控質量。例如，可以將自動化信息分為事故及變位信息、異常信息、狀態信息等。這樣，事故時調控運行人員可以快速檢查事故及變位信息，發現故障信號，系統可以快速定位到故障變電站及相應間隔。通過這種手段可以使得調控中心運行人員及時處理故障信息。

（3）深化圖像監控系統應用。開發與應用無人值班變電站聯動遙視系統，自動跟蹤所操作的設備或故障跳閘后的設備，增加遙視點分布，實現全遙視（遙控巡視、自動紅外熱成像系統的應用等）。充分利用圖像監控系統對無人值班變電站進行輔助巡視是對現場巡視的有益補充，遠方巡視和現場巡視相互配合可以減少由于無人值班站現場巡視周期較長而造成的不安全因素。在變電站發生事故時，記錄現場事故過程，并且可以和報警系統相結合，設置報警聯動措施，真正實現變電站的無人值班、拓展自動化遙測、遙信功能，增加現場設備運行環境，如溫度、濕度、空氣污染度等信息的上傳。

（4）完善自動化系統遠動通道。加快無人值班變電站綜合自動化系統遠動通信設備改造步伐，變電站內遠動通道必須增容，無人值班變電站綜合自動化系統遠動通道應該按照調度端設置，并且留有一定的裕度以滿足無人值班變電站運維管理和規模變更、調整的需要。

（5）相關制度的制訂與完善。變電站實行無人值班以后，變電站的日常管理由有形變為無形，各單位的職權范圍相應發生了改變，要想在各自責任范圍內做好工作，必須建立與變電站無人值班的運行模式相適應的健全的規章制度。建立新的運行規程、檢修制度、巡視檢查制度、操作制度等，是做好變電站無人值班建設的重點工作。

制訂變電站設備選型技術導則并定期修訂，設備種類、型號統一，既能夠保證電網的安全穩定運行，又為運維管理提供方便，便于運行人員對設備的熟悉掌握，利于安全運行。

四、結語

本文對無人值班變電站現有運維管理模式作了詳細的介紹，并對各種模式進行了分析比較。基于無人值班變電站運維管理模式的選取原則，地區電網結合自身電網結構及特點采用了“集中監控，分點操作”的模式，并就主動適應國家電網公司現行三集五大體制改革，積極調整無人值班變電站運維管理及組織機構模式，同時對地區電網無人值班變電站自動化系統相應功能水平的提升進行了展望。

參考文獻：

[1]郝曉平.無人值班變電站運行管理模式探討[J].湖北電力，2009，

33（3）：24-25.

[2]馮華.現代電網變電運行管理模式探析[J].浙江電力，2009，

28（3）：24-27.

[3]解祥燕，侯茜.無人值班變電站管理模式的探討[J].山東電力技術，2007，（3）：20-22.

[4]樓書氫，彭哲續.吉安地調自動化系統的安全運行和容災備份建設探討[J].華中電力，2010，23（5）：72-74.

[5]俞大明，周徐達，陸建忠.變電站大集控管理模式的初步設想[J].供用電，2008，25（6）：70-72.

[6]王振偉，金紅核，殷志良.變電站運行管理模式優化探討[J].華東電力，2008，36（10）：52-55.

（責任編輯：王祝萍）