变电站实现无人值守的技术研讨

韩鹏飞

摘 要：随着电网智能化设备的发展以及通讯技术的进步，当前宣钢在运行的一部分变电站和配电室未来都会实现无人值守，变电站无人值守运行方式不单单需要管理方式的改进，更需要对变电站现有的一次、二次设备逐步进行必要的改造。该文依照电力系统通常采用的集控站管理模式对新建变电站设计和已有变电站设备改造需要注意的重点工作进行了梳理分析。

关键词：集控站 无人值守 专家系统

中图分类号：M76 文献标识码：A 文章編号：1674-098X（2015）05（c）-0079-01

变电站实现无人值守，本质就是将变电站监控系统对设备的监视、控制功能进行转移集中，通过建立集控站来实现对多个变电站运行的集中管理。集控站的建立首先需要搭建一个功能完善、性能优良的集控管理系统，该系统可以与集控站管理范围内的变电站就地设备实现数据的对接，将单个变电站原有的监控功能统一收归集控管理系统进行管理，将采集到的遥测、遥信、遥视信号进行分析处理，值班员可以通过集控管理系统对变电站就地设备进行遥控、遥调操作，系统可以对操作结果进行效验来确保遥控操作的可靠性。

随着智能化变电站技术的发展和成熟，未来电压等级较低的变电站将大规模实现无人值守，该文结合宣钢现有的变电站设备情况，对变电站无人值守的实现从设备层面进行了分析。

1 当前变电站实现无人值守存在的难题

宣钢目前再运行的35kV变电站以及10kV、6kV配电室大部分建成于2005年左右，变电站一次设备采用的都是油浸电力变压器、组全密封配置真空断路器小车的开关柜，二次系统包括了低压成套装置、UPS直流系统、继电保护装置以及综合自动化监控系统，除此之外，建设时间更晚的变电站还配备了视频监控系统和消防系统。在这样的变电站设备基础之上实现无人值守，有如下两个关键的问题需要解决。

（1）提高高压电气设备运行的可靠性。宣钢目前对电气设备的维护检修采用的是以两年为周期的定期检修试验与日常故障处理相结合的方式，日常故障的发现主要依靠站内岗位人员每小时一次的站内设备巡检和日常设备专业点检。要在此基础上实现无人值守，首先需要对设备隐患进行集中的消缺处理，加强专业巡检队伍的设备点检知识和实际处理能力，依靠专业巡检队伍的定期检查来发现设备隐患，重点是检查充油充气设备有无泄露、开关柜操作机构可靠性以及关键通讯线路是否稳定，以此加强无人值守变电站设备运行的可靠性。

（2）完善变电站综合自动化系统的功能。之前采用的变电站综合自动化系统主要功能就是完成变电站基础设备的运行数据采集和遥控操作功能，在此基础上应该完善数据分析功能和数据远传功能，变电站综合自动化系统应该具有对采集到的基础数据进行分析整合运算能力，并与上级集控站综合管理系统进行数据交换，将变电站设备运行的实时数据准确的上传至上级集控站综合管理系统，并接收管理系统下发的动作指令，完成对本变电站设备的遥控操作和结果校对。

2 实现变电站无人值守涉及的具体工作内容

2.1 选用智能化的高压开关柜

智能化的高压开关柜必须具备以下功能：开关柜内含的断路器、储能电机、接地刀闸、二次控制空开分合信号以及电接点测温信号可以通过柜内二次电缆传输至开关柜状态指示仪，状态指示仪可以与变电站综合自动化系统进行远传通讯，将采集到的状态信号及时的传输至综合自动化系统；开关柜配置的电流互感器和电压互感器具备远程数据传输模块，不再依赖原先至集控屏的二次信号电缆进行电流、电压数据传输，大大减少了变电站建设过程中电缆敷设工作量，同时提高了系统运行的可靠性；开关柜自身具备良好的五防闭锁功能，可以实现误操作闭锁，杜绝遥控操作命令的错误执行；通过保护装置的功能升级，实现保护压板和转换开关字位的置位复位功能，解决了需要人工进行操作的问题。

2.2 选用网络化的二次设备

根据无人值守变电站的建设要求，变电站必须具备全网络模式的保护、监测、控制系统。主要有以下几方面内容。

（1）综合自动化系统的通讯协议必须统一为IEC61850规约，组态模式为“站控层”与“设备层”两层结构，层与层之间采用先进的网络通讯模式建立联系，确保数据上行下达无瓶颈，这样就能建立一个标注化、资源完全共享的平台，在平台上数据库对全网内部所有数据进行统一配置定义，避免重复采集的影响。

（2）全站设备实现数字化，不再依靠传统的输入输出量模式进行数据的采集整理，将就地采集装置升级为具备控制功能的网络化设备，采集到的数值直接通过网络上传，用质量可靠的网线和光纤取代大量的二次电缆，直接提高了信号采集的精确程度，提高了系统的稳定性。

（3）站内各种低压电源实现智能化，变电站内部的直流供电系统、交流供电系统、UPS供电系统、以及各通讯设备弱电电源，都必须升级，作为变电站各种保护控制通讯设备的电源，交直流低压系统必须进行升级改造实现其智能化，各低压开关具备通讯功能，可以将开关以及电源运行状态上传至管理系统，便于集控站人员及时掌握低压系统运行情况。

2.3 实现智能巡检功能

视屏监控信号实现远传，建立一个全覆盖的视频监控系统，增加目前以有监控摄像头的密度，另外增加红外门禁系统。将变电站内实时情况通过图像声音的形式上传到集控管理站，由集控站人员对所管理的变电站进行监视运行。比较先进的方式是在GOOSE系统下集成的自动跟踪视频监控系统，当进行关联操作时，视频信息根据上级操作的开光部位进行自动跟踪切换，便于上级操作人员对设备情况适时掌控。

2.4 实现状态检修管理模式

现有变电站主要依赖运行检修相结合的方式，实现无人值守必须引入状态检修系统。状态检修专家管理系统，系统通过分析设备以往检修、试验数据对设备的运行状态进行综合性的评估，及时对处于故障高发阶段的电气设备以及可能发生的故障，给出专业的检修指导意见，检修人员依据系统建议对电气设备进行维护，避免电气设备突发性故障。

3 结语

通过以上分析可以看出，变电站实现无人值守必须从设备上进行技术改造，采用更加可靠的网络化、智能化电气设备，配合稳定的通讯传输设备，通过集控站综合管理系统实现变电站运行的集中监控。同时，无人值守变电站的运行需要先进的管理模式，必须采取专业的检修维护工作增强变电站设备的点检和维护质量，确保电气设备的运行可靠性。无人值守技术的推广，既能为企业降低运行成本，同时也促进了变电站设备更新换代，对智能变电站的普及有积极的推动意义，因此，此项工作的讨论，对今后变电站建设具有积极的作用。

参考文献

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