無(wú)人值班變電站運(yùn)維管理模式及其應(yīng)用發(fā)展

摘要：隨著某地區(qū)電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和無(wú)人值班變電站的推廣，對(duì)無(wú)人值班變電站的運(yùn)維管理模式提出了新的要求。介紹了現(xiàn)有的無(wú)人值班變電站運(yùn)維管理模式及特點(diǎn)，并就各種模式進(jìn)行了分析與比較，在基于無(wú)人值班變電站運(yùn)維管理模式的選取原則上，結(jié)合該地區(qū)電網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用了“集中監(jiān)控，分點(diǎn)操作”模式。就國(guó)家電網(wǎng)公司三集五大體制改革，對(duì)地區(qū)電網(wǎng)無(wú)人值班變電站運(yùn)維管理模式的發(fā)展及無(wú)人值班變電站自動(dòng)化系統(tǒng)相應(yīng)功能水平的提升進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：無(wú)人值班變電站；運(yùn)維管理；自動(dòng)化技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）29-0115-02

變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和變電設(shè)備的更新?lián)Q代為變電站全面實(shí)行無(wú)人值班提供了技術(shù)支持和保障。變電站內(nèi)所有一次、二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及開關(guān)量信息等都將通過遠(yuǎn)動(dòng)通道上傳到地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。地調(diào)調(diào)控中心依據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)提供的無(wú)人值班變電站實(shí)際情況，對(duì)電網(wǎng)內(nèi)輸變電設(shè)備進(jìn)行必要的監(jiān)視和控制，以確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并以此達(dá)到變電站減員增效的目的。

同時(shí)，針對(duì)新技術(shù)和新設(shè)備在地區(qū)電網(wǎng)中的應(yīng)用所帶來(lái)的基礎(chǔ)性變化，為保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，傳統(tǒng)的變電運(yùn)維管理模式也將進(jìn)行必要的優(yōu)化和調(diào)整?！笆濉逼陂g，地區(qū)電網(wǎng)也將迎來(lái)高速建設(shè)和發(fā)展，在確?，F(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，不但需要對(duì)現(xiàn)有變電運(yùn)維管理模式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，還需要結(jié)合該地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地域特點(diǎn)，最大程度提高緊急狀態(tài)下的應(yīng)急處理能力，并且將日常運(yùn)維管理工作從值班、巡視設(shè)備轉(zhuǎn)移到設(shè)備的狀態(tài)檢修和管理上來(lái)。

一、變電站實(shí)行無(wú)人值班后的變化

變電站實(shí)行無(wú)人值班后，相應(yīng)的運(yùn)維管理模式發(fā)生一定的變化，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：[1]

變電站操作巡視及缺陷處理：變電站未實(shí)行無(wú)人值班前，運(yùn)行人員只是負(fù)責(zé)本站內(nèi)的設(shè)備巡視、操作和缺陷上報(bào)，在實(shí)行無(wú)人值班后，運(yùn)行人員需要同時(shí)負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)全部變電站的設(shè)備巡視、操作和缺陷上報(bào)，運(yùn)行人員往返區(qū)域內(nèi)各站的頻次較多，疲于應(yīng)付，異常天氣條件下還會(huì)有交通安全等問題。

變電站綜合自動(dòng)化信息處理：變電站未實(shí)行無(wú)人值班前，運(yùn)行人員只需要在變電站內(nèi)當(dāng)?shù)睾笈_(tái)監(jiān)控本站內(nèi)一、二次設(shè)備的運(yùn)行信息即可；在實(shí)行無(wú)人值班后，調(diào)控中心的運(yùn)行人員則需要同時(shí)監(jiān)控相應(yīng)區(qū)域內(nèi)全部無(wú)人值班變電站內(nèi)一、二次設(shè)備的運(yùn)行信息，工作內(nèi)容大為增加，也增加了運(yùn)行人員的工作壓力。

調(diào)度與變電運(yùn)行管理部門職能的重新劃分：變電站未實(shí)行無(wú)人值班前，調(diào)度需要監(jiān)視和控制地調(diào)管轄范圍內(nèi)所有變電站的運(yùn)行情況，負(fù)責(zé)處理事故、下令操作等工作；在實(shí)行無(wú)人值班后，調(diào)控中心的運(yùn)行人員需要監(jiān)控地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)無(wú)功潮流分布，并根據(jù)情況及時(shí)投、退無(wú)功補(bǔ)償電容器，分合開關(guān)等單一操作也由調(diào)控中心的運(yùn)行人員完成。

二、無(wú)人值班站運(yùn)維管理模式特點(diǎn)及選取原則

隨著地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)變電站數(shù)量的逐步增加，電網(wǎng)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，變電一次設(shè)備可靠性的提高以及保護(hù)、自動(dòng)化、通信設(shè)備功能的完善，對(duì)企業(yè)的信息化建設(shè)以及通過優(yōu)化資源配置實(shí)現(xiàn)減員增效等提出了新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，電網(wǎng)裝備水平和生產(chǎn)管理理念的提升也給該區(qū)變電站運(yùn)維管理模式的優(yōu)化和調(diào)整創(chuàng)造了條件。

目前國(guó)內(nèi)主要的變電運(yùn)維管理模式主要有三種：[2，3]

1.母子站模式

在相對(duì)重要的220kV變電站內(nèi)設(shè)立集控站，監(jiān)控、操作相對(duì)集中，對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)的110kV無(wú)人值班變電站進(jìn)行管理。

該模式的主要優(yōu)點(diǎn)：該集控站的控制地理范圍相對(duì)集中，反應(yīng)較快；實(shí)際上相對(duì)重要的220kV變電站是有人值班的；該模式適合于地域范圍較廣、220kV變電站布點(diǎn)較為稀疏的地區(qū)。

但隨著同一區(qū)域內(nèi)220kV變電站數(shù)量的逐步增加，此模式具有一定的局限性；同時(shí)這種模式下技術(shù)管理范圍較廣，不利于運(yùn)行人員對(duì)專業(yè)技術(shù)的掌握。

2.集控站模式

在地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)按電壓等級(jí)設(shè)立220kV集控站和110kV集控站對(duì)所轄無(wú)人值班變電站進(jìn)行管理，這樣監(jiān)控工作和操作相對(duì)集中，相應(yīng)的崗位具有一定的互換性。

這種運(yùn)維管理模式下對(duì)電網(wǎng)實(shí)施分區(qū)域管理，安全性較高，在一定范圍內(nèi)適應(yīng)電網(wǎng)的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站進(jìn)行分層管理，管理方式、技術(shù)方法均具有一定的專業(yè)性和針對(duì)性。

但隨著電網(wǎng)規(guī)模發(fā)展到一定的規(guī)模，集控站管理幅度需要綜合考慮，且隨著集控站的增加，集控站監(jiān)控人員職責(zé)變重，需要更多的運(yùn)行人員。

3.集中監(jiān)控，分點(diǎn)操作模式

在地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)設(shè)立1～2個(gè)監(jiān)控中心，對(duì)所轄區(qū)域內(nèi)若干無(wú)人值班變電站進(jìn)行集中監(jiān)控。另外，按地理范圍設(shè)定若干操作隊(duì)，負(fù)責(zé)無(wú)人值班變電站現(xiàn)場(chǎng)具體操作、巡視、維護(hù)。

這種模式下監(jiān)控和運(yùn)維是分離的，各自具有一定的專業(yè)性，而且采用集中監(jiān)控，運(yùn)行人員效益較為明顯；對(duì)調(diào)度端而言，這種模式下調(diào)度對(duì)集控站的適應(yīng)性較強(qiáng)，即無(wú)論操作隊(duì)的管轄范圍如何調(diào)整，而監(jiān)控中心是相對(duì)固定的，并且對(duì)電網(wǎng)迅速擴(kuò)張的適應(yīng)性較強(qiáng)，運(yùn)行人員效益能實(shí)現(xiàn)最大化。

但在集中監(jiān)控、分點(diǎn)操作模式下，監(jiān)控范圍廣，安全性較弱，尤其在特殊天氣等情況下對(duì)所轄無(wú)人值班變電站的掌控力度不足，此外，如果數(shù)量較多的無(wú)人值班變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)信息進(jìn)入一套監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)，那這套自動(dòng)化系統(tǒng)的容災(zāi)能力相對(duì)就比較差。

4.無(wú)人值班變電站運(yùn)維管理模式的選取原則

以上三種無(wú)人值班變電站運(yùn)維管理模式各有利弊，確立采用相應(yīng)的運(yùn)維管理模式需要綜合考慮并遵循一些原則。針對(duì)不同的地域環(huán)境、電網(wǎng)規(guī)模和設(shè)備水平，運(yùn)維管理模式的選取需要符合地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，最大可能地實(shí)現(xiàn)減員增效，杜絕事故的發(fā)生，同時(shí)也確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

此外，任一種運(yùn)維管理模式的選取還需要有嚴(yán)格的管理和完善的規(guī)章制度作為基本保障。如果某種模式成為了地區(qū)電網(wǎng)合理的運(yùn)維管理模式，則必將帶來(lái)無(wú)人值班變電站的功能及經(jīng)濟(jì)效益的最大化。[3]

三、地區(qū)電網(wǎng)無(wú)人值班變電站的運(yùn)維管理

1.某地區(qū)電網(wǎng)無(wú)人值班變電站概況

該地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)有廠站40座，其中220kV變電站7座，110kV變電站24座，全部為綜自站。為適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展，這些變電站的遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)已全部接入調(diào)控中心OPEN3000調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，滿足了地區(qū)電網(wǎng)無(wú)人值班變電站的運(yùn)行與監(jiān)控需要，為電網(wǎng)內(nèi)所有變電站實(shí)行無(wú)人值班奠定了堅(jiān)實(shí)的硬件物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.集中監(jiān)控、分點(diǎn)操作模式在地區(qū)電網(wǎng)應(yīng)用分析

目前該地區(qū)已經(jīng)成立一個(gè)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)控中心，并在運(yùn)維檢修部（檢修公司）設(shè)置了吉安運(yùn)維站、泰和運(yùn)維站、葛山運(yùn)維站和永新運(yùn)維站。調(diào)控中心運(yùn)行人員進(jìn)行專業(yè)化的統(tǒng)一遠(yuǎn)方監(jiān)控，運(yùn)維站操作人員只負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)巡視、操作和缺陷上報(bào)，而不負(fù)責(zé)遠(yuǎn)方監(jiān)控職能。由調(diào)控中心和運(yùn)維站來(lái)共同完成地區(qū)電網(wǎng)無(wú)人值班變電站的運(yùn)行維護(hù)與管理。[4]

采用集中監(jiān)控、分點(diǎn)操作模式，調(diào)控中心運(yùn)行值班人員只進(jìn)行單一的監(jiān)控工作，專業(yè)化程度高，監(jiān)控質(zhì)量較好。由調(diào)控中心進(jìn)行地區(qū)電網(wǎng)的監(jiān)控，在出現(xiàn)異常或事故時(shí)，調(diào)控中心運(yùn)行值班人員能夠進(jìn)行綜合分析判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)際問題。但是，運(yùn)行值班人員由于長(zhǎng)期不從事現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相對(duì)不熟悉，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)信號(hào)的內(nèi)容難以進(jìn)行準(zhǔn)確的分析與判斷。這些問題運(yùn)行值班人員可以通過加強(qiáng)與各個(gè)運(yùn)維站維護(hù)操作人員之間的交流與溝通來(lái)解決。

3.地區(qū)電網(wǎng)無(wú)人值班站運(yùn)維管理的發(fā)展方向

對(duì)于國(guó)家電網(wǎng)公司范圍內(nèi)開展的三集五大體制改革，在目前大運(yùn)行體制下，地區(qū)電網(wǎng)無(wú)人值班變電站的運(yùn)維管理可以向以下模式發(fā)展，即：操作巡視模式、監(jiān)控模式和運(yùn)行檢修管理模式。其中運(yùn)行檢修管理模式可以適時(shí)進(jìn)行優(yōu)化整合，在發(fā)展的同時(shí)也需要兼顧地區(qū)電網(wǎng)的具體實(shí)際情況。[5]

無(wú)人值班變電站現(xiàn)有設(shè)備尚不能完全達(dá)到程序操作、遙控操作的程度，部分微機(jī)保護(hù)不具備遠(yuǎn)方投退功能，一部分變電一次設(shè)備還需要手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)程序操作需要對(duì)現(xiàn)有操作制度和典型操作進(jìn)行較大的修改。無(wú)人值班變電站設(shè)備巡視作業(yè)是運(yùn)行工作的重要內(nèi)容，可以考慮采用新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行輔助巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，大幅提高巡視效果。

目前調(diào)控中心調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要采用光字牌和告警窗口兩種告警形式。其中，光字牌形式在告警時(shí)不會(huì)自動(dòng)彈出，需要運(yùn)行值班人員手動(dòng)點(diǎn)擊進(jìn)入光字牌目錄逐畫面查看，不僅工作量大而且耗時(shí)費(fèi)力；在異常天氣情況或故障時(shí)，大量信號(hào)上傳告警窗口會(huì)延誤運(yùn)行值班人員的事故處理。如果有變電站上傳的重要告警信息沒有及時(shí)處理，即使告警信號(hào)一直存在也會(huì)被大量新上傳的信息刷屏而不再被運(yùn)行值班人員發(fā)現(xiàn)。

運(yùn)行檢修管理模式必須高效、務(wù)實(shí)、精簡(jiǎn)，一切以圍繞生產(chǎn)、為生產(chǎn)服務(wù)為主，并且配置強(qiáng)大、完整且使用方便的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，同時(shí)開展輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修和缺陷技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備維護(hù)、設(shè)備缺陷的專業(yè)化管理。

對(duì)應(yīng)上述地區(qū)電網(wǎng)無(wú)人值班變電站的運(yùn)維管理發(fā)展模式，調(diào)度支持系統(tǒng)及相應(yīng)的輔助支持系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)的自動(dòng)化功能應(yīng)用水平需要進(jìn)行一定程度的提升。[3，6]

（1）進(jìn)一步推廣應(yīng)用遙控功能。調(diào)控中心運(yùn)行人員要負(fù)責(zé)監(jiān)控幾十座無(wú)人值班變電站，要求值班運(yùn)行人員具有良好的技術(shù)素質(zhì)和豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為減輕工作壓力、提高工作效率，可以采用科技手段來(lái)解決一些問題。例如，通過自動(dòng)電壓控制（AVC）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器、有載調(diào)壓變壓器分接頭等設(shè)備的自動(dòng)控制，使得電壓控制在正常水平。技術(shù)條件滿足的一、二次回路可以積極推廣遠(yuǎn)方遙控操作，設(shè)備健康狀況良好的GIS設(shè)備由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)可以進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控，二次回路如重合閘壓板、高頻保護(hù)壓板等可以遠(yuǎn)方投退。

無(wú)人值班變電站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)和微機(jī)五防閉鎖裝置合并，實(shí)現(xiàn)裝置間的資源共享，遠(yuǎn)方操作對(duì)操作的可靠性要求更高，將五防系統(tǒng)加入變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以及相應(yīng)間隔的二次回路電氣閉鎖，可以為最終實(shí)現(xiàn)遙控操作或程序操作提供有利條件。

（2）精簡(jiǎn)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)信息。隨著無(wú)人值班變電站的逐步增多，變電站自動(dòng)化信息量過于龐大，異常天氣和事故時(shí)不必要的信息嚴(yán)重干擾調(diào)控運(yùn)行人員的監(jiān)視和判斷。在變電站端對(duì)變電站綜合自動(dòng)化信息進(jìn)行分級(jí)分類，按照信息的優(yōu)先級(jí)將變電站自動(dòng)化信息進(jìn)行選擇性上傳，可提高監(jiān)控質(zhì)量。例如，可以將自動(dòng)化信息分為事故及變位信息、異常信息、狀態(tài)信息等。這樣，事故時(shí)調(diào)控運(yùn)行人員可以快速檢查事故及變位信息，發(fā)現(xiàn)故障信號(hào)，系統(tǒng)可以快速定位到故障變電站及相應(yīng)間隔。通過這種手段可以使得調(diào)控中心運(yùn)行人員及時(shí)處理故障信息。

（3）深化圖像監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用。開發(fā)與應(yīng)用無(wú)人值班變電站聯(lián)動(dòng)遙視系統(tǒng)，自動(dòng)跟蹤所操作的設(shè)備或故障跳閘后的設(shè)備，增加遙視點(diǎn)分布，實(shí)現(xiàn)全遙視（遙控巡視、自動(dòng)紅外熱成像系統(tǒng)的應(yīng)用等）。充分利用圖像監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)無(wú)人值班變電站進(jìn)行輔助巡視是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巡視的有益補(bǔ)充，遠(yuǎn)方巡視和現(xiàn)場(chǎng)巡視相互配合可以減少由于無(wú)人值班站現(xiàn)場(chǎng)巡視周期較長(zhǎng)而造成的不安全因素。在變電站發(fā)生事故時(shí)，記錄現(xiàn)場(chǎng)事故過程，并且可以和報(bào)警系統(tǒng)相結(jié)合，設(shè)置報(bào)警聯(lián)動(dòng)措施，真正實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值班、拓展自動(dòng)化遙測(cè)、遙信功能，增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，如溫度、濕度、空氣污染度等信息的上傳。

（4）完善自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通道。加快無(wú)人值班變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通信設(shè)備改造步伐，變電站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)通道必須增容，無(wú)人值班變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通道應(yīng)該按照調(diào)度端設(shè)置，并且留有一定的裕度以滿足無(wú)人值班變電站運(yùn)維管理和規(guī)模變更、調(diào)整的需要。

（5）相關(guān)制度的制訂與完善。變電站實(shí)行無(wú)人值班以后，變電站的日常管理由有形變?yōu)闊o(wú)形，各單位的職權(quán)范圍相應(yīng)發(fā)生了改變，要想在各自責(zé)任范圍內(nèi)做好工作，必須建立與變電站無(wú)人值班的運(yùn)行模式相適應(yīng)的健全的規(guī)章制度。建立新的運(yùn)行規(guī)程、檢修制度、巡視檢查制度、操作制度等，是做好變電站無(wú)人值班建設(shè)的重點(diǎn)工作。

制訂變電站設(shè)備選型技術(shù)導(dǎo)則并定期修訂，設(shè)備種類、型號(hào)統(tǒng)一，既能夠保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，又為運(yùn)維管理提供方便，便于運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備的熟悉掌握，利于安全運(yùn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)無(wú)人值班變電站現(xiàn)有運(yùn)維管理模式作了詳細(xì)的介紹，并對(duì)各種模式進(jìn)行了分析比較?；跓o(wú)人值班變電站運(yùn)維管理模式的選取原則，地區(qū)電網(wǎng)結(jié)合自身電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)采用了“集中監(jiān)控，分點(diǎn)操作”的模式，并就主動(dòng)適應(yīng)國(guó)家電網(wǎng)公司現(xiàn)行三集五大體制改革，積極調(diào)整無(wú)人值班變電站運(yùn)維管理及組織機(jī)構(gòu)模式，同時(shí)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)無(wú)人值班變電站自動(dòng)化系統(tǒng)相應(yīng)功能水平的提升進(jìn)行了展望。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）