500kV智能變電站無人值班自動化控制技術研究

摘 要：500kV智能變電站在整個電力系統中承擔著電力配送的重任，是電網建設的關鍵環節。當前自動化控制技術快速發展，500kV智能變電站中無人值班自動化控制技術的應用，極大地減少了電力人員的工作量，而且有效降低了人為操作失誤，具有較高的經濟效益和社會效益，因此應加大對無人值班自動化控制技術在500kV智能變電站的應用研究。本文分析了當前500kV智能變電站無人值班自動化控制現狀，闡述了500kV智能變電站無人值班自動化控制技術應用，以供參考。

關鍵詞：500kV智能變電站；無人值班；自動化控制技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.175

0 引言

近年來，我國電網規模不斷擴大，對于500kV智能變電站的調度控制提出了更高的要求。500kV智能變電站具有測量、監測、計量、控制、保護、信息采集等功能，無人值班自動化控制技術的應用通過集控中心對變電站各種電力設備遙視、遙信和遙感，進行信息交流，極大地提高500kV智能變電站運行的安全性、穩定性和可靠性。

1 當前500kV智能變電站無人值班自動化控制現狀

我國500kV智能變電站無人值班自動化控制發展起步較晚，當前很多變電站中的一次設備無法達到無人化控制要求，例如，一次設備漏氣、漏油、誤動、拒動、機構失靈、絕緣故障等[1]，嚴重影響了變電站的安全、穩定運行，甚至有些隔離開關的合閘不到位或者無法進行遠程控制，必須進行現場操作控制，通過自動化控制技術無法實現對一次設備的實時監測。同時，傳統500kV變電站系統中的一些信息無法共享，自動化控制系統可靠性和可擴展性差，一次設備之間無法進行互操作。另外，變電站的定值區改變、保護投退等操作主要采用保護插把、硬壓板等方式，而這種方式不能進行遠程控制，必須集控中心工作人員向現場值班人員發出指令，值班人員根據指令對保護壓板進行投退，這個過程耗費大量的精力和時間。結合我國500kV智能變電站發展情況，想要真正實現無人值班自動化控制，還需要積極優化和完善相關設備技術。

2 500kV智能變電站無人值班自動化控制技術應用

2.1 智能化一次設備

（1）智能一次開關設備。500kV智能變電站應盡量應用智能一次設備，智能組件裝置安裝在智能組件柜體中，實現報警信號、各種指示、閉鎖功能、間隔連鎖、地刀操作、隔離開關、斷路器等數字化傳輸，實現一次設備的信息通信、閉鎖、連鎖和操作控制，實現智能化的控制開關設備。智能組裝裝置可以實現一次設備和二次設備的有效融合，降低成本，簡化變電站現場接線。

（2）電子式互感器。電子式互感器是500kV智能變電站的重要設備，其具有動態范圍大、測量頻帶寬、抗電磁干擾能力強、絕緣性能好等特點，其改變了二次設備和一次設備之間的通信方式，通過電子互感器配合現場總線技術，在500kV智能變電站中形成多個點對點通信方式，替換了傳統二次電纜線，有效簡化了二次接線。

（3）智能變壓器。根據經濟運行、免檢修、少維護、結構穩定原則，選擇的智能變壓器應集成智能控制、狀態監測等功能，從而實現變壓器設備的智能化控制和監測。

2.2 智能變電站自動化系統

500kV智能變電站的無人值班自動化控制需要構建可靠性高、穩定性好、能夠實現遠程操作和監視的自動化監控系統。該自動化監控系統基于IEC61850通信協議標準，包含過程層、間隔層和站控層，層次之間和各個層次內部通過網絡通信，實現變電站信息的共享，有效簡化了設備配置。同時，智能變電站自動化監控系統通過光纜和通信網絡實現數字化數據傳輸，通過通信網絡實現二次設備的信息交換，邏輯功能模塊代替傳統功能裝置，由光纜替代電纜，可以極大地提高信號傳輸穩定性和采樣精度，簡化自動化系統二次接線，節省維護工作量和一次投資費用。

2.3 保護配置

500kV智能變電站基于IEC61850通信協議標準，利用數字式繼電保護裝置，接入過程層和站控層的以太網，以GOOSE報文方式，開出或者開入開關量，并且繼電保護裝置支持IEC61850通信協議標準，可以遠程切換保護定值區和遠方投退軟壓板[2]，實現500kV智能變電站保護裝置的無人值班化運行。

2.4 全站設備在線監測系統

為了達到無人值班自動化控制技術要求，通過500kV智能變電站的全站設備在線監測系統，利用參量采集傳感器或者智能組件裝置采集變電站系統數據信息，以網口或者RS-485串口將數據信息傳遞到在線監測系統。智能變電站中的一次設備、二次設備可以進行在線故障診斷，為變電站設備的運行優化管理奠定良好基礎，從而實現從調度中心或者遠方集控分析智能變電站系統數據的監測結果，結合故障診斷和狀態監測技術，預測設備異常，判斷設備故障，做好預防性維護檢修，減少500kV智能變電站運行成本，實現無人值班的自動化控制。

2.5 狀態檢修專家系統

狀態檢修專家系統主要基于500kV智能變電站的運行狀況，可以進行缺陷檢修，通過提取和錄入變電站設備的在線數據、運行數據、預防性試驗數據等[3]，進行對比分析，得出500kV智能變電站設備的健康評估、診斷報告和狀態報告。同時，狀態檢修專家系統的報表輸出刮泥可以滿足實際的管理需求，生成多種符合要求的報表，綜合管理輸變電設備的在線監測數據、運行數據、預防性實驗數據、臺賬數據等，科學評估變電站設備狀態，分析和判斷設備是否存在異常，結合設備診斷結果，調整變電站設備檢修計劃，減少維護檢修工作量和費用，為500kV智能變電站的無人值班自動化控制提供有利條件。

3 結束語

隨著自動化控制技術的快速發展，500kV智能變電站想要真正實現無人值班自動化控制，必須了解當前500kV變電站自動化控制存在的不足，通過智能化的一次設備、自動化系統、保護配置、在線監控系統、狀態檢修專家系統等，應用數字化和信息化信息技術，滿足變電站無人值班自動化控制技術要求，推動500kV智能變電站的快速發展。

參考文獻：

[1]馬龍.500kV變電站無人值班綜合自動化控制系統改造研究[D].山東大學，2006.

[2]林康榮.500kV香山變電站無人值班改造及相關技術的研究[D].華南理工大學，2013.

[3]楊衛星.智能變電站技術方案研究[D].浙江大學，2011.

作者簡介：劉魯峰（1987-），男，山東青島人，本科，研究方向：變電運維。endprint