變電站后臺服務器集中遠程管理

張傳奇 趙 強 田曉妍 劉海寧

（棗莊礦業（集團）有限責任公司供電工程處，山東棗莊 277000）

0 引言

棗礦集團供電工程處是棗莊市境內最早的供電單位，擔負著棗莊礦區110kV、35kV 電網供電任務，供電網絡橫貫棗莊、濟寧兩地，變電站28 座，跨距約180km。隨著電網綜合自動化程度的不斷提高，電力公司從2018 年開始對老式常規變電所逐步進行改造，敷設了320 余公里的信號光纜，給各變電站架設了“高速公路”，近兩年17個變電站實現了站內集中控制，11 個變電所實現了“無人值守”，推動了棗礦電力向集約化、集控化方向發展。隨著山東能源煤電板塊改革發展的不斷推進以及棗礦集團電力板塊經濟增長方式的持續優化，電力公司逐漸發展成以安全供電為龍頭，集110kV 高壓線路架設、變配電工程安裝維修、高低壓開關柜制造、支架電液控維修、煤礦電氣設備檢測檢驗于一體的綜合型專業化供電實業單位，并隨著環網的建設，不斷加快科技強企、科技興企的步伐，實現了供電的集控化、集約化。

1 實施背景

2018 年前，棗礦集團供電工程處的變電站一直采用24 小時守值的工作方式，值班員通過電話向調度員反饋供電系統運行狀態及故障信息，在供電系統發生故障時，不能很快確定系統故障程度、影響范圍、造成后果等情況。不得不通過原始的方法推測故障點和故障性質，要根據情況決定解決方法。整個過程中調度中心無法掌握電力系統的實時數據。2018 年開始逐步完成部分變電所無人值守的改造工作。跨距180km 的28 個變電站的后臺數據，如負荷改變、線路編號改變等問題都是由專業隊伍—信息中心運維人員到變電站后臺機進行操作修改。最遠的變電站（濱湖煤礦變電站）距離電力公司總部約80km，開車最快也需要1.5 小時，處理過程和來回路程浪費了約5 小時。雖然后臺數據變動的頻率不高，但是長此以往會出現嚴重問題。如果出現幾個站點同時需要修改，那么2 名維護人員無法滿足工作需要[1-3]。如果不及時修改，檢修停送電就會因開關編號、負荷名稱與集中控制后臺與遠程控制中心不一致，造成誤操作現象。

2 遠程集中管理的內涵與做法

2018 年起，在跨距180km 的28 個變電站之間，按照隨改隨建、分批分期的方式架設電網通信光纜320km，利用華為U2000 統一網絡管理系統建成了5G 環網—“高速公路”。

有了5G 環網做基礎，實施“五遙”（遙測、遙信、遙控、遙調和遙視）變電站勢在必行。本著“全面架構，分步進行，一所一策，先易后難”的原則，對不同的變電所采用不同的實施方案。對于老舊變電所要按照先易后難、分期分批分區域（先東后西）的原則逐步改造。

2.1 一次設備的改造

實現真正意義上的遠程集中管理，所有需要遠方操作的一次設備都必須具有電動操作功能，以便與綜合自動化系統配合，實現遠方遙控操作。因此，對于斷路器部分，設備選型110kV 應優選GIS 組合電器，35kV、6kV 優選真空開關。對于中性點接地的變壓器，中性點刀閘要隨系統運方變化，變壓器由調度操作，因此要采用電動方式。變壓器有載調壓裝置應具有電動調節擋位的功能。

洪村變電站進行升級改造后，一次設備已經全部具備遠方操作功能。棗莊35kV 變、朱子埠35kV 變、東山35kV 變，35kV 部分均為戶外布置，開關采用SF6 氣體絕緣，刀閘均為手動操作。對于手動操作的刀閘，可讓其間隔一直處于熱備用，刀閘處于常閉狀態，從而不影響遠方操作，并在資金允許的條件下逐步更換為電動。另外，所有站的6kV 部分均為戶內布置，具備遠方操作條件，變壓器也都已具備電動有載調壓功能。

總體來看，所有變電站一次設備目前已經基本滿足無人值守和遠程集中管理的要求，不需要做大的改造。

2.2 二次設備的改造

實現無人值守、遠程集中管理，變電站必須具備功能齊全的二次設備，包括變電站綜合自動化系統、電能量計量系統等。綜合自動化系統集“遙測、遙信、遙控、遙調和遙視”功能為一體，為變電站遠程集中管理的實現提供了技術支撐[4-5]。

（1）站內通信的改造。為了提高該系統運行的可靠性，可對站內遠動通信管理機進行雙重化配置，以確保與調度中心的不間斷通信。當時洪村和八一電廠兩座變電站已按雙遠動主機配置，其他35kV 變電站均為單機配置。

（2）“四遙”部分的改造。“遙控、遙調”：主變各側開關、所有進出線開關、電動隔離刀閘、主變中性點刀閘、主變有載調壓開關、運行復歸信號、對重要軟壓板投切等；“遙信”：開關、刀閘位置信號（包括主變中性點刀閘位置信號）、有載調壓擋位信號、接地刀閘位置信號、所有保護動作信號、熔斷器監視信號、運行異常信號（包括故總信號、預告信號、接地信號）、重合閘動作信號、低周減載信號等；“遙測”：具體有主變、線路的有功和無功、電流、母線電壓、直流母線電壓和所用變低壓側電壓等。集團公司的變電站大部分都滿足“四遙”要求，但有部分站沒有配置綜合測控裝置，會出現遙控、遙信路數不夠的情況，如田陳35kV 變、井亭35kV 變等。具體可根據實際情況，改造時按站按標準逐一測試整改。

（3）繼電保護及自動化裝置的改造。部分變電站35kV線路保護裝置老化，需要改造更換。如朱子埠35kV 變、東山35kV 變等。另外，無人值班變電站自動裝置都應該增加備用電源自動投入裝置。

2.3 圖像監控一體化信息系統的改造

圖像監控一體化信息系統應完善，可實現變電站的全方位監視。通過集成各種監控子系統，可自定義設置設備之間的聯動，包括現場設備操作聯動，火災消防、五防、門禁、環境監測、報警等相關設備聯動。系統能夠對站內主要電氣設備、關鍵設備安裝地點及周圍環境、人員活動情況進行全天候的監控，實現無人值守變電站的安全運行。

公司變電站內大部分變電站安裝了視頻監控系統，攝像頭的數量和清晰度基本滿足遠程集中管理和無人值班變電站的要求。

2.4 遠程集中管理分析

28個變電站后臺服務器系統共有兩種，一種是Windows系統，另一種是Linux 系統，且后臺服務器和遠程服務器均在電力專網內，為了防止病毒攻擊和破壞電力專網，將專網與外網用硬件進行單向物理隔離。一是使用向日葵、TeamViewer 等軟件實現遠程控制的可能性被否決；二是使用電腦自帶的地址遠程需要所有變電站同在一個號段上，這樣就需要把變電站的服務器全部匯聚到一個交換機上，后臺服務器的單獨網口從交換機上獲取信號，數據匯集較多會產生網絡風暴，這就要求28 個變電站所有設備的IP 地址在分配上杜絕重復。因此，將28 個后臺服務器加裝多網口網卡，單獨設置統一遠程號段，通過獨立光芯和交換機匯聚到遠程工作室，達到1 臺服務器管理28 個后臺服務器的目的，因系統的兼容性，又將Windows 和Linux 系統單獨分成兩個獨立的服務器單獨遠程[6-7]。

3 遠程集中管理成效

隨著調度綜合自動化改造的實現及現代電力系統管理模式的需求，棗礦集團供電工程處對現有變電站有步驟地實施無人值守、遠程集中管理的改造，對提高企業勞動生產率，促進電網的安全穩定運行，推動電力生產管理的現代化，提高電網的安全、經濟運行水平起到積極的作用。

截至目前一期棗莊、朱子埠、洪村、東山4 所變電站實現了遠程調度遙控，已運行3 年。二期官北、劉村、井亭、薛城、八一電廠、賽輪、周莊5 個變電所實現了遠程調度遙控，已運行2 年。實現了棗莊、朱子埠、東山、劉村、井亭、薛城、八一電廠7 個變電所無人值守。

2021 年開始，正在進行的三期有付村、高莊、七五、三河口、岱莊的“五遙”變電所改造，逐步向最遠端擴展。可見遠程集中管理的實現是十分必要的，如表1 所示。

表1 傳統電力運行系統與遠程集中管理運營情況比較

遠程集中管理通過與傳統運行系統對比的優勢：（1）實現了礦區電網內變電所的無人值守；（2）達到了減人提效的目的；（3）實現對變電所電氣設備的遠程控制；（4）生成各類報表，便于管理與考核；（5）使運行人員更加準確地評估系統的安全狀態及故障隱患，及時、準確掌握變電站后臺數據，保證調度主站數據的一致性；（6）可以在故障發生的情況下快速定位故障點及故障性質，便于及時通知操作隊值班人員到現場進行故障的處理。杜絕供電現場因編號、系統圖與實際不符帶來的操作失誤隱患；（7）當變電站線路名稱、線路編號等發生變動，需要修改當地后臺數據庫，自動化管理員通過專用遠程服務器進行操作，由原來的1.5 小時縮短到隨時操作的遠程管理；（8）減少燃油支出、減少交通安全隱患；（9）減少路途時間，提高工作效率。

4 結語

經過信息化改造，無人值守機房變電站后臺服務器集中管理是智能變電站發展的必然模式，是保障安全供電的快捷有效方法。不僅造價低、原理簡單，而且用信號傳輸代替了人工勞動，提高了工作效率，產生的效益巨大。