淺論無人值班變電站設(shè)計與應(yīng)用

摘要:變電站遙視系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的一體化遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其可用于實現(xiàn)變電站的實時圖像信息的采集、傳輸、監(jiān)控等一系列自動化的計算機處理，及時、準(zhǔn)確地提供變電站各種現(xiàn)場信息，彌補了數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)在監(jiān)控方面的不足，提高了監(jiān)控水平。本文分析了無人值班變電站設(shè)計與應(yīng)用的現(xiàn)狀和存在的問題，并對存在的問題提出了改進建議。

關(guān)鍵詞:無人值班變電站;設(shè)計;應(yīng)用

變電站綜合自動化和變電站無人值班技術(shù)是變電站監(jiān)控和保護發(fā)展的主流和必然趨勢。無人值班變電站運行管理水平、安全性以及高效經(jīng)濟運行是一個亟待研究的重要課題。目前，許多因素制約著無人值班變電站的安全運行。

一、無人值班變電站設(shè)計等功能要求

無人值班變電站，即利用多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)的控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏，根據(jù)常規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。無人值班變電站可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計算機的高度計算能力和邏輯判斷功能，可方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運行和操作。一般的來說，變電站綜合自動化主要包括數(shù)據(jù)采集及通訊、數(shù)據(jù)處理、安全監(jiān)視、微機保護、開關(guān)操作、電壓無功控制、遠動及自診斷等功能。

(1)數(shù)據(jù)采集及通訊功能:其中包括主變及各條線路的交流測量、溫濕度等非電氣量的直流測量、開關(guān)刀閘等遙信量的實時采集、保護信息的收集、與上級調(diào)度通訊、統(tǒng)一時鐘等。

(2)數(shù)據(jù)處理功能:主變及各條線路的功率及功率因數(shù)計算、電能計算及統(tǒng)計、事件順序記錄及事故追憶等。

(3)安全監(jiān)控功能:系統(tǒng)運行工況監(jiān)視，變電站一次系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視，遙測量的越限監(jiān)視，遙信變位的聲光報警，事故信號及預(yù)告信號的告警顯示，變壓器分接頭與電容器組人工、自動調(diào)節(jié)與投切，保護測定值的顯示與修改，在線自診斷等。

(4)微機保護功能:微機保護功能包括饋線保護、母線保護、變壓器保護、備用電源自投等等。這是變電站綜合自動化一個重要的功能，對于保障變電站正常運行有著重要的作用。

(5)電壓和無功控制功能:對有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補償電容器組進行綜合調(diào)節(jié)控制，從而控制電壓和功率因數(shù)等指標(biāo)，保證電壓質(zhì)量和優(yōu)化無功補償。

(6)遠動功能:實現(xiàn)遠動裝置常規(guī)的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)功能，即將采集的數(shù)據(jù)量和模擬量實時地送往調(diào)度中心，并接受上級調(diào)度中心的控制和調(diào)節(jié)操作命令。若有事故發(fā)生，及時向調(diào)度中心報警，還將故障錄波和其它繼電保護信息送往調(diào)度中心，同時接受調(diào)度中心發(fā)來的操作控制命令。

(7)人機聯(lián)系功能和遠方整定保護定值功能。

二、無人值班變電站設(shè)計中存在的問題及改進建議

(1)部分信息無法在監(jiān)控 中心正確反映

由于以前的無人值班變電站大多是對舊變電站進行改造后才實現(xiàn)的。部分早期的綜合自動化裝置存在集中采樣功能不全等諸多先天不足導(dǎo)致有的設(shè)備不能提供接點給遠動裝置采集信息。另外，由于每個變電站的點表庫有500～800個不等，如果監(jiān)控中心管轄10個變電站，如果所有信息均出現(xiàn)滾動信息條和語音提示，那么由于信息量太大，監(jiān)控值班人員將沒有時間對設(shè)備進行高頻交訊、巡視和遙控操作。而如果屏蔽相關(guān)信息，則監(jiān)控中心又不能完全掌握所有設(shè)備的工況。并且，大量的誤發(fā)遙信嚴(yán)重干擾了監(jiān)控人員的準(zhǔn)確監(jiān)控和對變電站設(shè)備運行狀況的掌握，部分早期綜合自動化變電站存在監(jiān)控系統(tǒng)死機或故障等問題，容易造成隱患。

(2)防火報警系統(tǒng)及遙視系統(tǒng)在事故時可能失去電源

防火報警系統(tǒng)及遙視系統(tǒng)多數(shù)采用交流供電方式。一旦35kV配電室或主控室發(fā)生火災(zāi)情況，交流供電將會中斷，此時，報警信息無法發(fā)出，遙視系統(tǒng)也將癱瘓，導(dǎo)致監(jiān)控值班人員無法及時準(zhǔn)確掌握設(shè)備情況，延誤事故處理。近年來，部分新安裝防火報警系統(tǒng)及遙視系統(tǒng)采用增加自帶微型蓄電池模式。由于維護不方便，容量無法保證，因此在交流中斷時能否正確發(fā)揮作用，尚無運行經(jīng)驗。

三、無人值班變電站的擴展應(yīng)用

(1)變電站送視系統(tǒng)的應(yīng)用

目前，主要采用遠程遙視系統(tǒng)和圖像監(jiān)控系統(tǒng)進行各站的現(xiàn)場監(jiān)控。它的監(jiān)控范圍主要有:變電站院內(nèi)環(huán)境，大門的開、關(guān)狀態(tài)，變壓器外觀，油位、本體溫度計讀數(shù)，斷路器、隔離開關(guān)和接地刀閘的分、合狀態(tài)，主控室室內(nèi)全貌，控制屏上光字牌，開關(guān)的紅、綠指示燈，遠控、近控轉(zhuǎn)換開關(guān)位置，測量表計讀數(shù)，保護裝置的信號燈等。該系統(tǒng)還對電纜層、高壓室、通信機房、蓄電池室等主要設(shè)備及站內(nèi)環(huán)境等進行監(jiān)控。

(2)變電站防火、防盜報警系統(tǒng)的應(yīng)用

由于變電站實行無人值班，安全問題就必須謹慎考慮。采用時刻防火、防盜報警系統(tǒng)和消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)，將信息通過光纖通道傳至監(jiān)控中心，采取聲光報警，進行防火和消防系統(tǒng)監(jiān)控。SK一239(時刻防火、防盜報警系統(tǒng))由報警主機電腦和打印機組成，主站設(shè)在監(jiān)控中心。調(diào)度所所轄各35kV變電站裝設(shè)的防火、防盜報警系統(tǒng)均由SK-239主控機和室內(nèi)、外防盜系統(tǒng)及室內(nèi)防火系統(tǒng)組成。防火系統(tǒng)采用煙感探頭，防盜系統(tǒng)采用集束射線探測器、紅外微波探頭及現(xiàn)場警號組成。煙感探頭在被觸發(fā)時發(fā)出警笛聲，并輸出信號至監(jiān)控中心;當(dāng)集束射線探測器及紅外微波探頭被觸發(fā)時發(fā)出警笛聲并輸出信號，由SK-239站內(nèi)主機向監(jiān)控中心主站報警。

(3)變電站紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用

作為無人值班變電站，今后大修預(yù)試的模式就是通過對設(shè)備的在線監(jiān)測、評價來實施狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修是由設(shè)備的實際運行狀況來決定的。紅外測溫就是目前較準(zhǔn)確、最簡便的在線監(jiān)測方法。利用紅外成像儀來掌握設(shè)備在正常運行狀態(tài)下的發(fā)熱規(guī)律及其表面溫度場的分布和溫升狀況，并以此為依據(jù)，結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)及傳導(dǎo)熱能的途徑，進一步分析各種設(shè)備缺陷及故障狀態(tài)的熱場及溫升，再輔以其它檢測技術(shù)的檢測結(jié)果，就能較好地對設(shè)備有無內(nèi)部或外部故障進行診斷。某局應(yīng)用紅外測溫儀與紅外熱像儀相結(jié)合，對設(shè)備狀況進行了詳盡的分析。每月，由運行人員對全站設(shè)備接點進行測溫，在高溫、高負荷期間還增加測溫次數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常情況后，立即用紅外熱像儀進行復(fù)測確認。維護中心每年高溫季節(jié)和設(shè)備大修預(yù)試前后對所有設(shè)備進行普測，建立了設(shè)備的紅外測溫檔案，還應(yīng)用溫度判斷法等一些行之有效的方法對設(shè)備運行工況進行診斷。

影響無人值班變電站安全運行水平的因素很多，關(guān)鍵還是嚴(yán)格把握設(shè)計中的先進技術(shù)理念應(yīng)用，以及工程質(zhì)量的保證，并逐步實現(xiàn)無人值班變電站制度的建立健全和完善落實?；A(chǔ)是加強責(zé)任心，提高運行人員業(yè)務(wù)素質(zhì)。加強設(shè)備缺陷的閉環(huán)管理，做到“發(fā)現(xiàn)及時、能修必修、修必修好”是硬件。要合理安排工作，確保每個環(huán)節(jié)都能緊密相連不出紕漏，才能在安全上做到超前預(yù)控，使無人值班變電站的安全運行得以保障。

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