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淺談無人值守變電站的發展

更新時間：2024-04-01 點擊次數：381

摘要：變電站的運行管理模式逐漸從(cong) 無人值守轉變為(wei) 無人值守，不僅(jin) 避免了無人值守的不安全問題，還節省了大量的人力和企業(ye) 成本，使變電站管理更加規範和科學。所謂無人值守，是指不再需要指派相關(guan) 人員來監督變電站的運行，而是利用網絡技術和信息技術來實現對變電站的係統監控。然而，盡管無人值守已經成為(wei) 變電站運行管理的主要模式之一，並發揮了很好的作用，但不可否認的是，在實際應用中仍會(hui) 暴露出一些問題。鑒於(yu) 此，文章結合筆者多年工作經驗，對無人值守變電站發展與(yu) 電力自動化應用研究提出了一些建議，僅(jin) 供參考。

關(guan) 鍵詞：無人值守；變電站發展；電力自動化；應用研究

0 引言

無人值守變電站重新建立並完善了運行管理製度，地提高了上級管理部門對下級操作部門的監督管理水平，提高了變電運行人員的專(zhuan) *技能和綜合素質。對現有的科技手段展開深入的研究和應用，能令檢測管理係統地發揮作用，從(cong) 而節約了大量的人力和資金投入，同時，裝置巡視檢查效果得到了巨大的提升，在滿足人們(men) 的生活需求的同時，保證了整個(ge) 變電站的管理更加安全化、規範化、科技化。

1 無人值守變電站的發展曆史

變電站是電力行業(ye) 的中轉站，作用不可替代。而且其工作的效率更高、投資小，所以應用價(jia) 值更廣。其發展主要有以下幾個(ge) 階段。首先就是機電自動化技術的出現，促使其成為(wei) 可能，在此之前，變電站多需要人工值班來進行管理。人力以及財力浪費嚴(yan) 重，運行效率也難以保證。而隨著無人值守變電站的出現，就有*的解決(jue) 了以上的問題。進入21世紀以來，我國的自動化以及各種智能化技術得到長足的發展，並且電力安全運行也是得到重視。所以無人化成為(wei) 必然的發展趨勢，並且因為(wei) 變電站是電力行業(ye) 的核心以及樞紐，所以其運行的穩定和效率事關(guan) 民眾(zhong) 生活以及電網安全可靠，所以不能馬虎大意，隨著信息數字化技術的應用，變電站的自動化係統管理成為(wei) 可能。

2 電力自動化應用

2.1管理程序的規範化

電力自動化技術的應用，在規範變電站管理的同時，針對電力運行中出現的幹擾故障，能夠進行預防和改進。但是，在具體(ti) 運用中，要做好程序管理以及綜合應用規範化，才能發揮電力自動化的價(jia) 值。在具體(ti) 改進過程中，對於(yu) 應用的配置人員，要合理地進行分工，並明確其責任和目標，確保整個(ge) 電力係統能夠安全運行。完善其規章製度，針對運用的配置人員，要進行電力繼電保護相關(guan) 知識的培訓，加強管理，把無人值守中運用到的技術、設備以及理念進行更新，促使係統規範化管理與(yu) 繼電保護裝置能夠構成有*的運行模式。此外，在電力自動化技術應用過程中，要結合設備台賬的維護情況、運行中存有的事故以及設備缺陷，從(cong) 而製定維護維修檔案，做好後期的跟蹤考核工作，嚴(yan) 格地落實獎懲製度，帶動工作人員工作責任能力的同時，密切監測二次設備的運行狀態，使得繼電保護程序能夠安全穩定地運行。

2.2電力變頻器

現代電力電子技術、計算機技術、現代控製理論的發展，促*了變頻器在工業(ye) 生產(chan) 中的廣泛應用，尤其是變頻器調速技術的出線，使得變頻器的使用範圍進一步擴大。通過變頻器的應用，能夠利用程序對電動機變頻調速。變頻器主要組成部分包括整流器、控製器、驅動電路以及濾波器等，通過在電力設備中的應用，能夠發揮節能減排、降低能耗量的作用，也是當前電力自動化技術發展過程中的主要改進方向。總之，在電力變頻器的運用下，無人值守變電站運行效率大大提升，落實節能減排的理念。

2.3智能化診斷故障

我國無人值守變電站絕大多數的電氣自動化設備在運行的過程中，因為(wei) 老化、腐蝕、磨損等因素的影響，其出現運行故障概率的可能性很高。因此，為(wei) 保證其正常運行，檢修以及維修工作。一般情況下，需專(zhuan) 人定時來完成的這些任務，但這就要求維護以及檢修員工的專(zhuan) *涵養(yang) 較高，技術水平要高。而通過自動化的智能係統在無人值守變電站中應用，人為(wei) 因素的缺陷就被避免。而且還可以自動化的監測無人值守變電站自動化電氣設備、係統，如有故障，就會(hui) 及時預警和提示，進而降低了故障的可能性。同時還可以記錄發電廠相關(guan) 設備的運行溫度、速度等數據，從(cong) 而解決(jue) 故障問題，有*的縮短檢修時間，提高準確性。

3 運維建議

1.加強交接班前運維人員應對本值巡視結果進行確認，對部分無法進行自動識別的設備巡視點（如設備外觀、充油設備的滲漏油、引線鬆緊程度、瓷件清潔裂紋、構架鏽蝕腐蝕等）所拍攝的圖片進行檢查，確認和檢查結果應在值班日誌中做好記錄。

2.每次交接班時運維人員應將係統工作情況作為(wei) 交接內(nei) 容之一。係統交接內(nei) 容包括：的運行工況及調配情況；本地及遠程監控後台運行情況；充電房設備運行情況；巡檢情況、發現缺陷及處理情況；專(zhuan) 用工器具完好情況；輔助設施（含微氣象裝置）情況；例行保養(yang) 維護情況。

3.運維人員應定期檢查的巡視路線有無障礙物。由於(yu) 目前3D激光導航方式對掃描的地圖依賴度較大，因此應盡量保障站內(nei) 環境同掃描地圖時的環境一致，避免位置丟(diu) 失。每月按照檢查維護工作項目卡對開展檢查維護，並做好記錄。定期對係統開展軟、硬件測試等專(zhuan) 項維護工作

4 安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化係統

4.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動化監控係統在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設備組成，並用分層、開放式網絡係統實現連接。站控層設備包括監控主機，提供站內(nei) 運行的人機聯係界麵，實現管理控製間隔層設備等功能，形成全站監控，並與(yu) 遠方監控、調度通信；間隔層由若幹個(ge) 二次子係統組成，在站控層及站控層網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監控功能。

針對工程具體(ti) 情況，設計方案具有高可靠性，易於(yu) 擴充和友好的人機界麵，性能價(jia) 格比*，監控係統由站控層和間隔層兩(liang) 部分組成，采用分層分布式網絡結構，站控層網絡采用TCP/IP協議的以太網。站控層網絡采用單網雙機熱備配置。

4.2應用場所：

適用於(yu) 公共建築、工業(ye) 建築、居住建築等各行業(ye) 35kV以下電壓等級的用戶端配、用電係統運行監視和控製管理。

4.3係統結構

4.4係統功能

4.4.1實時監測

Acrel-1000變電站綜合自動化係統，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關(guan) 、地刀等合、分閘狀態及有關(guan) 故障、告警等信號。

4.4.2報警處理

監控係統具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號；預告報警包括一般設備變位、狀態異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1）事故報警。事故狀態方式時，事故報警立即發出音響報警（報警音量任意調節），操作員工作站的顯示畫麵上用顏色改變並閃爍表示該設備變位，同時彈窗顯示紅色報警條文，報警分為(wei) 實時報警和曆史報警，曆史報警條文具備選擇查詢並打印的功能。

事故報警通過手動，每次確認一次報警。報警一旦確認，聲音、閃光即停止。

次事故報警發生階段，允許下一個(ge) 報警信號進入，即次報警不覆蓋上一次的報警內(nei) 容。報警處理具備在主計算機上予以定義(yi) 或退出的功能。

2）對每一測量值（包括計算量值），由用戶序列設置四種規定的運行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義(yi) 作為(wei) 預告報警和事故報警。

3）開關(guan) 事故跳閘到次數或開關(guan) 拉閘到次數，推出報警信息，提示用戶檢修。

4）報警方式。

報警方式具有多種表現形式，包括彈窗、畫麵閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限於(yu) 以上幾種方式，用戶根據自己的需要添加或修改報警信息。

4.4.3調節與(yu) 控製

操作員對需要控製的電氣設備進行控製操作。監控係統具有操作監護功能，允許監護人員在操作員工作站上實施監護，避免誤操作。

操作控製分為(wei) 四級：

第控製，設備就地檢修控製。具有優(you) 先級的控製權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開關(guan) 放在就地位置時，將閉鎖所有其他控製功能，隻進行現場操作。

級控製，間隔層後備控製。其與(yu) 第三級控製的切換在間隔層完成。

第三級控製，站控層控製。該級控製在操作員工作站上完成，具有遠方/站控層的切換。

第四級控製，遠方控製，優(you) 先級。

原則上間隔層控製和設備就地控製作為(wei) 後備操作或檢修操作手段。為(wei) 防止誤操作，在任何控製方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執行，並在站級層設置操作員、監護員口令及線路代碼，以確保操作的性和正確性。對任何操作方式，保證隻有在上一次操作步驟完成後，才進行下一步操作。同一時間隻允許一種控製方式。

納入控製的設備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關(guan) 及帶電動機構的接地開關(guan) ；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方複歸及遠方投退連接片。

3）定時控製。操作員對需要控製的電氣設備進行定時控製操作，設定啟動和關(guan) 閉時間，完成定時控製。

4）監控係統的控製輸出。控製輸出的接點為(wei) 無源接點，接點的容量對直流為(wei) 110V（220V）、5A，對交流為(wei) 220V、5A。

4.4.4用戶權限管理

係統設置了用戶權限管理功能，通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作係統可以定義(yi) 不同操作權限的權限組（如管理員、維護員、值班員組等），在每個(ge) 權限組裏添加用戶名和密碼，為(wei) 係統運行、維護、管理提供可靠的保障。

5 係統硬件配置

應用場合	型號	圖片	保護功能
35kV變電站綜合自動化係統	Acrel- 1000		可顯示變電站主接線圖，模擬配電網絡運行，實現無人值班模式；根據順序事件記錄、曆史曲線、故障錄波，協助運維人員實現快速故障分析、定位和排除問題，盡量縮短停電時間；實時采集各回路、設備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動等參數，對配電係統和用電設備進行用能分析和能效管理
網關(guan)	ANet- 2E8S1		8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA等協議的數據接入，ModbusTCP（主、從(cong) ）、104（主、從(cong) ）、建築能耗、SNMP、MQTT等協議上傳(chuan) ，支持斷點續傳(chuan) 、XML、JSON進行數據傳(chuan) 輸、支持標準8GBSD卡（32GB）、支持不同協議向多平台轉發數據；每個(ge) 設備的多個(ge) 報警設置。輸入電源：AC/DC220V，導軌式安裝。
35kV/10kV/6kV 弧光保護	ARB5-M		主控單元，可接20路弧光信號或4個(ge) 擴展單元，配置弧光保護（8組）、失靈保護（4組）、TA斷線監測（4組）、11個(ge) 跳閘出口；
	ARB5-E		擴展單元，多可以插接6塊擴展插件，每個(ge) 擴展插件可以采集5路弧光信號：
	ARB5-S		弧光探頭，可安裝於(yu) 中壓開關(guan) 櫃的母線室、斷路器室或電纜室，也可於(yu) 低壓櫃。弧光探頭的檢測範圍為(wei) 180°，半徑0.5m的扇形區域；
35kV/10kV/6kV 進線櫃電能質量在線監測	APView500		相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲(chu) ，內(nei) 存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網接口（＋1維護網口）＋1USB接口支持U盤讀取數據，支持61850協議。
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控、節點測溫	ASD500	$D:\薑建妹工作\03-部門產(chan) 品資料\2020年資料\智能配電產(chan) 品圖品2019.12.13\ASD\新版\ASD300(III)\HG9A5396.JPG$	5寸大液晶彩屏動態顯示一次模擬圖及彈簧儲(chu) 能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫溫度控製及顯示、遠方/就地、分合閘、儲(chu) 能旋鈕預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體(ti) 感應、櫃內(nei) 照明控製、1路以太網、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓櫃內(nei) 電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈衝(chong) 輸出、4～20mA輸出；
35kV/10kV/ 6kV傳(chuan) 感器	ATE400		合金片固定，CT感應取電，啟動電流大於(yu) 5A，測溫範圍-50-125℃，測量精度±1℃；無線傳(chuan) 輸距離空曠150米；
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測量	APM830		三相（1、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2D1＋2D0，RS485/Modbus，LCD顯示；
變壓器繞組溫度檢測	ARTM-8		8路溫度巡檢，預埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出；
變壓器接頭測溫低壓進出線櫃接頭測溫	ARTM-Pn-E		無線測溫采集可接入60個(ge) 無線測溫傳(chuan) 感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊；
變壓器接頭測溫低壓進出線櫃接頭測溫	ATE400		合金片固定，CT感應取電，啟動電流大於(yu) 5A，測溫範圍-50-125C，測量精度±1℃；無線傳(chuan) 輸距離空曠150米；
櫃內(nei) 環境溫濕度	AHE100		無線溫濕度傳(chuan) 感器，溫度精度：±1℃，濕度精度：±3％RH，發射頻率：5min，傳(chuan) 輸距離：200m，電池壽命：≥3年（可更換）
櫃內(nei) 環境溫濕度	ATC600		兩(liang) 種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳(chuan) ，ATC600-Z到ATC600-C的傳(chuan) 輸距離空曠1000m，ATC600-C可接收AHE傳(chuan) 輸的數據，1路485,2路報警出口。

應用場合	型號	圖片	保護功能	其他功能
35kV/10kV/ 6kV進線	AM6-L		三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護；	操作回路、雙以太網口、雙485口、 2路4-20mA變送輸出、故障錄波、 GPS對時、全電量測量直流量測量
35kV/10kV/ 6kV饋線	AM6-L		三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護；
35kV主變（2000kVA以上）	AM6-D2/ AM-3		兩(liang) 圈變/三圈變差動速斷保護、比例製動差動保護；
35kV主變（2000kVA以上）	AM6-TB		變壓器後備保護測控、三段式過流保護（帶方向、複合電壓閉鎖）、非電量保護、啟動通風保護、PT斷線告警、遙調升檔、遙調降檔、遙調急停；
35kV/10kV/ 6kV廠用變	AM6-S		三段式過流保護（帶方向、複合電壓閉鎖）、零序過流、過負荷保護（告警/跳閘）、控故障告警、PT斷線告警、非電量保護；
35kV電機（2000kW以上）	AM6-MD		差動速斷保護、比例差動保護、過流、過負荷、堵轉等電機綜合保護；
10kV/6kV 異步電機	AM6-M		兩(liang) 段式過流/零序過流/負序過流保護、過負荷保護（告警/跳閘）、低電壓保護、PT斷線告警、堵轉保護、啟動超時、熱過載保護、電壓不平衡；
35kV/10kV/6kV PT監測	AM6-UB		PT並列/解列、PT監測；
10kV/6kV 電容器	AM6-C		兩(liang) 段式過流/零序過流保護、過負荷保護（告警/跳閘）、PT斷線告警、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護；
35kV/10kV/ 6kV母聯	AM6-B		兩(liang) 進線備投/母聯備投/自適應備投、聯切備投、三段式過流保護（帶方向、複合電壓閉鎖）、PT斷線告警、過負荷聯切/告警、檢同期、合環保護；

6 結語

綜上所述，隨著變電站智能巡檢技術的不斷發展，在自主性、穩定性、交互性、定位精度、圖像識別精度上越來越成熟，為(wei) 的大麵積推廣應用奠定了基礎。同時對運維要求越來越高，從(cong) 而保證的使用壽命和巡視可靠性。伴隨泛在電力物聯網的發展，智能巡檢必將進一步實施聯網，實現智能機器人代人巡視。

安科瑞侯文莉

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