220kV智能變電站中無人值班自動化技術的運用

在我國高速發展經濟的帶動下，各方面科學技術水平有了顯著的提高。計算機網絡技術的大范圍普及，讓更多領域開始接觸并了解"智能化"這個發展方向。電力作為如今社會的主要能源供給，在享受它所帶來便利的同時，關于供電系統的思考也漸漸浮現人們的眼前。為了響應我國關于"減員增效"的號召，變電站的無人值班自動化技術應運而生，它通過計算機實時監控變電站的各種電氣參數，分析設備的運行狀態，減少了人員使用。現通過對220kV變電站的無人值班系統進行分析，系統而全面地講述了無人值守變電站的運用。

【關鍵詞】智能 變電站 無人值班 自動化

智能變電站是利用微機技術，減少工作人員，通過特定程序的設計來實現變電站的實時監控與故障處理。電氣系統自動化的前景一片大好，學校關于相關課程的開設也逐漸增多，可見國家對于此方面已是十分重視。21世紀是世界經濟蓬勃發展的時期、是科學技術不斷增強的時期，隨著電力系統中的重要技術不斷突破，越來越多變電站采用智能化無人值守，大大減少人員的投入，提高了工作人員的勞動效率，相關技術也在一次次實踐中越來越成熟。

1 變電站的自動化技術和無人值班變電站

隨著中國改革開放的不斷深入，城鄉一體化進程的不斷推進，中國電網的建設越來越完善，電力企業響應國家減員增效的號召，開始使用變電站無人值班技術，計算機強大的數據儲存能力和數據分析能力使得電網的安全性大大提高，為電力企業的現代化管理能力和科學發展提出了更高的要求。

1.1 變電站的自動化組成

無人值班變電站從字面意思理解就是沒有固定值班人員的變電站。傳統有人值班變電站通常需要值班人員進行日常檢查，觀察機器的運行狀態，在機器出現故障時采取有效措施解決故障，保證供電系統的正常運行。變電站的的無人值班自動化技術運用分步驟處理辦法，通過數據的收集、處理、分析、反饋和實時監測來控制電力系統保證電力的正常輸送。變電站的分層分布控制網絡分為三種：

（1）星型網：較低的安全性能使其容易因核心主機的故障導致全網絡的癱瘓；

（2）環形網絡：指令分級傳遞的方法，提高了安全性能，但是在某些新增節點處會出現阻礙指令傳遞的問題；

（3）總線型網絡：廣泛的控制范圍讓其穩定性更高，可靠程度也顯著增強。

1.2 有人值守變電站與無人值守變電站的區別

有人值班的變電站：人是最高級處理和決策者，工作人員通過觀察變電站上安裝的檢測軟件的參數，分析變電站各部分機器的運行狀態，進行軟件的日常維護和操作指令的輸入，以及排查故障保證變電站正常運行的工作。

無人值班變電站：計算機負責控制變電站的全過程，沒有工作人員進行巡視，自動化系統的四遙功能監控和進行變電站的操作。變電站的無人值班是通過綜合自動化系統完成的，這是一種管理模式下的運行，無人值班變電站也可以運用一般的二次設備和遠程終端。無人值班變電站要求系統和控制系統以及信號傳送送到具有一定的穩定性條件。無人值班變電站的正常運行依賴于控制系統的正常運行，在無法處理影響正常運行的故障如"漏油、漏氣"問題發生的情況下，該自動化系統很可能陷入癱瘓。

無人值守變電站相較于有人值守變電站有如下優點：

（1）快速解決故障的能力。在計算機強大的數據庫支持下，樣本數據儲存更容易，在故障發生時，無人值守變電站可以較快處理故障，解決問題。

（2）無人值守變電站可以實現信息共享。在傳統的人工值班方法下，工作人員只能管理在他們附近的某一部分，因為人的目力有限。而無人值班變電站在借由計算機系統的幫助下可以實現整體的把控，并且它快速的數據處理能力也讓故障解決變得更簡單。

1.3 有人值守變電站改造為無人值守變電站的方法

無人值班變電站并不是在追求經濟利益的最大化，這種措施最大的優勢是提升了供電部門的工作效率，使人員利用率達到最大化。電力企業的生產管理向現代化邁進，對于安全、穩定、運行能力提出了新的要求，加快了我國電力企業的發展。所以變電站的無人值班改造是很有必要的，并且無人值守變電站已經從35kV發展到了220kV，500kV的無人值守變電站也在投入使用。

要實現變電站的無人值守，通常有這種辦法：

變有人值守變電站為無人值守，并通過計算機控制其運行。這種方法常用于早些時間搭建的變電站，這種變電站修建時間久遠。利用常規改造方法并且充分利用二次設施，對二次設施進行必需的改造從而實現無人值守的情況。在改造過程里主要有一下幾部分的修改：為無RTU裝置的變電站安裝上相應裝置，對于有二遙裝置的變電站，將裝置進行升級，添加現代的四遙功能。

2 無人值班變電站中自動化技術的運用原理

2.1 主要設計理念

變電站的綜合自動化主要包含微機保護以及計算機監控兩部分，和變電站的其他智能化設備共同組成綜合自動化的整體。變電站的綜合自動化運用分層分布式計算機監控技術，依照電力系統中各部分不同結構的作用可以分為一下三層：

2.1.1 間隔層

就是在現場運行的相關設備的數據采集，保護和控制裝置。比如：綜保繼電器，保護控制柜，多功能電表等等。他們是和一次設備聯系最緊密的部門，實際的數據采集，設備控制都是由它們來完成。

2.1.2 通信層

間隔層和站控層的數據需要通過一些通訊電纜/光纜進行傳輸，中間還存在一些通信設備比如通信管理機，交換機等等，用來負責數據的分發和傳輸，以及原始數據的存儲。

2.1.3 站控層

其實我們通常所說的后臺，包括電腦，打印機監控屏幕等等。在這一層要對搜集上來的數據進行一些應用開發，以便顯示在終端屏幕上；一些遙控指令也從這一層發出去，通過通信層最后送到間隔層去執行。endprint

2.2 繼電保護裝置

繼電保護裝置是電力系統中的重要組成部分，繼電保護裝置基本任務：在部分電路出現故障時，采取快速、有用、有針對性地將問題部件從電路系統中隔離，使出問題的元器件不被燒壞，從而排除因故障元器件燒壞時電流過大導致的其他元器件的損壞；在某部分電氣設備處于非正常運動情況時，供電保護裝置就會發出預警，提醒工作人員檢查排除故障?，F對于220kV設備的保護是獨立設置的，該部分收到信號后就立即動作跳閘，與變電站綜合自動化完全獨立。在被保護區會提取保護動作信號，其他信號信息也將通過微機保護裝置將信號轉換并通過站內以太網上傳到調度端。

2.3 變電站自動化的優點

（1）變電站的智能化、自動化讓信息的傳播更快速，以便及時保護、監測設備，在日常運行中自動化的變電站讓后期的設計安裝，調試和故障維護都變得簡單，提高了工作效率。變電站的自動化還能減少因為值班人員住宿占用的空間，還可提高自動化系統的安全性與可更新性。例如：婁底供電公司對自己管理區域的多所變電站進行了綜合自動化改造：2000年實現了城區110kV大科變、檀山灣變的無人值班改造；2003年實現了220kV豹南山變電站的無人值班改造；2010年實現了500kV民豐變電站的無人值班改造。將變電站改為無人值班以后，有效減少了誤觸事故、誤操作事故，當然供電質量也有了顯著提高。

（2）大幅度降低了安裝難度和工作量從而總造價大大減少。巡檢機器人的發明，讓工作人員從枯燥的日常巡視中解脫出來，有更多的精力處理更為復雜的工作。在嚴寒酷暑等惡劣天氣情況下，機器人的日常巡視也不會受到影響。

（3）變電站自動化技術的運用對于運行管理自動化的提高起了顯著催動作用，也對運行管理的發展鋪好了道路。例如：婁底地調監控中心負責監控的變電站有220kV變電站九座，110kV變電站三十九座，35kV變電站六座，信息監控有42459項。婁底供電公司調控中心的調控人員說道，以前整個屏幕上都是報警信息，看的時間長了眼睛都會花，而且大量的頻報信息與調試信息讓監控任務變得異常繁忙，還會延誤故障發現、處理的時間。該公司為了減少無效信息出現影響事故處理進程，研制出了限制、屏蔽結合的技術，成功告別了無效信息集中監控的刷屏時代。該公司對于監測電網中的電壓、電流、溫度等遙測信息區別對待，對于某些反映電網信息狀況的遙測量重點標注，該公司還對變電站一、二級設備調試時產生的錯誤信息進行屏蔽，大大提高了有效信息的總體數量。

2.4 智能變電站中的順控操作

順控技術的興起與發展與興起，提高了無人值守變電站的推廣使用。它通過運用倒閘操作程序化，減少了傳統有人值守變電站因人為操作造成的失誤率，大大提高了變電站的安全性與操作準確性，為變電站的程序化操作提供了全新的要求。站控層順序操作在220kV智能變電站中的運用正處在從理論走向實踐的階段，大量的變電站開始采用智能化操控技術，為變電站中順控技術的合理運行提供了大量參考數據。變電站的順控操作是其智能化操作的重要特點，是指變電站在預先設定的程序控制下自動完成斷路器、隔離開關、接地刀閘等一系列操作，縮短了變電站在遇到故障時解決問題的速度。

3 小結

現如今，我國經濟處于高速發展階段，電力對于國民經濟的重要性不言而喻，但是人口基數龐大導致用電出現緊缺現象，如今政府更是采用了停電、限電等辦法緩解這種狀況。西電東輸工程自開展以來取得了極大進步，在運輸過程中如何保障電力的損耗達到最小，一直是人們研究的熱點問題。在輸送過程中保持較高的電壓，可以在很大一定程度上減小輸送中的電量損失，無人值守變電站可以建在這些偏遠地區，工作人員只需要在屏幕前分析數據，觀察是否出現故障，提高了工作人員的勞動轉化率。變電站的無人值守是一項復雜的工程，它的特殊性使其對于各方面的要求都很高，本文通過對無人值班變電站中自動化技術應用的分析，為自動化技術進一步發展提供了思路。

作者簡介

周麗麗（1972-），女，大學本科學歷。助理工程師、技師，主要從事變電運維工作。

作者單位

國網湖南省電力公司婁底供電分公司 湖南省婁底市 417000endprint