無(wú)人值班變電站的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

周陽(yáng)+胡燕

摘 要：目前，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展雖有所降低，但GDP增長(zhǎng)速率而言仍然處于較高增長(zhǎng)階段，地鐵的建設(shè)如火如荼，船舶建造、浮體設(shè)備、勘探、海上搶險(xiǎn)救生設(shè)備的發(fā)展穩(wěn)步向前，高速鐵路建設(shè)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)、跨國(guó)貿(mào)易規(guī)模呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng)等等，不僅如此更出現(xiàn)了新能源交通工具的發(fā)展狂潮。電能供給是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是人民日常生活的基礎(chǔ)。我國(guó)的供電企業(yè)正在推行無(wú)人值守技術(shù)，無(wú)人值班變電站正是其多方面研究后的重要成果之一。誠(chéng)然現(xiàn)在無(wú)人值班變電站的技術(shù)還不夠成熟，但我相信只要能降低它的工程造價(jià)、減少它的占地面積，使得它安全可靠可控，那么它應(yīng)用于市場(chǎng)后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益絕對(duì)是巨大的。

關(guān)鍵詞：無(wú)人值班變電站；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）03-0097-02

Abstract： At present， although the economic development of China has been reduced， the growth rate of GDP is still at a relatively high growth rate. Subway construction is in full swing. The development of ship construction， floating body equipment， exploration and rescue equipment is advancing steadily， the construction of high-speed railway is developing rapidly， the scale of network consumption and transnational trade is increasing exponentially， and so on. Besides， the emergence of new energy transport development frenzy. Power supply is the foundation of the economic development of our country， and it is the foundation of the people's daily life. China's power supply enterprises are carrying out unmanned technology， and unmanned substation is one of its important achievements after many aspects of research. It is true that the technology of unattended substation is not mature， but I believe that as long as it can reduce its project cost， reduce its area， make it safe， reliable and controllable， the economic benefits after it is applied to the market are absolutely considerable.

Keywords： unattended substation； design； application

引言

無(wú)人值班變電站是21世紀(jì)初興起的一種新型變電站，其發(fā)展時(shí)間尚短，技術(shù)也不是特別成熟，但是其獨(dú)特的無(wú)人運(yùn)行管理模式仍促進(jìn)了我國(guó)供電企業(yè)的進(jìn)步，在某種程度上提高了我國(guó)供電企業(yè)的供電效率，給國(guó)家電網(wǎng)帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，大力發(fā)展探討研究無(wú)人值班變電站的設(shè)計(jì)、應(yīng)用與管理對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展也是好處頗多的。

1 有關(guān)220kV無(wú)人值班變電站的概念

1.1 它的定義

無(wú)人值班變電站：即變電站日常工作時(shí)不像傳統(tǒng)變電站一樣需要固定的人員輪流值班，它采取的是微遠(yuǎn)調(diào)控自動(dòng)化技術(shù)，值班人員在總調(diào)度室即可完成對(duì)目標(biāo)變電站的操控。是科技創(chuàng)新發(fā)展帶來(lái)的一種先進(jìn)的變電站運(yùn)行管理模式。

1.2 它的意義

在某種程度上來(lái)說(shuō)，無(wú)人值班變電站帶來(lái)了一場(chǎng)革命創(chuàng)新，它與傳統(tǒng)變電站最大的區(qū)別就在于智能，即人力操作變電站和智能控制的區(qū)別。與傳統(tǒng)變電站相比，其電網(wǎng)運(yùn)行管理方式發(fā)生了變化，它是采取微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)等自動(dòng)化技術(shù)，遠(yuǎn)程終端控制變電站的運(yùn)行，在變電站內(nèi)不需要設(shè)置固定人員值班，提高了人員的工作效率，減少了工作崗位數(shù)量，這也為企業(yè)節(jié)約了資金。其意義之一就是提高了電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。無(wú)人值班變電站的出現(xiàn)，大大減少了變電站因人工操作失誤而引發(fā)的故障，而且其微遠(yuǎn)終端遠(yuǎn)程操控的工作方式，提高了變電站工作的效率，提高了我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，這是其意義之二。

2 220kV無(wú)人值班變電站的設(shè)計(jì)要求

2.1 無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)的功能要求

它是借助微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)等自動(dòng)化技術(shù)的變電站，是一種先進(jìn)的運(yùn)行管理模式。與傳統(tǒng)變電站相比，它用先進(jìn)的微端技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工管理方式，在遠(yuǎn)方建立負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)域的變電運(yùn)維操作站，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的變電站人工控制方式，而且一個(gè)變電運(yùn)維操作站可以同時(shí)控制多個(gè)無(wú)人值班變電站，共同收集多個(gè)變電站的數(shù)據(jù)信息，更好地監(jiān)控變電站設(shè)備的運(yùn)行，提高了人員工作效率。與傳統(tǒng)變電站相比，無(wú)人值班變電站的主要優(yōu)點(diǎn)還包括數(shù)據(jù)處理迅速、安全監(jiān)測(cè)強(qiáng)大、遠(yuǎn)動(dòng)預(yù)警及時(shí)、新型微機(jī)保護(hù)功能等。

（1）強(qiáng)大快速的數(shù)據(jù)處理和全面覆蓋的數(shù)據(jù)采集：無(wú)人值班變電站采取自動(dòng)化控制管理，其數(shù)據(jù)處理具有實(shí)用性、強(qiáng)大的邏輯判斷能力使得信息檢索極快，信息存儲(chǔ)量大，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)事件進(jìn)行完整記錄，對(duì)采樣數(shù)據(jù)的分析處理能力強(qiáng)。其數(shù)據(jù)采集能力也極為強(qiáng)大，同時(shí)分批次對(duì)多個(gè)無(wú)人值班變電站的信息進(jìn)行采集，并傳遞給變電運(yùn)維操作站，這些信息包括遙控、遙感、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、信息保護(hù)、統(tǒng)一時(shí)鐘、非電氣的測(cè)量和狀態(tài)信息等等。endprint

（2）強(qiáng)大的安全監(jiān)控功能：與傳統(tǒng)變電站相比，無(wú)人值班變電站控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更為強(qiáng)大，而且有著多種多樣的監(jiān)視手段。包括無(wú)人值班變電站一次系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、聲音光感報(bào)警、自我調(diào)節(jié)、顯示保護(hù)測(cè)定值、自我診斷等等。

（3）微機(jī)保護(hù)功能：微機(jī)保護(hù)功能包括饋線保護(hù)、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、備用電源自投等等。這是變電站綜合自動(dòng)化一個(gè)重要功能，對(duì)于保障變電站正常運(yùn)行有著重要的作用。

（4）敏感的遠(yuǎn)動(dòng)預(yù)警功能：遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的基本功能有遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)。其工作原理是實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)傳送至上級(jí)調(diào)度中心，由上級(jí)調(diào)度中心控制調(diào)節(jié)。如果發(fā)生故障，微機(jī)保護(hù)發(fā)出動(dòng)作指令，并及時(shí)將信息傳遞給調(diào)度中心。

2.2 無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)的運(yùn)行模式

220kV無(wú)人值班變電站與傳統(tǒng)變電站最大的區(qū)別就在于其先進(jìn)的運(yùn)行管理模式。它的運(yùn)行管理模式大體分為三種方式：

第一種，按照無(wú)人值班變電站所在的位置區(qū)分，在一個(gè)區(qū)域類設(shè)置一個(gè)變電運(yùn)維操作監(jiān)控中心站，對(duì)這個(gè)區(qū)域內(nèi)所有的無(wú)人值班變電站同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，但不宜過(guò)多，大約10個(gè)左右。然后由監(jiān)控中心的操作人員負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控和運(yùn)行，這是第一種監(jiān)控運(yùn)行管理方式。

第二種，每個(gè)無(wú)人值班變電站均設(shè)立自己的監(jiān)控中心，每個(gè)監(jiān)控中心設(shè)有專員對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控管理，同時(shí)設(shè)有巡視人員，定期巡查變電站，發(fā)現(xiàn)并解決潛在故障問(wèn)題，監(jiān)控人員與巡視人員均受到上級(jí)調(diào)度指揮，這是第二種監(jiān)控運(yùn)行方式。

第三種，由上級(jí)調(diào)度人員同時(shí)兼任變電站的監(jiān)控管理職責(zé)，從而減少過(guò)多人員的涉入，保留現(xiàn)場(chǎng)巡視人員對(duì)變電站進(jìn)行巡查，他們?nèi)孕枰邮苷{(diào)度人員的指揮，這是第三種監(jiān)控運(yùn)行方式。

顯而易見(jiàn)，監(jiān)控中心、巡視人員還有調(diào)度中心三者之間的關(guān)系決定了該無(wú)人值班變電站的監(jiān)控運(yùn)行方式。

3 220kV無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問(wèn)題

3.1 要與環(huán)境協(xié)調(diào)

不管是傳統(tǒng)變電站還是無(wú)人值班變電站均會(huì)對(duì)變電站周圍的環(huán)境造成影響。一次設(shè)備中填充的SF6（六氟化硫）。所以運(yùn)行中的變電站需要嚴(yán)格控制SF6氣體的排放量。與此同時(shí)，變電站運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的噪音污染也不容忽視。整個(gè)變電站的核心主變壓器是變電站產(chǎn)生噪音污染的主要來(lái)源，變壓器的噪聲來(lái)源于變壓器本體和冷卻系統(tǒng)兩個(gè)方面，噪音頻率在100-2000Hz之間，已經(jīng)處于人類的聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)。所以必須加以控制以免對(duì)周邊居民造成影響。而且，不管是傳統(tǒng)變電站還是無(wú)人值班變電站都必須考慮變電站的通風(fēng)性。在變電站運(yùn)行中，其GIS設(shè)備會(huì)產(chǎn)生許多氟化物氣體，這些氣體具有毒性，如果空氣中含量過(guò)高會(huì)對(duì)變電站周圍居民的健康造成威脅。綜上所述，在變電站的設(shè)計(jì)中，對(duì)環(huán)境影響的考慮是非常必要的。

3.2 確保無(wú)人值班變電站的自動(dòng)報(bào)警消防系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)

因?yàn)闊o(wú)人值班變電站不需要固定的值班人員，所以這種變電站的自動(dòng)消防系統(tǒng)、煙霧報(bào)警系統(tǒng)和溫度控制報(bào)警系統(tǒng)一定要運(yùn)行正常，作為無(wú)人值班變電站的安全保障。如果無(wú)人值班變電站出現(xiàn)故障造成變電站內(nèi)溫度升高煙霧過(guò)多時(shí)，穩(wěn)定運(yùn)行的警報(bào)系統(tǒng)就能及時(shí)上傳到調(diào)度中心，將信息傳遞給附近的巡查人員，使其可以快速及時(shí)地對(duì)變電站進(jìn)行救援。消防設(shè)計(jì)遵循“以防為主，防消結(jié)合”的消防方針，按有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定的要求進(jìn)行消防設(shè)計(jì)。根據(jù)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》的規(guī)定，主變壓器采用排油充氮滅火方式。變壓器發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)時(shí)，該設(shè)備自動(dòng)或人工啟動(dòng)向變壓器內(nèi)充入氮?dú)猓儔浩饔屯ㄟ^(guò)DN200排油管排入事故油坑，從而控制火勢(shì)，防止火災(zāi)蔓延。在通向二次設(shè)備室及站用配電間的電纜溝、豎井和墻孔及盤底開(kāi)孔處采取有效阻燃的封堵處理，在主要回路的電纜溝中的適當(dāng)部位設(shè)置阻火墻，在靠近含油設(shè)備（主變和電流、電壓互感器等）的電纜溝蓋板予以密封處理。另在變壓器附近配備推車式干粉滅火器及消防砂箱、消防鏟等消防器材，可存放于消防器材小間。這些措施都為變電站正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

3.3 同樣完善的安保系統(tǒng)與占地面積的顯著縮小

雖然無(wú)人值班變電站內(nèi)沒(méi)有固定的人員進(jìn)行值班，但是其安全監(jiān)控系統(tǒng)比傳統(tǒng)變電站更為完善更為可靠。傳統(tǒng)變電站是變電站內(nèi)部安保人員24h值班看守監(jiān)控，而無(wú)人值班變電站一般由附近區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)巡視人員巡查監(jiān)控。如果巡查時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站出問(wèn)題能及時(shí)采取正確措施救援，保證變電站的安全可靠性。由于無(wú)人值班變電站內(nèi)是不需要人員看守的，是調(diào)度中心工作人員遠(yuǎn)程監(jiān)控保證安全，因此那些傳統(tǒng)變電站內(nèi)的諸如站長(zhǎng)室、會(huì)議室、值班休息室、附近工作人員的生活建筑可以取消。與傳統(tǒng)變電站相比這極大地減少了無(wú)人值班變電站的建筑面積，進(jìn)而降低變電站的工程造價(jià)，體現(xiàn)了無(wú)人值班變電站的一大優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，220kV無(wú)人值班變電站以其獨(dú)特的運(yùn)行管理模式不僅可以減少變電站的占地面積降低其工程造價(jià)，還能減少工作崗位，降低電力企業(yè)人力資源方面的投入，進(jìn)而提高了經(jīng)濟(jì)效益。并且220kV無(wú)人值班變電站更安全、更環(huán)保、更可靠、輸電更穩(wěn)定，十分適應(yīng)當(dāng)前電力企業(yè)的發(fā)展，是新時(shí)代的產(chǎn)物。因此大力研究其設(shè)計(jì)與應(yīng)用，對(duì)我國(guó)電力企業(yè)發(fā)展具有重大意義。

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