某天然氣凈化廠110 kV變電站無人值守運(yùn)行管理實(shí)踐

高 進(jìn) 邱 斌 趙飛賢 王國強(qiáng)

（中國石油西南油氣田公司重慶天然氣凈化總廠，重慶 401147）

0 引言

變電站是供電系統(tǒng)的重要組成部分，在天然氣凈化廠承擔(dān)著連接外部電網(wǎng)和內(nèi)部用電設(shè)備的樞紐功能。由于天然氣凈化廠屬連續(xù)性生產(chǎn)的高?；て髽I(yè)，其工藝介質(zhì)具高溫高壓、有毒有害、易燃易爆的特性，因此變電站運(yùn)行的可靠性對天然氣凈化廠來說至關(guān)重要。隨著社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，天然氣凈化廠也面臨減員增效、提高生產(chǎn)率的要求，人員配置總量也在逐年減少，為了解決運(yùn)行人員的不足，提高供電效率，變電站實(shí)現(xiàn)無人值守是必然選擇[1]。

無人值守變電站是指站內(nèi)不設(shè)置固定運(yùn)行人員、維護(hù)值班人員，運(yùn)行監(jiān)測、主要控制操作由遠(yuǎn)方監(jiān)控中心進(jìn)行，設(shè)備采取定期維護(hù)巡視維護(hù)的變電站[2]。無人值守變電站最早在電力行業(yè)開始實(shí)施，電力行業(yè)也是目前推廣應(yīng)用無人值守變電站范圍最廣、數(shù)量最多的行業(yè)。中國石油西南油氣田公司作為中國陸上以天然氣為主、油化產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營為輔的千萬噸級大油氣田企業(yè)[3]，擁有天然氣凈化廠15 座，年處理能力253×108m3，到目前為止僅有一座35 kV變電站和一座110 kV變電站實(shí)施了無人值守。為盡快推廣實(shí)施，考慮110 kV 變電站較早實(shí)施了無人值守，且實(shí)踐證明其運(yùn)行安全、平穩(wěn)、可靠，因此選擇該變電站無人值守運(yùn)行管理實(shí)踐進(jìn)行探討。

1 場站概況

某天然氣凈化廠于2005年5月20日建成投產(chǎn)，處理量為2×300×104Nm3／d；用電負(fù)荷等級為一級[4-5]，目前有一座110 kV 變電站作為主供電源，有一座35 kV 變電站作為備用電源。凈化廠供電示意圖如圖1所示。

2007 年建成110 kV 變電站之初，凈化廠設(shè)有電站工段負(fù)責(zé)110 kV 變電站和35 kV 變電站的運(yùn)行管理，配置有電力運(yùn)行工21 人，技術(shù)管理員3 人。其中110 kV 變電站電力運(yùn)行工13 人，設(shè)有4 個(gè)小班，每班3 人，設(shè)有大班長1 人；35 kV 變電站電力運(yùn)行工8人，設(shè)有4個(gè)小班，每班2人；都采取4班2倒的上班方式，即2個(gè)班休息，2個(gè)班上班，上班的班組采取12小時(shí)輪班的方式。從2007年開始，忠縣凈化廠人員減少后開始實(shí)行每個(gè)小班2人的管理方式，但2011 年后由于單位人員繼續(xù)縮減電力運(yùn)行工的數(shù)量已無法滿足之前的110 kV和35 kV兩電站獨(dú)立運(yùn)行每個(gè)小班2人的管理方式。為有效利用分廠現(xiàn)有電力運(yùn)行人力資源，克服人員不足的困難，同時(shí)確保2座變電站安全平穩(wěn)運(yùn)行，并滿足《電力安全工作規(guī)程》和企業(yè)的“一人操作、一人監(jiān)護(hù)”、“巡檢必須兩人進(jìn)行”等安全管理要求，110 kV 變電站實(shí)行無人值守的運(yùn)行管理方式提上日程。

圖1 某天然氣凈化廠供電示意圖

2 110 kV 變電站無人值守運(yùn)行管理實(shí)施的技術(shù)分析

為了保證凈化廠110 kV 變電站無人值守運(yùn)行管理的順利實(shí)施，凈化廠電氣專業(yè)技術(shù)人員結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，主要從電氣主接線及主要電氣設(shè)備選擇、主變壓器、配電裝置、無功補(bǔ)償裝置、站用電系統(tǒng)、直流及不停電電源、二次設(shè)備布置、監(jiān)控和二次接線、電量儀表裝置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化、通信、安全監(jiān)視系統(tǒng)、過電壓保護(hù)及接地、照明、電纜選擇及敷設(shè)這16 個(gè)方面對110 kV 變電站現(xiàn)狀進(jìn)行了技術(shù)分析，并結(jié)合凈化廠的實(shí)際情況，對110 kV 變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和安全監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行了改造和完善[2-5]。

3 110kV 變電站無人值守運(yùn)行管理實(shí)施的保證措施

3.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控及安防保證

1)增設(shè)110 kV 變電站綜合自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。在原有110 kV 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在35 kV變電站值班室內(nèi)新建了一套110 kV變電站的綜合自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，將110 kV 變電站的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)上傳至35 kV變電站值班室內(nèi)實(shí)現(xiàn)了對110 kV 變電站運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和操作。

2）完善變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)在110 kV電站的大門、35 kV 高壓室、主控室、室外開關(guān)場、主變壓器、應(yīng)急通道以及圍墻四周都安裝了攝像頭，實(shí)現(xiàn)110 kV 變電站視頻監(jiān)控?zé)o死角，并將其所有監(jiān)控畫面上傳到35 kV變電站值班室內(nèi)的視頻監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)了24 小時(shí)無死角的實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保了站內(nèi)環(huán)境的安全受控。

3）增設(shè)紅外線聲光報(bào)警系統(tǒng)。在110 kV變電站圍墻四周設(shè)置紅外線聲光檢測裝置6套，將報(bào)警信號上傳到35 kV變電站進(jìn)行報(bào)警。

4）在110 kV 中心控制室、通信室、35 kV 高壓室、主變壓器旁都按規(guī)范要求配備了消防器材，在110 kV 電站高壓室、中心控制室和光纖（載波）室安裝火災(zāi)報(bào)警信號采集器，將火災(zāi)報(bào)警信號上傳到35kV變電站進(jìn)行報(bào)警。

5）在室外高壓設(shè)施（變壓器、高壓開關(guān)、避雷器、電壓、電流互感器、接地刀閘、3123 高壓隔離刀閘）四周安裝塑鋼防護(hù)柵欄和警示標(biāo)志，可以有效警示和阻止外來人員進(jìn)入站內(nèi)。

3.2 人員及組織保證

人員方面，凈化廠對原有兩個(gè)電站4個(gè)電力運(yùn)行班和一個(gè)維修電工班進(jìn)行重新整合和優(yōu)化，成立電氣班，分設(shè)5個(gè)小班（4個(gè)電力運(yùn)行小班，1個(gè)維修小班），每個(gè)小班設(shè)小班長1 名；為了提高和促進(jìn)小班長工作的積極性，分廠對小班長進(jìn)行薪酬獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí)，還加強(qiáng)對電力運(yùn)行工的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。從2011年底對所有電力運(yùn)行人員實(shí)行兩個(gè)電站專業(yè)知識的交叉培訓(xùn)，采取人員輪換交叉上崗、技術(shù)講解、實(shí)際操作等方式，并編制了詳細(xì)的培訓(xùn)方案，通過有效的培訓(xùn)和考核，經(jīng)過近半年的強(qiáng)化培訓(xùn)，使所有電力運(yùn)行人員熟悉掌握了兩個(gè)電站設(shè)備的性能、操作，具備了110 kV電站無人值守的人員條件。

3.3 制度保證

根據(jù)110 kV 電站無人值守的新特點(diǎn)，對原有的應(yīng)急預(yù)案、巡檢記錄、管理要求等進(jìn)行重新修訂和完善補(bǔ)充。

4 110 kV 變電站無人值守運(yùn)行管理的實(shí)施情況及效果

4.1 實(shí)施情況

面對凈化廠電力運(yùn)行人員數(shù)量僅13 人，無法滿足兩個(gè)電站獨(dú)立運(yùn)行管理的正常輪班要求下，凈化廠提出在35 kV電站集中值守、110 kV變電站無人值守的方式，具體實(shí)施如下：110 kV 電站實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，現(xiàn)場不設(shè)值班人員；所有運(yùn)行人員在35 kV電站集中值守，每班設(shè)置值班人員3 人。35 kV 電站站內(nèi)巡檢頻率不變，仍然為2小時(shí)一次；110 kV電站巡檢頻率改為上午和下午各一次，分別為9：00-11：00、17：00-19：00；同時(shí)值班人員在35 kV電站內(nèi)通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)每2小時(shí)對110 kV變電站巡檢一次。

在110 kV 變電站無人值守試運(yùn)行期間，發(fā)現(xiàn)其硬件配置與滿足無人值守條件還存在一定的差距，因此決定通過提高遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場巡檢頻次來彌補(bǔ)硬件上的不足，經(jīng)過6個(gè)月試運(yùn)行，最終調(diào)整為每天到110 kV 電站進(jìn)行現(xiàn)場巡檢三次，分別為9：00-10：00、13：00-14：00、17：00-18：00；在35 kV電站內(nèi)每隔半小時(shí)對110 kV 電站進(jìn)行遠(yuǎn)程視屏監(jiān)控巡查，每隔1 小時(shí)對110 kV 電站運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行巡查和記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)和處理，以確保其安全平穩(wěn)運(yùn)行。

4.2 實(shí)施效果及存在問題

110 kV 變電站2011 年1 月開始實(shí)施無人值守后，經(jīng)過6個(gè)月的試運(yùn)行，兩個(gè)電站運(yùn)行良好。之后于2012年6月正式實(shí)施無人值守，至今（2019年4月）運(yùn)行情況良好，未發(fā)生一起影響110 kV 變電站安全供電的事故事件發(fā)生。

110 kV 變電站實(shí)施無人值守后，其存在的主要風(fēng)險(xiǎn)是該變電站發(fā)生故障后，其應(yīng)急處置滯后，不能快速恢復(fù)供電，但由于其僅作為凈化廠的主供電源，并不是唯一電源，因此該風(fēng)險(xiǎn)是可接受的。盡管凈化廠當(dāng)時(shí)不具備對110 kV 變電站實(shí)施大規(guī)模改造以達(dá)到無人值守的條件，但根據(jù)凈化廠110 kV 變電站近幾年無人值守的運(yùn)行實(shí)踐效果來看，在110 kV變電站已有硬件條件下，加強(qiáng)無人值守的運(yùn)行管理是可以確保其安全、平穩(wěn)運(yùn)行的。

110 kV 變電站在2007 年建設(shè)時(shí)是按有人值守的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，雖然對其綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等進(jìn)行了局部整改和完善，與《35 kV～220 kV無人值班變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》要求的硬件配置相比，還是存在較大的差距。主要表現(xiàn)在：①自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程操作僅部分覆蓋，如僅35 kV低壓側(cè)開關(guān)柜具備自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程操作能力，110 kV 高壓側(cè)的開關(guān)、隔離刀閘、接地開關(guān)等只能現(xiàn)場操作；②不能遠(yuǎn)程修改設(shè)定參數(shù)；③關(guān)鍵設(shè)備如主變壓器、站用變壓器為單臺(tái)設(shè)置；④監(jiān)控參數(shù)設(shè)置不全，如無二次設(shè)備室、蓄電池室環(huán)境溫度檢測等；⑤系統(tǒng)之間缺乏聯(lián)動(dòng)，如監(jiān)控系統(tǒng)與安防系統(tǒng)之間、照明系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間、監(jiān)控系統(tǒng)與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)之間；⑥35 kV開關(guān)柜室內(nèi)未安裝SF6和氧含量檢測裝置。

5 結(jié)束語

雖然某凈化廠110 kV 變電站改造后其硬件配置與無人值守變電站設(shè)計(jì)要求相比，還存較大差距，通過加強(qiáng)無人值守的運(yùn)行管理，實(shí)踐證明是可以確保其安全、平穩(wěn)運(yùn)行的。最重要的是，該凈化廠110 kV 變電站無人值守運(yùn)行管理模式的成功實(shí)施開創(chuàng)了國內(nèi)凈化廠乃至中國石油西南油氣田公司高電壓等級變電站遠(yuǎn)程控制、無人值守的先河，為其它變電站實(shí)施無人值守提供了借鑒。無人值守緩解了凈化廠人員不足的難題，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了用工成本，也帶動(dòng)了凈化廠變電站的科技進(jìn)步，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了變電運(yùn)行規(guī)范化管理，標(biāo)志著天然氣凈化廠變電站運(yùn)行管理模式迎來了一個(gè)全新的時(shí)代。