500 kV變電站“無人值守+集中監控”數字化轉型運維模式分析

萬 鍇

（國網湖北省電力有限公司超高壓公司，湖北武漢 430050）

0 引言

近年來，隨著電力行業的迅速發展，變電站數量與日俱增，而變電站內的值班人員卻逐漸減少。傳統的運維模式無論是效率還是管理成果，都已經無法適應現在的工作模式。若聯合無人值守技術，推進集控站建設，應用一鍵順控、機器人遠程巡視、智能輔控系統等技術，提出新的運維思路，即可達成變電站項目低本高效的建設目標，由此提高電力行業生產效益，降低人為失誤風險，滿足變電站信息化轉型要求。

1 500 kV變電站運維模式的創新原則

500 kV變電站運維模式的創新改革需要遵循以下原則。

（1）遞進性。在應用新型運維模式時，需要切實維護電網系統運行安全性，并根據先低壓、后高壓的順序進行改造。實際上，對500 kV變電站運維模式進行創新，應當以電壓等級變電站作為核心基礎，繼而減少人為工作量。

（2）專業性。在500 kV變電站運維模式創新階段，需要保證管理者具備較強的職業技能，以適應新環境變化，并開展專項培訓，引導運維人員深度學習新模式應用技巧，以促進無人值守模式的高效實施。

（3）主動性。在以往的變電站運維管理中，相關人員需要以分散巡檢的方式排查設備問題、安全隱患。而創新后的運維模式，應具有集成化的管理特征，此時要求各階層運維人員主動參與統籌管理活動，并借助多則條例，喚起運維人員以及變電站班組成員工作的熱情。

（4）高效性。新型運維模式需具備高效性，無論是500 kV變電站運維業務還是管理成果，都應當實現效率的穩步提升，應用新模式，確保運維業務得到整合處理，為變電站運維工作的有序開展提供保障。

鑒于此，為了優化500 kV變電站運維模式的應用效果，需要以上述原則為基準，確保無人值守模式具備良好的推行條件[1]。

2 500 kV變電站運維管理的常見難題

要想加強500 kV變電站運維管理，必須積極解決下列難題：①一鍵順控技術還未成熟。目前湖北30座500 kV變電站，僅柏泉、道觀河、吳都、建始、臥龍、十堰6座變電站具備一鍵順控功能，且無法實現軟壓板的操作，姿態傳感器、微動開關所實現的刀閘第二判據技術還有待加強，即使執行無人值守模式，也不能達到預期操作效果。②設備監控不全面。新運維模式下，雖然已經開始削弱對人力的依賴，但配置的監控設備可監控范圍不夠全面，目前大多數機器人巡視覆蓋率不足90%，造成局部區域無法實現可視化監管，致使變電站存在潛在安全風險。③運維制度不細致。無人值守模式作為新的嘗試，也應當從制度約束層面上進行保障，但顯然當下制定的制度缺少專項管理內容。④設備運行可靠性差。在無人值守模式下，若變電站設備未能體現出可靠性優勢，將在失去人工管理力量后顯現突發問題，包括設備部件損壞、漏氣漏油等，因此，應注重設備的優化改良[2]。

3 500 kV變電站運維模式的創新路徑

3.1 推進集控站的建設

500 kV變電站作為跨區電網變電站，其供電需求較大，但由于站內運維人員不足，要想真正實現無人值守運維，應當圍繞“降低重心、貼近設備、強化基礎、精益管理”的工作思路，加快變電運維模式優化及集控站建設工作，建設智慧輸變電集控系統，打造“運維數字化班組”，將各運維分部所管轄變電站的監控信號全部上傳至集控站，安排運維人員集中在集控站進行遠程監視，指引運維人員遠程實時掌握變電站設備、現場環境動態情況，從而優化變電運維模式，提高設備監控效率。傳統運維模式存在管控不全的現象，而無人值守模式能夠很好地解決既往問題。一方面，為了支持無人值守模式，應當提高監控管理水準，除了配備功能齊全的監控設施外，也要保證運維人員能夠從系統反饋的結果中掌握變電站24 h內的運維情況。在系統與人力結合背景下，實現對變電站的實時監控，此項監控目標可借助D5000系統（圖1）、智能輔助系統等達成。另一方面，在運維工作中的現場監控事項上，也要進行遠程控制操作。運維人員無須到達現場，即可完成斷路器操作、避雷器檢查、設備巡視、保護定值調取及切換、故障錄波圖調取及分析、帶電測溫等運維任務，在一定程度上減輕人力負擔，提高人力資源利用率[3]，從而有序高效地完成變電站各項運維、操作任務。

圖1 D5000系統監控界面

此外，在提高運維管理水平時，還可以借助監控平臺對變電站系統運行動態進行實時監測。圖2為無人值守故障監控錄波，結合錄波可以對變電站反饋的電氣量變化情況進行分析，并且利用電氣量波動結果鑒別故障詳情，繼而指引維修人員快速獲取故障點位。另外，借助監控平臺還可以預判系統異常運行狀態，提前安排維修人員前往現場進行查證，由此妥善處理管理不當等問題。

圖2 無人值守故障監控錄波

目前，國網湖北省電力有限公司超高壓公司所轄5個運維分部中，鄂東、鄂中運維分部集控站已通過驗收正式運行，荊門、宜昌、鄂西北運維分部集控站正在建設中，目前相關監控業務被公司智能運檢管控中心臨時接管，待2023年正式投運后移交至相應集控站。

3.2 健全無人值守管理制度

500 kV變電站運維模式要想快速完成無人值守模式的轉變任務，還應當加強變電運維監控管理，增強變電運維安全管控能力。目前國家電網公司出具的《國家電網公司變電運檢五項通用管理規定》運維管理規定要求，駐地運維里程應在90 km以內，車程應在90 min以內。各地電力公司應按照此規定編制無人值守總體建設方案，進行撤人值守評估，明確運維駐地，由此來助力無人值守模式的合理應用。同時，對于變電站設備調度、異常故障處理等內容，都要在監控與錄音的環境下操作，做到每一項運維業務均有跡可循。在細化管理制度內容時，還要刻意強調交班事項。雖然無人值守模式下，人員依賴性較為薄弱，但也不能完全脫離班組人員，因此在班組人員交接工作時，也要將上一階段故障處理情況、安全管理要點、自動化維修進度、備份詳情等關鍵信息準確地告知交班人員，使交班后依然可以實現系統的穩定運行。

變電站巡視事項要求結合500 kV變電站運行特征，設定專門的巡視周期，以此輔助無人值守模式精準把控變電站動態，包括例行巡視（每兩日）、全面巡視（每兩周）、專業巡視（每季度）、熄燈巡視（每月）、特殊巡視（視實況而定）。在無人值守運維模式引導下，運維人員還應當聯合變電檢修人員確定細致的檢修內容，如檢測暫態地電壓、檢測油色譜、測量電容量等，并指導運維人員科學處理變電站設備故障、現場不安全因素等問題。

無人值守模式的應用能夠在一定程度上減輕工作負擔，但負責運維業務的人員仍然要保持端正的態度，做好崗位配合工作，由此快速達成提質增效目標，為運維模式的優化改革提供保障[4]。

3.3 優化關鍵技術

要想實現數據驅動輸變電運維業務創新發展和效率提升，就要全面推動變電運維工作方式和生產管理模式的革新。在創新500 kV變電站運維模式時，還應當從技術層面上為無人值守模式提供有利條件。

首先，運維人員在做好無人值守運維管理準備工作時，應當檢查好設備可靠性，若變電站中的電氣設備運行不穩定或可靠性差，即使成功引進無人值守模式，也依然依靠運維人力資源。此時，運維人員需準確記錄設備故障頻率、誤動作出現率，而后在性能提升中，優化無人值守運維成效。

其次，加強對一鍵順控的技術改造，提升變電站和集控站的倒閘操作、事故處理實效。一鍵順控技術通過整合應用自動控制技術，將傳統人工倒閘操作轉變為自動軟件預制，實現對誤操作的有效防護。操作人員在操作時不需要編制內容復雜的操作票，只需要根據操作任務名稱調用“一鍵順控”按鈕對應的操作票進行操作即可完成目的操作。原來變電站一條500 kV線路的停、送電操作時間大約各需要90 min，在改造完成后，該過程僅需60 s，效率提高了90倍，大大減少了停電時間，有效提高了供電可靠性。同時由于操作過程由計算機自動完成，避免了由于運行人員主觀誤判造成的安全因素，因此停、送電倒閘操作的安全性也得到了進一步提高。“一鍵順控”是變電運維專業的一項重大創新，指引了國網湖北省電力有限公司超高壓公司智能運檢的未來發展方向。目前，湖北省30座500 kV變電站中，僅柏泉、道觀河、吳都、建始、臥龍、十堰6座變電站具備一鍵順控技術，后期國網湖北省電力有限公司超高壓公司將大力推廣一鍵順控技術，使電力設備操作進入“秒時代”，讓一切由程序自動執行的倒閘操作更安全可靠，更省時省力、更簡單便捷。

最后，在無人值守模式下應當建立“設備狀態感知實時，故障預警精準，應急搶修高效”的運檢體系，保障電網安全運行，推動電網高質量發展，機器人等智能巡檢系統（圖3）能夠準確掌握500 kV變電站充油設備油溫、SF6氣體壓力、液壓斷路器機構壓力等運行動態，而后對其展開有針對性的管理措施。一般情況下，在智能巡檢平臺界面上，往往能夠全面展示不同時期、不同設備名稱等綜合信息，并且可自動打印運維報告，以供運維人員加強對變電站內外環境的集控管理。基于此，“無人值守+集中監控”新型運維模式的研究與應用，是現下變電站運維的重點改革內容。

圖3 無人值守運維模式智能巡檢系統演示

4 結語

綜上所述，在500 kV變電站數字化轉型運維模式的創新背景下，“無人值守+集中監控”模式現已成為主導方向，為了進一步推動該模式的推廣進度，應從集控站建設、無人值守管理制度、關鍵技術成效等方面著手，建立“設備狀態感知實時，故障預警精準，應急搶修高效”的運檢體系，實現集控管理功能、業務能力和支撐手段的全面升級，提升變電運維人員的狀態感知、缺陷發現、主動預警、風險管控和應急處置能力，提高運維管理細度，以期在無人值守模式助力下，500 kV變電站運維管理工作能夠取得卓越成果，促進電力行業的良性運作。