220kV智能变电站中无人值班自动化技术的运用

在我国高速发展经济的带动下，各方面科学技术水平有了显著的提高。计算机网络技术的大范围普及，让更多领域开始接触并了解"智能化"这个发展方向。电力作为如今社会的主要能源供给，在享受它所带来便利的同时，关于供电系统的思考也渐渐浮现人们的眼前。为了响应我国关于"减员增效"的号召，变电站的无人值班自动化技术应运而生，它通过计算机实时监控变电站的各种电气参数，分析设备的运行状态，减少了人员使用。现通过对220kV变电站的无人值班系统进行分析，系统而全面地讲述了无人值守变电站的运用。

【关键词】智能 变电站 无人值班 自动化

智能变电站是利用微机技术，减少工作人员，通过特定程序的设计来实现变电站的实时监控与故障处理。电气系统自动化的前景一片大好，学校关于相关课程的开设也逐渐增多，可见国家对于此方面已是十分重视。21世纪是世界经济蓬勃发展的时期、是科学技术不断增强的时期，随着电力系统中的重要技术不断突破，越来越多变电站采用智能化无人值守，大大减少人员的投入，提高了工作人员的劳动效率，相关技术也在一次次实践中越来越成熟。

1 变电站的自动化技术和无人值班变电站

随着中国改革开放的不断深入，城乡一体化进程的不断推进，中国电网的建设越来越完善，电力企业响应国家减员增效的号召，开始使用变电站无人值班技术，计算机强大的数据储存能力和数据分析能力使得电网的安全性大大提高，为电力企业的现代化管理能力和科学发展提出了更高的要求。

1.1 变电站的自动化组成

无人值班变电站从字面意思理解就是没有固定值班人员的变电站。传统有人值班变电站通常需要值班人员进行日常检查，观察机器的运行状态，在机器出现故障时采取有效措施解决故障，保证供电系统的正常运行。变电站的的无人值班自动化技术运用分步骤处理办法，通过数据的收集、处理、分析、反馈和实时监测来控制电力系统保证电力的正常输送。变电站的分层分布控制网络分为三种：

（1）星型网：较低的安全性能使其容易因核心主机的故障导致全网络的瘫痪；

（2）环形网络：指令分级传递的方法，提高了安全性能，但是在某些新增节点处会出现阻碍指令传递的问题；

（3）总线型网络：广泛的控制范围让其稳定性更高，可靠程度也显著增强。

1.2 有人值守变电站与无人值守变电站的区别

有人值班的变电站：人是最高级处理和决策者，工作人员通过观察变电站上安装的检测软件的参数，分析变电站各部分机器的运行状态，进行软件的日常维护和操作指令的输入，以及排查故障保证变电站正常运行的工作。

无人值班变电站：计算机负责控制变电站的全过程，没有工作人员进行巡视，自动化系统的四遥功能监控和进行变电站的操作。变电站的无人值班是通过综合自动化系统完成的，这是一种管理模式下的运行，无人值班变电站也可以运用一般的二次设备和远程终端。无人值班变电站要求系统和控制系统以及信号传送送到具有一定的稳定性条件。无人值班变电站的正常运行依赖于控制系统的正常运行，在无法处理影响正常运行的故障如"漏油、漏气"问题发生的情况下，该自动化系统很可能陷入瘫痪。

无人值守变电站相较于有人值守变电站有如下优点：

（1）快速解决故障的能力。在计算机强大的数据库支持下，样本数据储存更容易，在故障发生时，无人值守变电站可以较快处理故障，解决问题。

（2）无人值守变电站可以实现信息共享。在传统的人工值班方法下，工作人员只能管理在他们附近的某一部分，因为人的目力有限。而无人值班变电站在借由计算机系统的帮助下可以实现整体的把控，并且它快速的数据处理能力也让故障解决变得更简单。

1.3 有人值守变电站改造为无人值守变电站的方法

无人值班变电站并不是在追求经济利益的最大化，这种措施最大的优势是提升了供电部门的工作效率，使人员利用率达到最大化。电力企业的生产管理向现代化迈进，對于安全、稳定、运行能力提出了新的要求，加快了我国电力企业的发展。所以变电站的无人值班改造是很有必要的，并且无人值守变电站已经从35kV发展到了220kV，500kV的无人值守变电站也在投入使用。

要实现变电站的无人值守，通常有这种办法：

变有人值守变电站为无人值守，并通过计算机控制其运行。这种方法常用于早些时间搭建的变电站，这种变电站修建时间久远。利用常规改造方法并且充分利用二次设施，对二次设施进行必需的改造从而实现无人值守的情况。在改造过程里主要有一下几部分的修改：为无RTU装置的变电站安装上相应装置，对于有二遥装置的变电站，将装置进行升级，添加现代的四遥功能。

2 无人值班变电站中自动化技术的运用原理

2.1 主要设计理念

变电站的综合自动化主要包含微机保护以及计算机监控两部分，和变电站的其他智能化设备共同组成综合自动化的整体。变电站的综合自动化运用分层分布式计算机监控技术，依照电力系统中各部分不同结构的作用可以分为一下三层：

2.1.1 间隔层

就是在现场运行的相关设备的数据采集，保护和控制装置。比如：综保继电器，保护控制柜，多功能电表等等。他们是和一次设备联系最紧密的部门，实际的数据采集，设备控制都是由它们来完成。

2.1.2 通信层

间隔层和站控层的数据需要通过一些通讯电缆/光缆进行传输，中间还存在一些通信设备比如通信管理机，交换机等等，用来负责数据的分发和传输，以及原始数据的存储。

2.1.3 站控层

其实我们通常所说的后台，包括电脑，打印机监控屏幕等等。在这一层要对搜集上来的数据进行一些应用开发，以便显示在终端屏幕上；一些遥控指令也从这一层发出去，通过通信层最后送到间隔层去执行。endprint

2.2 继电保护装置

继电保护装置是电力系统中的重要组成部分，继电保护装置基本任务：在部分电路出现故障时，采取快速、有用、有针对性地将问题部件从电路系统中隔离，使出问题的元器件不被烧坏，从而排除因故障元器件烧坏时电流过大导致的其他元器件的损坏；在某部分电气设备处于非正常运动情况时，供电保护装置就会发出预警，提醒工作人员检查排除故障。现对于220kV设备的保护是独立设置的，该部分收到信号后就立即动作跳闸，与变电站综合自动化完全独立。在被保护区会提取保护动作信号，其他信号信息也将通过微机保护装置将信号转换并通过站内以太网上传到调度端。

2.3 变电站自动化的优点

（1）变电站的智能化、自动化让信息的传播更快速，以便及时保护、监测设备，在日常运行中自动化的变电站让后期的设计安装，调试和故障维护都变得简单，提高了工作效率。变电站的自动化还能减少因为值班人员住宿占用的空间，还可提高自动化系统的安全性与可更新性。例如：娄底供电公司对自己管理区域的多所变电站进行了综合自动化改造：2000年实现了城区110kV大科变、檀山湾变的无人值班改造；2003年实现了220kV豹南山变电站的无人值班改造；2010年实现了500kV民丰变电站的无人值班改造。将变电站改为无人值班以后，有效减少了误触事故、误操作事故，当然供电质量也有了显著提高。

（2）大幅度降低了安装难度和工作量从而总造价大大减少。巡检机器人的发明，让工作人员从枯燥的日常巡视中解脱出来，有更多的精力处理更为复杂的工作。在严寒酷暑等恶劣天气情况下，机器人的日常巡视也不会受到影响。

（3）变电站自动化技术的运用对于运行管理自动化的提高起了显著催动作用，也对运行管理的发展铺好了道路。例如：娄底地调监控中心负责监控的变电站有220kV变电站九座，110kV变电站三十九座，35kV变电站六座，信息监控有42459项。娄底供电公司调控中心的调控人员说道，以前整个屏幕上都是报警信息，看的时间长了眼睛都会花，而且大量的频报信息与调试信息让监控任务变得异常繁忙，还会延误故障发现、处理的时间。该公司为了减少无效信息出现影响事故处理进程，研制出了限制、屏蔽结合的技术，成功告别了无效信息集中监控的刷屏时代。该公司对于监测电网中的电压、电流、温度等遥测信息区别对待，对于某些反映电网信息状况的遥测量重点标注，该公司还对变电站一、二级设备调试时产生的错误信息进行屏蔽，大大提高了有效信息的总体数量。

2.4 智能变电站中的顺控操作

顺控技术的兴起与发展与兴起，提高了无人值守变电站的推广使用。它通过运用倒闸操作程序化，减少了传统有人值守变电站因人为操作造成的失误率，大大提高了变电站的安全性与操作准确性，为变电站的程序化操作提供了全新的要求。站控层顺序操作在220kV智能变电站中的运用正處在从理论走向实践的阶段，大量的变电站开始采用智能化操控技术，为变电站中顺控技术的合理运行提供了大量参考数据。变电站的顺控操作是其智能化操作的重要特点，是指变电站在预先设定的程序控制下自动完成断路器、隔离开关、接地刀闸等一系列操作，缩短了变电站在遇到故障时解决问题的速度。

3 小结

现如今，我国经济处于高速发展阶段，电力对于国民经济的重要性不言而喻，但是人口基数庞大导致用电出现紧缺现象，如今政府更是采用了停电、限电等办法缓解这种状况。西电东输工程自开展以来取得了极大进步，在运输过程中如何保障电力的损耗达到最小，一直是人们研究的热点问题。在输送过程中保持较高的电压，可以在很大一定程度上减小输送中的电量损失，无人值守变电站可以建在这些偏远地区，工作人员只需要在屏幕前分析数据，观察是否出现故障，提高了工作人员的劳动转化率。变电站的无人值守是一项复杂的工程，它的特殊性使其对于各方面的要求都很高，本文通过对无人值班变电站中自动化技术应用的分析，为自动化技术进一步发展提供了思路。

作者简介

周丽丽（1972-），女，大学本科学历。助理工程师、技师，主要从事变电运维工作。

作者单位

国网湖南省电力公司娄底供电分公司 湖南省娄底市 417000endprint