我国330kV变电站的现状
&我国330kV变电站的现状
& & & & 摘要：伴随着变电站自动化系统开始广泛使用,220kV及以下电压等级变电站无人值守已在我国开始实行,330kV变电站的无人值守也纳入了议程。因此,西北电网特有的330KV变电站的少人（无人）值守一些问题急需解决。在分析了我国330kV变电站的现状后,提出了一些对国内实行330kV变电站少人（无人）值守有益的见解。
　　关键词：少人（无人）值守,330kV变电站,提高
　　近年来,随着计算机和数字通信技术的不断发展,变电站的二次设备基都实现了微机化。由于现代电网自动化技术发展迅速,国内外很多地方已经采用集控中心监盘,实现了变电站的无人值守。微机保护、微机测控装置在变电站的广泛运用,提高了电网的自动化水平和运行可靠性。随着我国电力工业进入大电网、大机组时代，无人值班变电站实施已成为电网调度自动化深入发展的必然趋势，是电网调度管理的发展方向。传统的&四遥&装置，无论从可靠性、测量精度、传输速率和技术水平等方面，都不能满足现代化电网调度、管理要求。变电站自动化系统功能设计，要从电力系统的安全、稳定运行，提高经济效益等综合指标和提高电网基础自动化是水平综合要求出发，其软、硬件的配置必需考虑具备与上级调度通信的能力，必需具备RTU的全部功能，以满足和促使变电站无人值班的实施。变电站自动化系统的普及,为实现变电站的无人值守提供了可能性。
　　在我国220kV及以下电压等级变电站无人值守在我国大规模推广并成功运行，西北电网特有的330kV变电站少人（无人）值守改造工作也急需进行。由于我国变电站自动化系统起步较晚、变电站管理理念也较为落后，同时，少人（无人）值守变电站的运行水平，不仅是管理模式也涉及到变电站的设计模式、运行中需要遵守的各项规章制度、变电站设备的可靠性、运行人员的业务水平等等各个方面。因此，对我国变电站无人值守改造过程中可能存在的问题进行深入分析，并提出见解。
　　1我国变电站现状分析
　　造成变电站自动化应用水平很低的主要原因,并不是技术和设备上的差异,而主要是受我国电网结构、变电站设备的可靠性以及运行管理体制等诸方面的制约。
　　1.1我国的电网结构还不够稳固完善,而且这几年用电紧张,对电网的要求更高
　　这些客观存在的问题就要求我们加强电网运行状况的监视,尽可能做到防患于未然;还要求我们在电网出现异常、故障等情况时能迅速做到隔离故障,快速排除异常,及时恢复送电,必要时甚至进行强送电。对于前者,就需要加强巡视、记录等工作,这就会使我们的工作量会增大很多;而对于后者,由于现在大多数变电站特别是330kV变电站都位于偏僻的乡村,从监控中心到变电站需要一定的时间,难以实现迅速性。主电网结构是否足够强大，是否能确保电网的安全和稳定，始终是最重要的因素，不过,随着这些年国家加强电力系统厂网建设,330kV网架稳固的情况下,这种状况将会得到根本的改善。
　　1.2变电站一次、二次设备的运行可靠性有待提高
　　要实现330kV变电站无人值守，最关键最根本的因素就是现场设备的可靠性，尤其是一次设备的稳定性和可靠性都要很高，它对变电站的安全、稳定运行影响很大，无论二次设备多么可靠，也只是起一个监视和控制的作用。目前运行中的变电站设备,出现问题的频率都还比较高,虽然有些问题可能不是特别严重。比如开关压力接点粘连、油泵不能启动、辅助接点不能准确到位;导线、开关、电容器熔丝发热;变压器、流变等有油设备渗油;保护装置通道故障,插件异常等等,这些问题有的是设备本身质量、工艺方面的原因,有的则是施工、维护方面的原因造成的。这将会使得无论是管理人员还是运行人员,都对变电站设备的状态产生不信任感,特别是在很多设备还不能通过在线监测装置获取运行数据的情况下,各种各样的规定就不会被废除,值班人员的工作量也就难以减少;如果为了处理各种异常而过于频繁地往返于变电站和监控中心之间,那无人值守就失去了存在的意义。
　　1.3监控系统、远动工作站或RTU运行可靠性有待提高
　　从表面上看,我国变电站自动化系统所用的核心设备都与国际的先进水平相近,有很多甚至是直接从国外知名公司进口的产品。但是,由于变电站自动化系统并不是一个独立的装置,只有从值班员直接面对的后台软件到所监控的变电站一次、二次设备之间的所有环节都能协调、稳定的工作,才能保证整套系统的正常运转。但遗憾的是,即使自动化系统的核心测控单元不发生任何故障,由于一些中间环节、附件的问题,导致整套系统不能正常工作的事例举不胜数。比如,由于端子排的松动,导致一个遥控命令不能正确执行。测控装置上任何一
　　个很小的附件松动,都会导致整个单元不能进行正常运行;测控单元参数设置的不合理、辅助接点松动、电磁干扰等原因导致遥信误发信等等,都会使值班人员对监控系统的可靠性产生怀疑,而且在变电站投入运行后,自动化设备检修后的验收也比较困难。这些都制约了变电站自动化系统,使其难以进一步发挥更大的作用。
　　1.4实现少人（无人）值班的条件
　　要实现330kV变电站的无人值班，必须要有一个能实现远方监视和操作、稳定性好、可靠性高的调度自动化系统，用于完成遥控命令的发送传输、返校、解果反馈。这是决定变电站能否实现无人值班的关键条件。其主要内容有①通过调度自动化系统完成对无人值班变电站的监视和操作；②完成无人值班变电站运行参数的远方调整和无人值班变电站内的信号远方复归；③完成对无人问值班变电站内的站用电源和直流操作电源的远方监视和调整。
　　2对我国变电站无人值守改造工作的意见
　　()考虑到西北电网现在330kV变电站的重要性及运行、管理的现状,可以先实现变电站少人值守的运行模式。即把运行人员分成两部分,一部分仍然作为运行人员,但尽量简化他们的职责;而另一部分运行人员和检修部门合并,成立运行检测监控中心。这样,平时的变电站监控、一次运行方式的调整,皆由监控中心操作,现场运行人员配合;二次运行方式的调整,由监控中心发出命令,现场运行人员操作;而涉及到检修的操作,则由监控中心派人到现场进行检修,工作结束后经现场运行人员验收合格,由检修人员自行恢复状态。
　　按照目前的管理方法,在运行和检修分开的模式下进行无人值守或少人值守,当运行人员发现异常或收到异常信号后,需到现场进行确认并对缺陷定级后,再联系检修部门进行处理。考虑到由集控中心到变电站之间的距离,会极大地降低消除缺陷的速度,增加缺陷扩大的可能性。而如果监控中心人员具备了检修的技术能力,会使处理缺陷的速度提高一倍,这就需要提高检修人员,特别是运行人员的技术水平,使运行人员和检修人员都具备运行检修合一的技术能力。
　　()从低电压等级开始试行二次设备的远方投切、定值修改等操作,开始积累经验。现在很多保护设备都设置有软压板,甚至有的保护装置和测控单元合为一体的,我们应该重视这些功能。况且,在很多装置中软压板已经广泛使用,并且可以逐步取消硬压板。利用这些功能促使厂家不断进行完善,而我们也能积累这方面的运行经验,毕竟这是实现无人值守的必经之路。
　　()少人（无人）值班变电站二次回路改造要求：①断路器控制回路改造后，要简单、可靠，无迂回接线；②断路器控制回路断线、失去控制电源时应实现远方报警，并保留控制回路故障信号；③保护回路单设有熔断器的变电站，保护回路直流消失后，能远方报警；④重合闸装置要实现自动投退，在遥控和当地操作合闸后，重合闸电源应自动投入，重合闸放电回路自动断开。在遥控和当地操作合闸后，自动退出重合闸电源，同时重合闸装置自动放电。根据需要实现重合闸后加速和加速一次重合闸⑤低频减负荷装置或者其他系统稳定装置动作跳闸时，应自动闭锁重合闸；⑥取消断路器位置信号灯的不对应闪光功能，信号灯具改为发光二极管等节能型灯具；⑦加装遥控与就地跳、合闸闭锁回路；⑧中央信号装置有关回路作相应改造。取消全站闪光信号及闪光小母线；保留中央事故音响及预告音响接线，加装可投入和退出装置，或者改为音响信号可重复动作，延时自动复归接线，事故信号实现远动、就地、自动三种可任选的复归接线；信号继电器改用电压保持继电器；完善自动化系统、远方图像视频系统、光纤通信网络及监控系统、故障保护信息系统。
　　()努力提高各级人员的综合素质和业务技能水平，要有熟悉调度管理业务，具备一定的协调能力、全局观念、熟练掌握变电站倒闸操作和电网事故、异常处理能力的人员；要有完善的规章制度为无人值守变电站提供强有力的保障；加强站用电系统、主变冷却系统、直流系统、UPS不停电系统、保护装置和自动化系统、通信系统的运行维护和管理；加强日常倒闸操作的危险点分析与预控管理；加强&两票三制&的管理等措施的实施，在保障安全的前提下，能通过技术实现的功能,就尽量从技术上予以解决,逐步减少各项规定和运行人员的工作量。
　　3结束语
　　从西北电网现有330kV变电站的现状来看,在运行管理机构、各部门职责方面进行必要的优化重组后,采用集控站控制模式，短期内实现少人值守是可行的;在积累一定的经验后,伴随着国家加强电网建设,并在以后汲取成功经验,充分考虑无人值守的需求。采用少人（无人值班）是对传统的运行管理模式进行改革。在这一过程中,可能会遇到很多预想不到的问题发生,只要我们能正确面对,更新观念,制定措施,提高相应设备的安全性能,一切问题都是可以解决的,少人（无人）值班的先进管理模式是可以实现的。
　　参考文献：
　　[1]赵国喜，张海峰，彭勇.无人值班变电站运行技术[M].北京：中国电力出版社，2009.11.
　　[2]江智伟.变电站自动化及其新技术[M].北京：中国电力出版社，2005.
　　[3]宋明生.澳大利亚及北美变电站自动化系统[J].云南电力技术.):57-60.
　　[4]黄颖，夏骏.变电站无人值班操作模式的改进[J].《大众用电》，2008.3.
　　[5]陈志军.国内外变电站无人值守的比较与思考[J].《广东电力》,2006.1
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&&&&&&& 摘要：常规自动化系统采用常规远动方式，充分利用原有的二次设备，实现无人值守的模式。这种系统中保护和远动相对独立，结构简单，便于远动和维护，节省资金。这种变电站自动化系统的缺点是系统不具备自诊断能力，对二次系统本身的故障无法检测。
&&&&&&& 关键词：无人值守；变电站；自动化；设计；分析
&&&&&&& 1 导言
&&&&&&& 变电站综合自动化，变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护等综合性的自动化功能
&&&&&&& 2 变电站综合自动化系统
&&&&&&& 利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统代替了常规的测量和监视仪表，代替常规的控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。通过变电站各种设备间相互交换信息，数据共享，实现对变电站运行进行自动监视、管理、协调和控制，提高了变电站保护和控制性能，使变电站运行更为可靠，改善和提高了电网的控制水平。同时也使变电站设计合理、布局紧凑、运行更加安全可靠。目前，国内外变电站自动化系统设计上大体可分为三种结构形式:集中式、分散式和集中与分散式相结合。
&&&&&&& 2.1 集中式
&&&&&&& 初期的变电站自动化设计都是采用集中式结构。这种结构的设计方法是将设备按其不同功能进行归类划分,形成若干个独立系统,各系统分别采用集中装置来完成自身的功能,这种结构方式的缺点是资源不能共享,设备设置重复、且运行的可靠性低,功能有限,也不能大量节省电缆、屏柜和占地面积,因而这种结构方式并没有得到广泛的推广应用。
&&&&&&& 2.2 分散式
&&&&&&& 这种结构方式一般是按一次回路进行设计。首先将设备按一次安装单位划分成若干单元。将控制单元、微机保护单元、数据采集单元安装在户外高压开关附近或户内开关柜内。然后将各分散单元用网络电缆互连,构成一个完整的分散式综合自动化系统。这种分散式结构具有很多优点:各个功能单元上即有通讯联系,又相对独立,便于系统扩展,便于维护管理,当某一环节发生故障时,不致于相互影响。此外，它的抗电磁干扰性能强，可靠性高,可以把电度计量、测量表计、控制、保护、远动合为一体，可使数据统一，避免设备重复设置，在二次设计上能最大限度地减少二次设备的占地面积和节省大量电缆及接线。
&&&&&&& 2.3 集中与分散结合
&&&&&&& 这种结构方式介于集中式与分散式两种结构之间，目前国内应用较多。这种结构方式具有分散式结构的全部优点，由于采用了集中式组屏，有利于系统的设计、安装与维护管理。因而具有以下特点:
&&&&&&& 一是就地安装，节约控制电缆，通过现场总线与保护交换机交换信息。二是高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构，保护屏安装在控制室或保护室内，同样通过现场总线与保护管理机通信，使这些重要的保护装置处于比较好的工作环境，对可靠性较为有利。
三是其他自动装置中，备用电源自投装置和电压、无功综合控制装置采用集中组屏结构，安装于控制室或保护室中。四是电能计量。采用电能管理机采集各脉冲电表的脉冲量，计算出电能量，然后送给监控主机，再转发给控制中心；或采用带串行通信接口的智能型电能计量表，通过串行总线，由电能管理机将采集的各电能量送往监控机，再传送给控制中心。
&&&&&&& 3 综合自动化系统
&&&&&&& 变电站综合自动化系统集变电站保护、测量、监视和远方控制于一体,替代了常规的变电站保护、仪表、中央信号、远动装置(RTU)等二次设备,通过变电站各种设备间相互交换信息,数据共享,实现对变电站运行自动进行监视、管理、协调和控制,提高了变电站保护和控制性能,变电站运行更为可靠,改善和提高了电网的控制水平。使变电站设计合理、布局紧凑、运行更加安全可靠。更为重要的是变电站综合自动化的发展,为电网综合自动化的发展和深入提供了广阔的天地。从国内外的发展趋势看,变电站的设计走综合自动化已势在必行。
&&&&&&& 目前,国内外变电站综合自动化系统设计上大体可分为三种结构形式:集中式、分散式、集中与分散式相结合。
&&&&&&& 一是集中式结构：集中式结构是将设备按其不同功能进行归类划分,形成若干个独立系统,各个系统分别采用集中装置来完成自身的功能。集中式结构一般由一个或两个CPU实现对整个变电站的保护、监视、测量、远动的集中控制。集中式控制系统的优点是：构成较简单、主机控制系统集中、便于分配调度各种实时任务、响应速度快、节省投资；其缺点是：主机系统负荷繁重、主机单CPU可靠性不高。为了提高可靠性,一般采用双系统互为备用。
&&&&&&& 二是分散式结构：这种结构方式一般是按一次回路进行设计。首先将设备按一次安装单位划分成若干单元,将控制单元、微机保护单元、数据采集单元安装在户外高压断路器附近或户内开关柜内。然后将各分布单元用网络电缆互联,构成一个完整的分散式综合自动化系统。这种分散式结构具有很多优点:各个功能单元上既有通信联系,又能相对独立,便于系统扩展、便于维护管理,当某一环节发生故障时,不至于相互影响;此外,它的抗电磁干扰性强、可靠性高,在二次系统设计上能最大限度地减少二次设备的占地面积并节省大量电缆及接线。
&&&&&&& 三是集中与分散结合式结构：这种结构方式介于集中式与分散式两种结构之间,形式较多。目前国内应用较多的是分散式结构集中式组屏。这种结构方式具有分散式结构的全部优点,由于采用了集中式组屏,有利于系统的设计、安装与维护管理。因为中低压变电站的一次设备比较集中,所以此种结构方式比较适用于中低压变电站。
&&&&&&& 4 结论
&&&&&&& 无人职守变电站采用变电站自动化系统具有明显优越性；分层分布式综合自动化系统有利于系统扩展的方便性和灵活性；现场总线技术适合于城市电网和农村电网中新建的小型无人职守变电站；计算机网络技术是应推广的一种通信系统发展模式，特别适合于通信数据量大的变电站建设项目。
&&&&&&& 参考文献：
&&&&&&& [1]尹琪彬.浅析35kV变电站无人值守自动化系统设计与研究[J].江淮水利科技,-42.
&&&&&&& [2]尹琪彬.浅析35kV变电站无人值守自动化系统设计与研究[J].电气传动自动化,-54+60.
&&&&&&& [3]吴娜,郭银景.井下采区无人值守变电所综合自动化系统设计[J].山东科技大学学报(自然科学版),-95.
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