無人值守模塊化智能變電站的建站方式與研發分析

陳榮斌

(中國電建集團貴州工程有限公司 貴州 貴陽 550001)

無人值守模塊化智能變電站利用信息化、網絡化技術將其安全性、實用性逐漸提高，且實現全自動建設，使管理系統逐漸系統化，促進無人值守變電站更加切合實際。此外，使模塊化智能充分發揮其作用，通過變電站布局、工廠化預制、智能設備選擇等方式進行建設，可促進變電站技術的提升及設備的改進，推動無人值守變電站的廣泛使用。

一、無人值守變電站現狀

高壓設備裝置技術性較強，在設備運行方面需依靠工作人員定期維修及保養，以延長設備壽命，促進設備運行可靠性。在日常使用中，操作人員需將高壓設備裝置所出現的各種問題及時通知相關人員對其維修，防止設備出現充油充氣失敗，通訊線路中斷等問題，保證工作正常開展。但現實當中無人值守變電站始終處于無人狀態，對設備的檢查與維修少之又少，導致高壓設備在實際運行中出現一系列問題，從而阻礙變電站工作的正常進展。

無人值守變電站要求更加智能化、自動化，因此對于綜合自動化軟件功能還需進一步加強，保證變電站數據采集的有效性。而在現實當中由于二次線通訊的不穩定因素，導致變電站工作效率逐漸下降，無法完全實現變電站工作的最終目標。

二、無人值守模塊化智能變電站的建設與研發

(一)變電站布局

無人值守模塊化智能變電站與傳統建設模式相差較大，其以新型模式展開以最快速度抵達現場，并完成連接與調試，將所有設備進行串聯，降低成本的同時可提高工程質量與施工水平。

(二)建構筑物工廠化預制

1.防火墻。采用預制式防火墻，首先，優化防火墻主要從材料出發，選用耐火性強的防火板，盡可能達到較高防火效果。其次，建設過程中需注意保證柱基礎的獨立性，以便于起到更強的防火作用。

2.圍墻。采用預制式圍墻，與防火墻要求基本一致，保證圍墻質量可通過選用輕質混凝土板以及高強度等級水泥砂漿進行建造，保障圍墻安全性以及持久性。另外，其構建結構需設計合理，可通過專業技術人員進行設計，促進圍墻實用性，并延長其使用壽命。

3.電纜溝。應用預制式電纜溝，作為一類密閉性好，且無噪音的電纜溝，實用性較強，另外，預制式電纜溝對天氣及氣候的影響較小，可減少其他輔助施工，實現電纜溝的節能環保，降低成本，提高電纜溝質量。

4.構支架。建構筑材從以往傳統建造模式逐漸轉變為制造模式，以環境保護為基礎進行施工，提高工作效率，減少對環境及土地的污染。構支架結構為裝配式鋼管，應用下埋式地腳螺栓，促進工藝水平逐漸提高，使施工過程逐漸機械化，降低勞動力，提高安全措施，保證工程質量。

(三)智能設備選擇

1.智能開關柜。在傳統變電站中，常用開關柜為封閉式金屬開關柜，隨著無人職守模塊化智能產生，開關柜功能逐漸增加為斷路器、儲能機構、接地刀閘等。同時，開關柜具有較強通訊功能，智能控制組件開關柜的應用使通訊單元與綜合自動化系統之間通過標準化通訊網絡進行對接，促進安全系統大幅提高，與傳統二次電纜相比更方便、更安全。

2.變壓器運行。變壓器是變電站的核心設備，為變電站正常運行提供基礎。隨著科技不斷發展變壓器逐漸智能化，像如度測量、信號預報等方面都已實現自動化，通過變壓器對外界環境的感應，從而改變變壓器工作狀態，同時實現變壓器自我檢測，主要通過信號裝置接收信號，得到變壓器工作過程中各類數據，再結合線內測溫裝置所接收的電器溫度判斷設備出現的問題，并進行自我維修，實現變壓器的全自動化、智能化。

3.智能無功補償設備。變電站設備逐漸智能化，則需智能無功補償裝置與之匹配，從而對其引進，該設備具有自動化、智能化的特點。可將晶閘管導通角的張開角度根據變壓器具體數據進行自我調節，從而滿足變電站所需電壓。另外，智能無償補償設備可適當控制變壓電功率，有利于節約成本，提高經濟效益。變壓器與智能無功補償設備及電壓無功綜合控制裝置聯合使用，利用變壓器收集二次側電壓值和一次側無功功率數值及策略，對變壓器有載調壓開關和無功補償電容器投切開關進行調節，使所有設備都實現智能化，逐漸提高電壓運行穩定性，滿足用戶合理需求。

(四)二次設備模塊化

在傳統變電站建設中，工期的時間具有很大限制，主要是由于傳統設備落后使得施工現場接線及調試工作耗費時間較多，并且土建與電氣施工消耗時間較長，且未建成不可進場，從而延長工程周期。而二次設備模塊化的應用，可有效節約時間，提高工作效率，這主要是由于二次設備模塊化組合使二次設備由廠家進行集成、加工，可避免設計過程時間消耗，從而縮短建設工期，而且可有效節約土地資源，降低成本，在一定程度上體現出二次設備模塊化安全性、經濟性、獨立性等特點，可進一步擴大經濟效益。

(五)二次設備智能化

1.統一通訊協議。綜合自動化系統是變電站重要通訊系統，必須實現網絡覆蓋，達到按資源共享，實現對變電站的檢測、保護及控制。該目標通過統一通訊協議完成，利用智能化通訊協議將組態模式的“站控層”與“設備層”完美對接，實現全網數據統一，確保數據不會出現重復現象，建立一個標準化平臺，節約資源的同時可提高工作效率。

2.引進整合管理系統。整合管理系統對設備起到較大保護作用，可延長設備使用壽命，促進對設備的管理與更新。另外，斷路器分合閘以及閉鎖功能可實現自動化實現以及轉換開關及保護硬壓板的信息化，使其進行自我管控，解決無人值守所出現的問題，實現真正的智能化。

3.設備信息化。對變電站所有設備進行改進，實現所有設備信息化、智能化，改變傳統數數觸摸式，對采集數據進行信息化處理，并通過網絡自動上傳，實現設備網絡化，節約時間的同時穩定二次控制電纜，從而降低成本，提高經濟效益，促進變電站工作順利開展。

4.低壓電源智能化。低壓電源主要對變電站各種保護控制通訊設備起到保護作用，以此需對低壓電源進行改造，促進低壓電源智能化。其中低壓電源包括直流供電系統、UPS供電系統等電源較弱設備，該類設備都具有通訊功能，將其升級后，通過網絡上傳，便于系統管理，使智能化逐漸深入，從而掌握低壓電源運行情況。

三、結語

總而言之，模塊化智能是無人值守變電站發展的必然趨勢，通過建立無人值守模塊化智能變電站，利用先進科學技術，實現資源節約與環境保護，降低運行成本，提高運行效率及經濟效益，推動變電站持續發展。