變電站實現無人值守的技術研討

韓鵬飛

摘 要：隨著電網智能化設備的發展以及通訊技術的進步，當前宣鋼在運行的一部分變電站和配電室未來都會實現無人值守，變電站無人值守運行方式不單單需要管理方式的改進，更需要對變電站現有的一次、二次設備逐步進行必要的改造。該文依照電力系統通常采用的集控站管理模式對新建變電站設計和已有變電站設備改造需要注意的重點工作進行了梳理分析。

關鍵詞：集控站 無人值守 專家系統

中圖分類號：M76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（c）-0079-01

變電站實現無人值守，本質就是將變電站監控系統對設備的監視、控制功能進行轉移集中，通過建立集控站來實現對多個變電站運行的集中管理。集控站的建立首先需要搭建一個功能完善、性能優良的集控管理系統，該系統可以與集控站管理范圍內的變電站就地設備實現數據的對接，將單個變電站原有的監控功能統一收歸集控管理系統進行管理，將采集到的遙測、遙信、遙視信號進行分析處理，值班員可以通過集控管理系統對變電站就地設備進行遙控、遙調操作，系統可以對操作結果進行效驗來確保遙控操作的可靠性。

隨著智能化變電站技術的發展和成熟，未來電壓等級較低的變電站將大規模實現無人值守，該文結合宣鋼現有的變電站設備情況，對變電站無人值守的實現從設備層面進行了分析。

1 當前變電站實現無人值守存在的難題

宣鋼目前再運行的35kV變電站以及10kV、6kV配電室大部分建成于2005年左右，變電站一次設備采用的都是油浸電力變壓器、組全密封配置真空斷路器小車的開關柜，二次系統包括了低壓成套裝置、UPS直流系統、繼電保護裝置以及綜合自動化監控系統，除此之外，建設時間更晚的變電站還配備了視頻監控系統和消防系統。在這樣的變電站設備基礎之上實現無人值守，有如下兩個關鍵的問題需要解決。

（1）提高高壓電氣設備運行的可靠性。宣鋼目前對電氣設備的維護檢修采用的是以兩年為周期的定期檢修試驗與日常故障處理相結合的方式，日常故障的發現主要依靠站內崗位人員每小時一次的站內設備巡檢和日常設備專業點檢。要在此基礎上實現無人值守，首先需要對設備隱患進行集中的消缺處理，加強專業巡檢隊伍的設備點檢知識和實際處理能力，依靠專業巡檢隊伍的定期檢查來發現設備隱患，重點是檢查充油充氣設備有無泄露、開關柜操作機構可靠性以及關鍵通訊線路是否穩定，以此加強無人值守變電站設備運行的可靠性。

（2）完善變電站綜合自動化系統的功能。之前采用的變電站綜合自動化系統主要功能就是完成變電站基礎設備的運行數據采集和遙控操作功能，在此基礎上應該完善數據分析功能和數據遠傳功能，變電站綜合自動化系統應該具有對采集到的基礎數據進行分析整合運算能力，并與上級集控站綜合管理系統進行數據交換，將變電站設備運行的實時數據準確的上傳至上級集控站綜合管理系統，并接收管理系統下發的動作指令，完成對本變電站設備的遙控操作和結果校對。

2 實現變電站無人值守涉及的具體工作內容

2.1 選用智能化的高壓開關柜

智能化的高壓開關柜必須具備以下功能：開關柜內含的斷路器、儲能電機、接地刀閘、二次控制空開分合信號以及電接點測溫信號可以通過柜內二次電纜傳輸至開關柜狀態指示儀，狀態指示儀可以與變電站綜合自動化系統進行遠傳通訊，將采集到的狀態信號及時的傳輸至綜合自動化系統；開關柜配置的電流互感器和電壓互感器具備遠程數據傳輸模塊，不再依賴原先至集控屏的二次信號電纜進行電流、電壓數據傳輸，大大減少了變電站建設過程中電纜敷設工作量，同時提高了系統運行的可靠性；開關柜自身具備良好的五防閉鎖功能，可以實現誤操作閉鎖，杜絕遙控操作命令的錯誤執行；通過保護裝置的功能升級，實現保護壓板和轉換開關字位的置位復位功能，解決了需要人工進行操作的問題。

2.2 選用網絡化的二次設備

根據無人值守變電站的建設要求，變電站必須具備全網絡模式的保護、監測、控制系統。主要有以下幾方面內容。

（1）綜合自動化系統的通訊協議必須統一為IEC61850規約，組態模式為“站控層”與“設備層”兩層結構，層與層之間采用先進的網絡通訊模式建立聯系，確保數據上行下達無瓶頸，這樣就能建立一個標注化、資源完全共享的平臺，在平臺上數據庫對全網內部所有數據進行統一配置定義，避免重復采集的影響。

（2）全站設備實現數字化，不再依靠傳統的輸入輸出量模式進行數據的采集整理，將就地采集裝置升級為具備控制功能的網絡化設備，采集到的數值直接通過網絡上傳，用質量可靠的網線和光纖取代大量的二次電纜，直接提高了信號采集的精確程度，提高了系統的穩定性。

（3）站內各種低壓電源實現智能化，變電站內部的直流供電系統、交流供電系統、UPS供電系統、以及各通訊設備弱電電源，都必須升級，作為變電站各種保護控制通訊設備的電源，交直流低壓系統必須進行升級改造實現其智能化，各低壓開關具備通訊功能，可以將開關以及電源運行狀態上傳至管理系統，便于集控站人員及時掌握低壓系統運行情況。

2.3 實現智能巡檢功能

視屏監控信號實現遠傳，建立一個全覆蓋的視頻監控系統，增加目前以有監控攝像頭的密度，另外增加紅外門禁系統。將變電站內實時情況通過圖像聲音的形式上傳到集控管理站，由集控站人員對所管理的變電站進行監視運行。比較先進的方式是在GOOSE系統下集成的自動跟蹤視頻監控系統，當進行關聯操作時，視頻信息根據上級操作的開光部位進行自動跟蹤切換，便于上級操作人員對設備情況適時掌控。

2.4 實現狀態檢修管理模式

現有變電站主要依賴運行檢修相結合的方式，實現無人值守必須引入狀態檢修系統。狀態檢修專家管理系統，系統通過分析設備以往檢修、試驗數據對設備的運行狀態進行綜合性的評估，及時對處于故障高發階段的電氣設備以及可能發生的故障，給出專業的檢修指導意見，檢修人員依據系統建議對電氣設備進行維護，避免電氣設備突發性故障。

3 結語

通過以上分析可以看出，變電站實現無人值守必須從設備上進行技術改造，采用更加可靠的網絡化、智能化電氣設備，配合穩定的通訊傳輸設備，通過集控站綜合管理系統實現變電站運行的集中監控。同時，無人值守變電站的運行需要先進的管理模式，必須采取專業的檢修維護工作增強變電站設備的點檢和維護質量，確保電氣設備的運行可靠性。無人值守技術的推廣，既能為企業降低運行成本，同時也促進了變電站設備更新換代，對智能變電站的普及有積極的推動意義，因此，此項工作的討論，對今后變電站建設具有積極的作用。

參考文獻

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