无人值班变电站的规划与设计研究

谭洁玉

江苏省电力有限公司徐州供电分公司，江苏 徐州 221005

0 引言

变电站是电力系统中对电压和电流进行交换，接受电能及分配电能的场所。在供电网络中，变电站承担着承上启下的作用，因此变电站运行的稳定性和安全性直接影响整个城市供电安全。随着人本理念的发展，变电站所呈现出的高危性逐渐被重视，规划与设计无人值班变电站成为现代化变电站建设的目标。变电站是电力网络的关键节点，实现无人值班变电站的规划与设计本质上就是要提高变电站的智能化程度，使其能够自行完成电力转变，进行整个区域的电压信息转换，自行展开相关设备的故障排查和维修。因此，完成无人值班变电站的规划与设计归根究底就是要实现智能变电站的规划与设计。作为智能电网的基础环节之一，无人值班变电站的规划与设计技术标准逐渐完善，关键技术越发成熟。

1 无人值班变电站规划与设计的基本要求

1.1 系统需安全可靠

变电站日常需要完成参数采集管理，管控执行各种用电需求，因此为了满足变电站的无人值班值守需求，需要确保整个变电站的系统安全可靠，使其具有较长的生命周期，且在全寿命周期内出现故障的频率较低，即便出现故障问题也易于自动化运行维护。因此在新规划设计的无人值班变电站中，确保其系统可靠性、安全性至关重要。例如，变电站系统中的保护、测控功能环节较多，需要经过合并单元、间隔层保护、测控装置以及通信系统共同完成日常的运行作业，若是某一个环节出现响应较慢的问题，则导致工作效率较低，直接影响变电站的日常运行。对此，要求确保新规划设计的变电站各个功能模块之间的响应对接速度快，提高各个新功能实现的可靠性和快速性。通信环节可靠可以确保整个变电站自动化系统的稳定和安全[1]。

1.2 信息需全网共享

信息是电网运行控制的基础，随着电网改革的进一步发展，信息更是在智能电网中发挥着重要的作用。当前局限于通信规约传输容量和调度系统数据容量，变电站无法远程传输所有的数据，这极大地限制了变电站的正常运行，因此新的无人值班变电站的规划与设计中必须实现对变电站信息的远程传输。

1.3 系统维护需可视化、简约化

变电站的日常运行需要实现常态化管理，在智能电网打造中已经将电缆回路转换为网络虚回路，由此实现二次回路的简化，但是这也直接增加了变电站系统维护和管理的难度。例如，运行人员缺少直观有效的展示手段，无法熟练全面掌握变电站的二次虚回路、物理链路和装置间的关联关系。因此，在无人变电站的规划和设计中，需要及时更新变电站的配置描述文件，实现变电站系统的可视化维修管理[2]。

2 无人值班变电站规划与设计的整体思路

对于无人值班变电站的规划设计要统筹全面考虑，才能让无人值班变电站规划设计具有科学性、全面性特点。具体规划设计思路如下。（1）整体性思路。无人变电站的规划设计需要同该地区的配电网改造和发展规划相适应，实现协调统一，如此才能发挥变电站的关键节点作用。（2）信息化管控思路。无人值班变电站的前提是无人化、信息化、智能化管理，因此在无人值班变电站规划设计中要实现对运行相关数据的控制和管理，实现对变电站运行的远程监测。（3）通信可靠性思路。无人值班变电站需要采用先进的技术、通信装备来满足规划与设计要求，从而满足运行要求。

总之，无人值班变电站的规划与设计不能随意、盲目地展开，需要按照科学的思路和原则进行，要遵循一定的设计规范和行业标准，从实用性和可靠性的角度出发，做好各种变电装备、变电零部件、变电站设计的统一规划，并实现分步实施[3]。

3 无人值班变电站规划与设计的具体内容

3.1 无人值班变电站规划方案

在进行无人值班变电站规划时，需要进行前期的选址规划、土木工程项目规划、变电站功能区域规划等。以某发达地区的智能变电站设计及应用为例进行分析。该地区用电量较大，现有的管理模式和设备配置模式较为齐全，但是存在智能化不足等问题，若是展开二次系统重复设置则可能带来运行维护工作量增大的问题。因此，主要是从对变电站的智能化系统优化设计入手进行规划设计。

（1）无人值班变电站的体系结构。按照电网改造的新要求，无人值班变电站要实现智能化、信息化发展需要拥有站控层、间隔层和过程层3个基本功能模块，通过各层的功能架设来完成无人值班的功能需求。变电站的具体体系结构如表1所示。

表1 无人值班变电站体系结构

（2）无人值班变电站的设备配置。变电站中常见的设备装置有互感器、开关设备、合并单元装置、光缆等。以电子互感器的选择为例，传统的变电站主要选用的常规互感器是采用电磁感应原理的，而在无人值班变电站的规划设计中采用的则是电子式互感器，其在绝缘方面具有简单、可靠性，具有较大的体积和重量，能够满足较大范围的ct动态范围监管，运行中精度较高且不容易受负载的影响等。在光缆的选择上，以渐变型的多模光纤为主，满足2 km的传输距离要求[4]。

3.2 无人值班变电站设计方案

在文章所研究的220 kV变电站实际运维中可以发现，其测控保护装置是分开设置的，所采用的站控层结构也是分开设置的，这使得无人值守下的变电站不论是操作调试还是故障维修，都存在效率不高的问题。对此，要开展无人值班变电站系统的优化设计。

（1）保护、测控系统的设计优化。当前对220 kV的无人值班变电站保护、测控整合模块的设计优化需要展开对其保护、测控装置配置存在问题的分析，基于现有的技术手段，提出新的技术方案，导入可实现测控保护装置一体化的配置，如采用性能配置较高的处理器芯片，实现对保护、测控一体化设计的计算能力和多任务处理的需求；将原本的设备通信接口转变为以太网接口，提高通信设备速率。

（2）站控层设备的优化设计。变电站站控层结构的功能较为丰富，需要实现操作调试、远程监控与调动、数据管理和调控等功能，在操作过程中，需要工程师、操作人员进行协调作业。为了提高无人值班变电站的运行效率，可以将服务器和操作站进行合并设计，形成单一的服务器系统，将新的服务器设计为服务器、远动通信装置、在线监测主机等系统。

4 结束语

综上所述，按照变电站的工作职能需求，变电站的结构设计和设备布置需要具有一定的规格和标准。在展开无人值班变电站的规划和设计时需要基于基础布设要求，满足日常巡检标准，只有如此才能确保规划设计出来的无人值班变电站是符合工作安全需求的。当前在无人值班变电站规划设计中需要基于一定的原则、思路来展开，且需要基于整个供电网的设备装置需求进行变电站系统规划、装置规划以及整体功能系统的优化设计。