淺論無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要:變電站遙視系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的一體化遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其可用于實(shí)現(xiàn)變電站的實(shí)時(shí)圖像信息的采集、傳輸、監(jiān)控等一系列自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)處理，及時(shí)、準(zhǔn)確地提供變電站各種現(xiàn)場(chǎng)信息，彌補(bǔ)了數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)在監(jiān)控方面的不足，提高了監(jiān)控水平。本文分析了無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)與應(yīng)用的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，并對(duì)存在的問(wèn)題提出了改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞:無(wú)人值班變電站;設(shè)計(jì);應(yīng)用

變電站綜合自動(dòng)化和變電站無(wú)人值班技術(shù)是變電站監(jiān)控和保護(hù)發(fā)展的主流和必然趨勢(shì)。無(wú)人值班變電站運(yùn)行管理水平、安全性以及高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是一個(gè)亟待研究的重要課題。目前，許多因素制約著無(wú)人值班變電站的安全運(yùn)行。

一、無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)等功能要求

無(wú)人值班變電站，即利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測(cè)量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)的控制屏、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏，根據(jù)常規(guī)的繼電保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷。無(wú)人值班變電站可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計(jì)算機(jī)的高度計(jì)算能力和邏輯判斷功能，可方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行和操作。一般的來(lái)說(shuō)，變電站綜合自動(dòng)化主要包括數(shù)據(jù)采集及通訊、數(shù)據(jù)處理、安全監(jiān)視、微機(jī)保護(hù)、開(kāi)關(guān)操作、電壓無(wú)功控制、遠(yuǎn)動(dòng)及自診斷等功能。

(1)數(shù)據(jù)采集及通訊功能:其中包括主變及各條線路的交流測(cè)量、溫濕度等非電氣量的直流測(cè)量、開(kāi)關(guān)刀閘等遙信量的實(shí)時(shí)采集、保護(hù)信息的收集、與上級(jí)調(diào)度通訊、統(tǒng)一時(shí)鐘等。

(2)數(shù)據(jù)處理功能:主變及各條線路的功率及功率因數(shù)計(jì)算、電能計(jì)算及統(tǒng)計(jì)、事件順序記錄及事故追憶等。

(3)安全監(jiān)控功能:系統(tǒng)運(yùn)行工況監(jiān)視，變電站一次系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，遙測(cè)量的越限監(jiān)視，遙信變位的聲光報(bào)警，事故信號(hào)及預(yù)告信號(hào)的告警顯示，變壓器分接頭與電容器組人工、自動(dòng)調(diào)節(jié)與投切，保護(hù)測(cè)定值的顯示與修改，在線自診斷等。

(4)微機(jī)保護(hù)功能:微機(jī)保護(hù)功能包括饋線保護(hù)、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、備用電源自投等等。這是變電站綜合自動(dòng)化一個(gè)重要的功能，對(duì)于保障變電站正常運(yùn)行有著重要的作用。

(5)電壓和無(wú)功控制功能:對(duì)有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補(bǔ)償電容器組進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)控制，從而控制電壓和功率因數(shù)等指標(biāo)，保證電壓質(zhì)量和優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償。

(6)遠(yuǎn)動(dòng)功能:實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)裝置常規(guī)的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)功能，即將采集的數(shù)據(jù)量和模擬量實(shí)時(shí)地送往調(diào)度中心，并接受上級(jí)調(diào)度中心的控制和調(diào)節(jié)操作命令。若有事故發(fā)生，及時(shí)向調(diào)度中心報(bào)警，還將故障錄波和其它繼電保護(hù)信息送往調(diào)度中心，同時(shí)接受調(diào)度中心發(fā)來(lái)的操作控制命令。

(7)人機(jī)聯(lián)系功能和遠(yuǎn)方整定保護(hù)定值功能。

二、無(wú)人值班變電站設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及改進(jìn)建議

(1)部分信息無(wú)法在監(jiān)控 中心正確反映

由于以前的無(wú)人值班變電站大多是對(duì)舊變電站進(jìn)行改造后才實(shí)現(xiàn)的。部分早期的綜合自動(dòng)化裝置存在集中采樣功能不全等諸多先天不足導(dǎo)致有的設(shè)備不能提供接點(diǎn)給遠(yuǎn)動(dòng)裝置采集信息。另外，由于每個(gè)變電站的點(diǎn)表庫(kù)有500～800個(gè)不等，如果監(jiān)控中心管轄10個(gè)變電站，如果所有信息均出現(xiàn)滾動(dòng)信息條和語(yǔ)音提示，那么由于信息量太大，監(jiān)控值班人員將沒(méi)有時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行高頻交訊、巡視和遙控操作。而如果屏蔽相關(guān)信息，則監(jiān)控中心又不能完全掌握所有設(shè)備的工況。并且，大量的誤發(fā)遙信嚴(yán)重干擾了監(jiān)控人員的準(zhǔn)確監(jiān)控和對(duì)變電站設(shè)備運(yùn)行狀況的掌握，部分早期綜合自動(dòng)化變電站存在監(jiān)控系統(tǒng)死機(jī)或故障等問(wèn)題，容易造成隱患。

(2)防火報(bào)警系統(tǒng)及遙視系統(tǒng)在事故時(shí)可能失去電源

防火報(bào)警系統(tǒng)及遙視系統(tǒng)多數(shù)采用交流供電方式。一旦35kV配電室或主控室發(fā)生火災(zāi)情況，交流供電將會(huì)中斷，此時(shí)，報(bào)警信息無(wú)法發(fā)出，遙視系統(tǒng)也將癱瘓，導(dǎo)致監(jiān)控值班人員無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確掌握設(shè)備情況，延誤事故處理。近年來(lái)，部分新安裝防火報(bào)警系統(tǒng)及遙視系統(tǒng)采用增加自帶微型蓄電池模式。由于維護(hù)不方便，容量無(wú)法保證，因此在交流中斷時(shí)能否正確發(fā)揮作用，尚無(wú)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

三、無(wú)人值班變電站的擴(kuò)展應(yīng)用

(1)變電站送視系統(tǒng)的應(yīng)用

目前，主要采用遠(yuǎn)程遙視系統(tǒng)和圖像監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行各站的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。它的監(jiān)控范圍主要有:變電站院內(nèi)環(huán)境，大門的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)，變壓器外觀，油位、本體溫度計(jì)讀數(shù)，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和接地刀閘的分、合狀態(tài)，主控室室內(nèi)全貌，控制屏上光字牌，開(kāi)關(guān)的紅、綠指示燈，遠(yuǎn)控、近控轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)位置，測(cè)量表計(jì)讀數(shù)，保護(hù)裝置的信號(hào)燈等。該系統(tǒng)還對(duì)電纜層、高壓室、通信機(jī)房、蓄電池室等主要設(shè)備及站內(nèi)環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)控。

(2)變電站防火、防盜報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用

由于變電站實(shí)行無(wú)人值班，安全問(wèn)題就必須謹(jǐn)慎考慮。采用時(shí)刻防火、防盜報(bào)警系統(tǒng)和消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，將信息通過(guò)光纖通道傳至監(jiān)控中心，采取聲光報(bào)警，進(jìn)行防火和消防系統(tǒng)監(jiān)控。SK一239(時(shí)刻防火、防盜報(bào)警系統(tǒng))由報(bào)警主機(jī)電腦和打印機(jī)組成，主站設(shè)在監(jiān)控中心。調(diào)度所所轄各35kV變電站裝設(shè)的防火、防盜報(bào)警系統(tǒng)均由SK-239主控機(jī)和室內(nèi)、外防盜系統(tǒng)及室內(nèi)防火系統(tǒng)組成。防火系統(tǒng)采用煙感探頭，防盜系統(tǒng)采用集束射線探測(cè)器、紅外微波探頭及現(xiàn)場(chǎng)警號(hào)組成。煙感探頭在被觸發(fā)時(shí)發(fā)出警笛聲，并輸出信號(hào)至監(jiān)控中心;當(dāng)集束射線探測(cè)器及紅外微波探頭被觸發(fā)時(shí)發(fā)出警笛聲并輸出信號(hào)，由SK-239站內(nèi)主機(jī)向監(jiān)控中心主站報(bào)警。

(3)變電站紅外測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用

作為無(wú)人值班變電站，今后大修預(yù)試的模式就是通過(guò)對(duì)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)來(lái)實(shí)施狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修是由設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況來(lái)決定的。紅外測(cè)溫就是目前較準(zhǔn)確、最簡(jiǎn)便的在線監(jiān)測(cè)方法。利用紅外成像儀來(lái)掌握設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)下的發(fā)熱規(guī)律及其表面溫度場(chǎng)的分布和溫升狀況，并以此為依據(jù)，結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)及傳導(dǎo)熱能的途徑，進(jìn)一步分析各種設(shè)備缺陷及故障狀態(tài)的熱場(chǎng)及溫升，再輔以其它檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)結(jié)果，就能較好地對(duì)設(shè)備有無(wú)內(nèi)部或外部故障進(jìn)行診斷。某局應(yīng)用紅外測(cè)溫儀與紅外熱像儀相結(jié)合，對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行了詳盡的分析。每月，由運(yùn)行人員對(duì)全站設(shè)備接點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫，在高溫、高負(fù)荷期間還增加測(cè)溫次數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常情況后，立即用紅外熱像儀進(jìn)行復(fù)測(cè)確認(rèn)。維護(hù)中心每年高溫季節(jié)和設(shè)備大修預(yù)試前后對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行普測(cè)，建立了設(shè)備的紅外測(cè)溫檔案，還應(yīng)用溫度判斷法等一些行之有效的方法對(duì)設(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行診斷。

影響無(wú)人值班變電站安全運(yùn)行水平的因素很多，關(guān)鍵還是嚴(yán)格把握設(shè)計(jì)中的先進(jìn)技術(shù)理念應(yīng)用，以及工程質(zhì)量的保證，并逐步實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班變電站制度的建立健全和完善落實(shí)。基礎(chǔ)是加強(qiáng)責(zé)任心，提高運(yùn)行人員業(yè)務(wù)素質(zhì)。加強(qiáng)設(shè)備缺陷的閉環(huán)管理，做到“發(fā)現(xiàn)及時(shí)、能修必修、修必修好”是硬件。要合理安排工作，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能緊密相連不出紕漏，才能在安全上做到超前預(yù)控，使無(wú)人值班變電站的安全運(yùn)行得以保障。

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