無人值班變電站的設計及應用

周陽+胡燕

摘 要：目前，我國的經濟發(fā)展雖有所降低，但GDP增長速率而言仍然處于較高增長階段，地鐵的建設如火如荼，船舶建造、浮體設備、勘探、海上搶險救生設備的發(fā)展穩(wěn)步向前，高速鐵路建設快速發(fā)展，網絡消費、跨國貿易規(guī)模呈幾何倍數(shù)增長等等，不僅如此更出現(xiàn)了新能源交通工具的發(fā)展狂潮。電能供給是我國經濟發(fā)展的基礎，也是人民日常生活的基礎。我國的供電企業(yè)正在推行無人值守技術，無人值班變電站正是其多方面研究后的重要成果之一。誠然現(xiàn)在無人值班變電站的技術還不夠成熟，但我相信只要能降低它的工程造價、減少它的占地面積，使得它安全可靠可控，那么它應用于市場后產生的經濟效益絕對是巨大的。

關鍵詞：無人值班變電站；設計；應用

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）03-0097-02

Abstract： At present， although the economic development of China has been reduced， the growth rate of GDP is still at a relatively high growth rate. Subway construction is in full swing. The development of ship construction， floating body equipment， exploration and rescue equipment is advancing steadily， the construction of high-speed railway is developing rapidly， the scale of network consumption and transnational trade is increasing exponentially， and so on. Besides， the emergence of new energy transport development frenzy. Power supply is the foundation of the economic development of our country， and it is the foundation of the people's daily life. China's power supply enterprises are carrying out unmanned technology， and unmanned substation is one of its important achievements after many aspects of research. It is true that the technology of unattended substation is not mature， but I believe that as long as it can reduce its project cost， reduce its area， make it safe， reliable and controllable， the economic benefits after it is applied to the market are absolutely considerable.

Keywords： unattended substation； design； application

引言

無人值班變電站是21世紀初興起的一種新型變電站，其發(fā)展時間尚短，技術也不是特別成熟，但是其獨特的無人運行管理模式仍促進了我國供電企業(yè)的進步，在某種程度上提高了我國供電企業(yè)的供電效率，給國家電網帶來了更大的經濟效益。因此，大力發(fā)展探討研究無人值班變電站的設計、應用與管理對于我國電網的發(fā)展也是好處頗多的。

1 有關220kV無人值班變電站的概念

1.1 它的定義

無人值班變電站：即變電站日常工作時不像傳統(tǒng)變電站一樣需要固定的人員輪流值班，它采取的是微遠調控自動化技術，值班人員在總調度室即可完成對目標變電站的操控。是科技創(chuàng)新發(fā)展帶來的一種先進的變電站運行管理模式。

1.2 它的意義

在某種程度上來說，無人值班變電站帶來了一場革命創(chuàng)新，它與傳統(tǒng)變電站最大的區(qū)別就在于智能，即人力操作變電站和智能控制的區(qū)別。與傳統(tǒng)變電站相比，其電網運行管理方式發(fā)生了變化，它是采取微機遠動等自動化技術，遠程終端控制變電站的運行，在變電站內不需要設置固定人員值班，提高了人員的工作效率，減少了工作崗位數(shù)量，這也為企業(yè)節(jié)約了資金。其意義之一就是提高了電力行業(yè)的經濟效益。無人值班變電站的出現(xiàn)，大大減少了變電站因人工操作失誤而引發(fā)的故障，而且其微遠終端遠程操控的工作方式，提高了變電站工作的效率，提高了我國電網運行的經濟效益，這是其意義之二。

2 220kV無人值班變電站的設計要求

2.1 無人值班變電站設計的功能要求

它是借助微機遠動等自動化技術的變電站，是一種先進的運行管理模式。與傳統(tǒng)變電站相比，它用先進的微端技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工管理方式，在遠方建立負責一個區(qū)域的變電運維操作站，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的變電站人工控制方式，而且一個變電運維操作站可以同時控制多個無人值班變電站，共同收集多個變電站的數(shù)據(jù)信息，更好地監(jiān)控變電站設備的運行，提高了人員工作效率。與傳統(tǒng)變電站相比，無人值班變電站的主要優(yōu)點還包括數(shù)據(jù)處理迅速、安全監(jiān)測強大、遠動預警及時、新型微機保護功能等。

（1）強大快速的數(shù)據(jù)處理和全面覆蓋的數(shù)據(jù)采集：無人值班變電站采取自動化控制管理，其數(shù)據(jù)處理具有實用性、強大的邏輯判斷能力使得信息檢索極快，信息存儲量大，可以實現(xiàn)對事件進行完整記錄，對采樣數(shù)據(jù)的分析處理能力強。其數(shù)據(jù)采集能力也極為強大，同時分批次對多個無人值班變電站的信息進行采集，并傳遞給變電運維操作站，這些信息包括遙控、遙感、斷路器、隔離開關、信息保護、統(tǒng)一時鐘、非電氣的測量和狀態(tài)信息等等。endprint

（2）強大的安全監(jiān)控功能：與傳統(tǒng)變電站相比，無人值班變電站控制監(jiān)測系統(tǒng)更為強大，而且有著多種多樣的監(jiān)視手段。包括無人值班變電站一次系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視、聲音光感報警、自我調節(jié)、顯示保護測定值、自我診斷等等。

（3）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功能，對于保障變電站正常運行有著重要的作用。

（4）敏感的遠動預警功能：遠動系統(tǒng)的基本功能有遙測、遙控、遙信、遙調。其工作原理是實時采集數(shù)據(jù)傳送至上級調度中心，由上級調度中心控制調節(jié)。如果發(fā)生故障，微機保護發(fā)出動作指令，并及時將信息傳遞給調度中心。

2.2 無人值班變電站設計的運行模式

220kV無人值班變電站與傳統(tǒng)變電站最大的區(qū)別就在于其先進的運行管理模式。它的運行管理模式大體分為三種方式：

第一種，按照無人值班變電站所在的位置區(qū)分，在一個區(qū)域類設置一個變電運維操作監(jiān)控中心站，對這個區(qū)域內所有的無人值班變電站同時進行監(jiān)控，但不宜過多，大約10個左右。然后由監(jiān)控中心的操作人員負責區(qū)域內的監(jiān)控和運行，這是第一種監(jiān)控運行管理方式。

第二種，每個無人值班變電站均設立自己的監(jiān)控中心，每個監(jiān)控中心設有專員對變電站進行監(jiān)控管理，同時設有巡視人員，定期巡查變電站，發(fā)現(xiàn)并解決潛在故障問題，監(jiān)控人員與巡視人員均受到上級調度指揮，這是第二種監(jiān)控運行方式。

第三種，由上級調度人員同時兼任變電站的監(jiān)控管理職責，從而減少過多人員的涉入，保留現(xiàn)場巡視人員對變電站進行巡查，他們仍需要接受調度人員的指揮，這是第三種監(jiān)控運行方式。

顯而易見，監(jiān)控中心、巡視人員還有調度中心三者之間的關系決定了該無人值班變電站的監(jiān)控運行方式。

3 220kV無人值班變電站設計時要注意的問題

3.1 要與環(huán)境協(xié)調

不管是傳統(tǒng)變電站還是無人值班變電站均會對變電站周圍的環(huán)境造成影響。一次設備中填充的SF6（六氟化硫）。所以運行中的變電站需要嚴格控制SF6氣體的排放量。與此同時，變電站運行過程中產生的噪音污染也不容忽視。整個變電站的核心主變壓器是變電站產生噪音污染的主要來源，變壓器的噪聲來源于變壓器本體和冷卻系統(tǒng)兩個方面，噪音頻率在100-2000Hz之間，已經處于人類的聽覺范圍內。所以必須加以控制以免對周邊居民造成影響。而且，不管是傳統(tǒng)變電站還是無人值班變電站都必須考慮變電站的通風性。在變電站運行中，其GIS設備會產生許多氟化物氣體，這些氣體具有毒性，如果空氣中含量過高會對變電站周圍居民的健康造成威脅。綜上所述，在變電站的設計中，對環(huán)境影響的考慮是非常必要的。

3.2 確保無人值班變電站的自動報警消防系統(tǒng)正常運轉

因為無人值班變電站不需要固定的值班人員，所以這種變電站的自動消防系統(tǒng)、煙霧報警系統(tǒng)和溫度控制報警系統(tǒng)一定要運行正常，作為無人值班變電站的安全保障。如果無人值班變電站出現(xiàn)故障造成變電站內溫度升高煙霧過多時，穩(wěn)定運行的警報系統(tǒng)就能及時上傳到調度中心，將信息傳遞給附近的巡查人員，使其可以快速及時地對變電站進行救援。消防設計遵循“以防為主，防消結合”的消防方針，按有關規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定的要求進行消防設計。根據(jù)《火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》及《電力設備典型消防規(guī)程》的規(guī)定，主變壓器采用排油充氮滅火方式。變壓器發(fā)生火災危險時，該設備自動或人工啟動向變壓器內充入氮氣，變壓器油通過DN200排油管排入事故油坑，從而控制火勢，防止火災蔓延。在通向二次設備室及站用配電間的電纜溝、豎井和墻孔及盤底開孔處采取有效阻燃的封堵處理，在主要回路的電纜溝中的適當部位設置阻火墻，在靠近含油設備（主變和電流、電壓互感器等）的電纜溝蓋板予以密封處理。另在變壓器附近配備推車式干粉滅火器及消防砂箱、消防鏟等消防器材，可存放于消防器材小間。這些措施都為變電站正常運行保駕護航。

3.3 同樣完善的安保系統(tǒng)與占地面積的顯著縮小

雖然無人值班變電站內沒有固定的人員進行值班，但是其安全監(jiān)控系統(tǒng)比傳統(tǒng)變電站更為完善更為可靠。傳統(tǒng)變電站是變電站內部安保人員24h值班看守監(jiān)控，而無人值班變電站一般由附近區(qū)域內的現(xiàn)場巡視人員巡查監(jiān)控。如果巡查時發(fā)現(xiàn)變電站出問題能及時采取正確措施救援，保證變電站的安全可靠性。由于無人值班變電站內是不需要人員看守的，是調度中心工作人員遠程監(jiān)控保證安全，因此那些傳統(tǒng)變電站內的諸如站長室、會議室、值班休息室、附近工作人員的生活建筑可以取消。與傳統(tǒng)變電站相比這極大地減少了無人值班變電站的建筑面積，進而降低變電站的工程造價，體現(xiàn)了無人值班變電站的一大優(yōu)勢。

4 結束語

綜上所述，220kV無人值班變電站以其獨特的運行管理模式不僅可以減少變電站的占地面積降低其工程造價，還能減少工作崗位，降低電力企業(yè)人力資源方面的投入，進而提高了經濟效益。并且220kV無人值班變電站更安全、更環(huán)保、更可靠、輸電更穩(wěn)定，十分適應當前電力企業(yè)的發(fā)展，是新時代的產物。因此大力研究其設計與應用，對我國電力企業(yè)發(fā)展具有重大意義。

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