在我國(guó)高速發(fā)展經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下，各方面科學(xué)技術(shù)水平有了顯著的提高。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大范圍普及，讓更多領(lǐng)域開(kāi)始接觸并了解"智能化"這個(gè)發(fā)展方向。電力作為如今社會(huì)的主要能源供給，在享受它所帶來(lái)便利的同時(shí)，關(guān)于供電系統(tǒng)的思考也漸漸浮現(xiàn)人們的眼前。為了響應(yīng)我國(guó)關(guān)于"減員增效"的號(hào)召，變電站的無(wú)人值班自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站的各種電氣參數(shù)，分析設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，減少了人員使用?，F(xiàn)通過(guò)對(duì)220kV變電站的無(wú)人值班系統(tǒng)進(jìn)行分析，系統(tǒng)而全面地講述了無(wú)人值守變電站的運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】智能 變電站 無(wú)人值班 自動(dòng)化

智能變電站是利用微機(jī)技術(shù)，減少工作人員，通過(guò)特定程序的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障處理。電氣系統(tǒng)自動(dòng)化的前景一片大好，學(xué)校關(guān)于相關(guān)課程的開(kāi)設(shè)也逐漸增多，可見(jiàn)國(guó)家對(duì)于此方面已是十分重視。21世紀(jì)是世界經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的時(shí)期、是科學(xué)技術(shù)不斷增強(qiáng)的時(shí)期，隨著電力系統(tǒng)中的重要技術(shù)不斷突破，越來(lái)越多變電站采用智能化無(wú)人值守，大大減少人員的投入，提高了工作人員的勞動(dòng)效率，相關(guān)技術(shù)也在一次次實(shí)踐中越來(lái)越成熟。

1 變電站的自動(dòng)化技術(shù)和無(wú)人值班變電站

隨著中國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入，城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，中國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)越來(lái)越完善，電力企業(yè)響應(yīng)國(guó)家減員增效的號(hào)召，開(kāi)始使用變電站無(wú)人值班技術(shù)，計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力和數(shù)據(jù)分析能力使得電網(wǎng)的安全性大大提高，為電力企業(yè)的現(xiàn)代化管理能力和科學(xué)發(fā)展提出了更高的要求。

1.1 變電站的自動(dòng)化組成

無(wú)人值班變電站從字面意思理解就是沒(méi)有固定值班人員的變電站。傳統(tǒng)有人值班變電站通常需要值班人員進(jìn)行日常檢查，觀察機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，在機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)采取有效措施解決故障，保證供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。變電站的的無(wú)人值班自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用分步驟處理辦法，通過(guò)數(shù)據(jù)的收集、處理、分析、反饋和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)控制電力系統(tǒng)保證電力的正常輸送。變電站的分層分布控制網(wǎng)絡(luò)分為三種：

（1）星型網(wǎng)：較低的安全性能使其容易因核心主機(jī)的故障導(dǎo)致全網(wǎng)絡(luò)的癱瘓；

（2）環(huán)形網(wǎng)絡(luò)：指令分級(jí)傳遞的方法，提高了安全性能，但是在某些新增節(jié)點(diǎn)處會(huì)出現(xiàn)阻礙指令傳遞的問(wèn)題；

（3）總線型網(wǎng)絡(luò)：廣泛的控制范圍讓其穩(wěn)定性更高，可靠程度也顯著增強(qiáng)。

1.2 有人值守變電站與無(wú)人值守變電站的區(qū)別

有人值班的變電站：人是最高級(jí)處理和決策者，工作人員通過(guò)觀察變電站上安裝的檢測(cè)軟件的參數(shù)，分析變電站各部分機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行軟件的日常維護(hù)和操作指令的輸入，以及排查故障保證變電站正常運(yùn)行的工作。

無(wú)人值班變電站：計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)控制變電站的全過(guò)程，沒(méi)有工作人員進(jìn)行巡視，自動(dòng)化系統(tǒng)的四遙功能監(jiān)控和進(jìn)行變電站的操作。變電站的無(wú)人值班是通過(guò)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)完成的，這是一種管理模式下的運(yùn)行，無(wú)人值班變電站也可以運(yùn)用一般的二次設(shè)備和遠(yuǎn)程終端。無(wú)人值班變電站要求系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及信號(hào)傳送送到具有一定的穩(wěn)定性條件。無(wú)人值班變電站的正常運(yùn)行依賴于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在無(wú)法處理影響正常運(yùn)行的故障如"漏油、漏氣"問(wèn)題發(fā)生的情況下，該自動(dòng)化系統(tǒng)很可能陷入癱瘓。

無(wú)人值守變電站相較于有人值守變電站有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）快速解決故障的能力。在計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)支持下，樣本數(shù)據(jù)儲(chǔ)存更容易，在故障發(fā)生時(shí)，無(wú)人值守變電站可以較快處理故障，解決問(wèn)題。

（2）無(wú)人值守變電站可以實(shí)現(xiàn)信息共享。在傳統(tǒng)的人工值班方法下，工作人員只能管理在他們附近的某一部分，因?yàn)槿说哪苛τ邢?。而無(wú)人值班變電站在借由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的幫助下可以實(shí)現(xiàn)整體的把控，并且它快速的數(shù)據(jù)處理能力也讓故障解決變得更簡(jiǎn)單。

1.3 有人值守變電站改造為無(wú)人值守變電站的方法

無(wú)人值班變電站并不是在追求經(jīng)濟(jì)利益的最大化，這種措施最大的優(yōu)勢(shì)是提升了供電部門的工作效率，使人員利用率達(dá)到最大化。電力企業(yè)的生產(chǎn)管理向現(xiàn)代化邁進(jìn)，對(duì)于安全、穩(wěn)定、運(yùn)行能力提出了新的要求，加快了我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展。所以變電站的無(wú)人值班改造是很有必要的，并且無(wú)人值守變電站已經(jīng)從35kV發(fā)展到了220kV，500kV的無(wú)人值守變電站也在投入使用。

要實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值守，通常有這種辦法：

變有人值守變電站為無(wú)人值守，并通過(guò)計(jì)算機(jī)控制其運(yùn)行。這種方法常用于早些時(shí)間搭建的變電站，這種變電站修建時(shí)間久遠(yuǎn)。利用常規(guī)改造方法并且充分利用二次設(shè)施，對(duì)二次設(shè)施進(jìn)行必需的改造從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的情況。在改造過(guò)程里主要有一下幾部分的修改：為無(wú)RTU裝置的變電站安裝上相應(yīng)裝置，對(duì)于有二遙裝置的變電站，將裝置進(jìn)行升級(jí)，添加現(xiàn)代的四遙功能。

2 無(wú)人值班變電站中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用原理

2.1 主要設(shè)計(jì)理念

變電站的綜合自動(dòng)化主要包含微機(jī)保護(hù)以及計(jì)算機(jī)監(jiān)控兩部分，和變電站的其他智能化設(shè)備共同組成綜合自動(dòng)化的整體。變電站的綜合自動(dòng)化運(yùn)用分層分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)，依照電力系統(tǒng)中各部分不同結(jié)構(gòu)的作用可以分為一下三層：

2.1.1 間隔層

就是在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，保護(hù)和控制裝置。比如：綜保繼電器，保護(hù)控制柜，多功能電表等等。他們是和一次設(shè)備聯(lián)系最緊密的部門，實(shí)際的數(shù)據(jù)采集，設(shè)備控制都是由它們來(lái)完成。

2.1.2 通信層

間隔層和站控層的數(shù)據(jù)需要通過(guò)一些通訊電纜/光纜進(jìn)行傳輸，中間還存在一些通信設(shè)備比如通信管理機(jī)，交換機(jī)等等，用來(lái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的分發(fā)和傳輸，以及原始數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

2.1.3 站控層

其實(shí)我們通常所說(shuō)的后臺(tái)，包括電腦，打印機(jī)監(jiān)控屏幕等等。在這一層要對(duì)搜集上來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些應(yīng)用開(kāi)發(fā)，以便顯示在終端屏幕上；一些遙控指令也從這一層發(fā)出去，通過(guò)通信層最后送到間隔層去執(zhí)行。endprint

2.2 繼電保護(hù)裝置

繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，繼電保護(hù)裝置基本任務(wù)：在部分電路出現(xiàn)故障時(shí)，采取快速、有用、有針對(duì)性地將問(wèn)題部件從電路系統(tǒng)中隔離，使出問(wèn)題的元器件不被燒壞，從而排除因故障元器件燒壞時(shí)電流過(guò)大導(dǎo)致的其他元器件的損壞；在某部分電氣設(shè)備處于非正常運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，供電保護(hù)裝置就會(huì)發(fā)出預(yù)警，提醒工作人員檢查排除故障?，F(xiàn)對(duì)于220kV設(shè)備的保護(hù)是獨(dú)立設(shè)置的，該部分收到信號(hào)后就立即動(dòng)作跳閘，與變電站綜合自動(dòng)化完全獨(dú)立。在被保護(hù)區(qū)會(huì)提取保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，其他信號(hào)信息也將通過(guò)微機(jī)保護(hù)裝置將信號(hào)轉(zhuǎn)換并通過(guò)站內(nèi)以太網(wǎng)上傳到調(diào)度端。

2.3 變電站自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)

（1）變電站的智能化、自動(dòng)化讓信息的傳播更快速，以便及時(shí)保護(hù)、監(jiān)測(cè)設(shè)備，在日常運(yùn)行中自動(dòng)化的變電站讓后期的設(shè)計(jì)安裝，調(diào)試和故障維護(hù)都變得簡(jiǎn)單，提高了工作效率。變電站的自動(dòng)化還能減少因?yàn)橹蛋嗳藛T住宿占用的空間，還可提高自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性與可更新性。例如：婁底供電公司對(duì)自己管理區(qū)域的多所變電站進(jìn)行了綜合自動(dòng)化改造：2000年實(shí)現(xiàn)了城區(qū)110kV大科變、檀山灣變的無(wú)人值班改造；2003年實(shí)現(xiàn)了220kV豹南山變電站的無(wú)人值班改造；2010年實(shí)現(xiàn)了500kV民豐變電站的無(wú)人值班改造。將變電站改為無(wú)人值班以后，有效減少了誤觸事故、誤操作事故，當(dāng)然供電質(zhì)量也有了顯著提高。

（2）大幅度降低了安裝難度和工作量從而總造價(jià)大大減少。巡檢機(jī)器人的發(fā)明，讓工作人員從枯燥的日常巡視中解脫出來(lái)，有更多的精力處理更為復(fù)雜的工作。在嚴(yán)寒酷暑等惡劣天氣情況下，機(jī)器人的日常巡視也不會(huì)受到影響。

（3）變電站自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于運(yùn)行管理自動(dòng)化的提高起了顯著催動(dòng)作用，也對(duì)運(yùn)行管理的發(fā)展鋪好了道路。例如：婁底地調(diào)監(jiān)控中心負(fù)責(zé)監(jiān)控的變電站有220kV變電站九座，110kV變電站三十九座，35kV變電站六座，信息監(jiān)控有42459項(xiàng)。婁底供電公司調(diào)控中心的調(diào)控人員說(shuō)道，以前整個(gè)屏幕上都是報(bào)警信息，看的時(shí)間長(zhǎng)了眼睛都會(huì)花，而且大量的頻報(bào)信息與調(diào)試信息讓監(jiān)控任務(wù)變得異常繁忙，還會(huì)延誤故障發(fā)現(xiàn)、處理的時(shí)間。該公司為了減少無(wú)效信息出現(xiàn)影響事故處理進(jìn)程，研制出了限制、屏蔽結(jié)合的技術(shù)，成功告別了無(wú)效信息集中監(jiān)控的刷屏?xí)r代。該公司對(duì)于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中的電壓、電流、溫度等遙測(cè)信息區(qū)別對(duì)待，對(duì)于某些反映電網(wǎng)信息狀況的遙測(cè)量重點(diǎn)標(biāo)注，該公司還對(duì)變電站一、二級(jí)設(shè)備調(diào)試時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)誤信息進(jìn)行屏蔽，大大提高了有效信息的總體數(shù)量。

2.4 智能變電站中的順控操作

順控技術(shù)的興起與發(fā)展與興起，提高了無(wú)人值守變電站的推廣使用。它通過(guò)運(yùn)用倒閘操作程序化，減少了傳統(tǒng)有人值守變電站因人為操作造成的失誤率，大大提高了變電站的安全性與操作準(zhǔn)確性，為變電站的程序化操作提供了全新的要求。站控層順序操作在220kV智能變電站中的運(yùn)用正處在從理論走向?qū)嵺`的階段，大量的變電站開(kāi)始采用智能化操控技術(shù)，為變電站中順控技術(shù)的合理運(yùn)行提供了大量參考數(shù)據(jù)。變電站的順控操作是其智能化操作的重要特點(diǎn)，是指變電站在預(yù)先設(shè)定的程序控制下自動(dòng)完成斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘等一系列操作，縮短了變電站在遇到故障時(shí)解決問(wèn)題的速度。

3 小結(jié)

現(xiàn)如今，我國(guó)經(jīng)濟(jì)處于高速發(fā)展階段，電力對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要性不言而喻，但是人口基數(shù)龐大導(dǎo)致用電出現(xiàn)緊缺現(xiàn)象，如今政府更是采用了停電、限電等辦法緩解這種狀況。西電東輸工程自開(kāi)展以來(lái)取得了極大進(jìn)步，在運(yùn)輸過(guò)程中如何保障電力的損耗達(dá)到最小，一直是人們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。在輸送過(guò)程中保持較高的電壓，可以在很大一定程度上減小輸送中的電量損失，無(wú)人值守變電站可以建在這些偏遠(yuǎn)地區(qū)，工作人員只需要在屏幕前分析數(shù)據(jù)，觀察是否出現(xiàn)故障，提高了工作人員的勞動(dòng)轉(zhuǎn)化率。變電站的無(wú)人值守是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，它的特殊性使其對(duì)于各方面的要求都很高，本文通過(guò)對(duì)無(wú)人值班變電站中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的分析，為自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展提供了思路。

作者簡(jiǎn)介

周麗麗（1972-），女，大學(xué)本科學(xué)歷。助理工程師、技師，主要從事變電運(yùn)維工作。

作者單位

國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司婁底供電分公司 湖南省婁底市 417000endprint