35KV終端變電站無人值守升級改造及安全防護關鍵技術研究

張從軍 徐菲 解利俊 李鑫

1.河北鋼鐵集團礦山設計有限公司 河北唐山 063700

2.河北鋼鐵集團礦業有限公司石人溝鐵礦 河北唐山 063700

河北鋼鐵集團礦業有限公司石人溝鐵礦年生產鐵精粉80余萬噸，配套變電站始建于1973年，屬于用戶型終端變電站，變電站現裝備有兩臺型號為SFZ9-12500/35變壓器，變比為35KV/6KV。石人溝鐵礦變電站自2012年增容及綜合自動化升級改造后，已運行9年，設備軟硬件陳舊且不具備電量峰谷比自動統計功能，在考察類似礦山變電站無人值守運行模式的基礎上，將變電站管理運行改造成無人值守操控模式，重點解決因礦山正常減員而造成崗位人員不足的問題。

1 變電站存在的問題

（1）變電站側綜合自動化監控系統軟硬件老化嚴重。

（2）變電站室內電纜溝狹小，通風散熱不良。

（3）變電站消防系統不完善，缺少火災自動報警系統。

（4）變電站內無視頻監控系統。

（5）變電站外圍墻無防護。

（6）變電站各配電柜無峰谷比統計功能。

2 變電站無人值守升級改造方案

2.1 新增一套變電站綜合自動化監控系統

變電站綜合自動化監控系統后臺采用B/S架構，具有數據采集與轉發、運行監視、控制、報警、計算、統計、事件與歷史數據查詢、報表管理、保護管理等功能。同時新增一套微機五防系統，該系統通過對一次設備加裝鎖具，對其操作實施強制閉鎖，只有在本系統中模擬通過后以正確順序進行的操作方可解鎖操作，從而達到防止誤分合斷路器、防止誤入帶電間隔、防止帶負荷分隔離開關、防止帶電掛地線或合接地刀閘、防止帶地線（接地刀閘）合隔離開關的目的[1]。

2.2 新增一套通風機自動控制系統

變電站原有兩臺風機，一臺負責配電室通風，一臺負責電纜溝通風，風機啟停均為手動控制。新通風系統的風機控制柜采用SIEMENS S7-200 SMART系列PLC做為控制器，通過在配電室和電纜溝內安裝溫度傳感器，可實時監測現場溫度，并將溫度信號傳輸到PLC控制器內，可實現對風機的自動啟停控制。

2.3 新增一套火災自動報警系統

新火災自動報警系統主要包括火災探測器、纜式感溫探測器、手動報警裝置、聲光報警器及火災報警控制器和相應的模塊。火災對變電站內的電纜、接頭、端子等發熱部位設置可恢復式纜式線型感溫探測器，纜型感溫探測器應采用接觸式的敷設方式對電纜溝動力電纜進行探測。纜式線型感溫探測器采用“S”形布置在每層電纜的上表面，可直觀地監測電纜溫度。在變電站內部疏散通道或出口處采用壁掛式手動報警按鈕，人員可通過手動報警向動力車間監控室發出報警信號，并啟動聲光報警器。在動力車間監控室和變電站站內操控臺安裝火災報警控制器，可實現對變電站火災情況的全部監控，當發生火警異常時，可及時發出預警報告[2]。

2.4 變電站新增一套視頻監控系統

視頻監控系統由紅外網絡攝像機、硬盤錄像機、傳輸線路、交換機以及監視器組成。通過遍布于35KV變電站內各關鍵區域的網絡攝像機實現對重要關鍵部位實時視頻監視。設置數量為16臺，監視部位如下：

（1）35KV變電站外墻設置 4臺；

（2）電容室內設置 1臺；

（3）配電室外設置 2臺；

（4）配電室內設置 9臺；

2.5 變電站外墻新增脈沖電子圍欄系統

變電站外墻設置電子圍欄系統，就是在周界設置脈沖電子圍欄探測器，形成一道電子圍墻進行防范和管理。電子圍欄系統既可以從物理上阻擋入侵人員的侵入，又可以及時通過聲光報警器發出報警信號并將警情傳輸至動力車間。系統的工作流程是當有人非法翻越圍墻或破壞，探測器可立即將警情傳送到動力車間，動力車間對報警信號進行接收和處理。現場報警同時也能警號報警，提醒附近人員注意。

2.6 變電站各饋出線新增峰谷比統計功能

通過對變電站電腦后臺軟件系統進行升級，可實時監測變電站各饋出線路的電量峰谷比，指揮各用電單位進行削峰填谷、均衡用電，提高了電網負荷率和設備利用率，達到控制高峰負荷、充分利用電網低谷電量的目的[3]。

3 結語

該項目本著系統改造后實用性和可靠性，遵循操控簡單、安全實效、循序升級的原則，通過升級變電站綜合自動化操控系統、新增風機自動控制系統、新增視頻監控系統、新增火災報警系統、新增脈沖電子圍欄系統，本質上提高變電站無人值守遠程操控運行過程中安全性能，避免誤操作、設備本身故障造成事故發生。從現場操控運行方面，該項目為變電站實現無人值守創造了強大的軟硬件設備支持，使遠程操控運行更加平穩、準確，確保了石人溝鐵礦供電系統的可靠性、穩定性。另一方面，也積極響應了國家電網“變電站標準化管理模式”，為局域電網運行安全起了保障作用，同時，大大提高了社會經濟效益。

通過該項目升級改造后變電站電量峰谷比智能統計，實現了石人溝鐵礦生產用電削峰填谷，即緩解了高峰電力供需缺口，又促進了電力資源優化配置，社會效益貢獻巨大。最實惠的是確確實實地為單位大幅度降低了電費成本，成功后解決礦山自然減員而造成崗位人員空缺問題，變電站采用無人值守遠程操控+定時巡視方式，變電站固定值守崗位減少崗位工12人，具有顯著的社會效益和經濟效益。