吴起35kV综自站无人值守改造工程的设计与实践

摘要：论述了吴起供电分公司所辖的8座 35kV变电站无人值守改造工程的设计目标、存在问题、改造方案和无人值守变电站的功能。

关键字：综合自动化 无人值守智能视频监测系统集控中心

中图分类号：S611文献标识码： A

1 引言

近年来，随着计算机技术和网络通讯技术的迅猛发展，不断的提高了电力电网的自动化、信息化水平。城、乡电网的迅速建设壮大，要求越来越多的变电站建设和改造成无人值守的综合化自动化变电站。无人值守变电站得以运行，不仅使供电部门提出的“减员增效”工作得以成功实现，取得了明显的经济效益和社会效益，提高了电力企业的劳动生产率，而且是提高电网的科技发展水平和科学管理水平，促进了电网的安全稳定运行，推动了电力生产管理的现代化，对提高电网的安全、经济运行水平起到了积极作用。

2 设计目标

吴起供电分公司目前所辖35kV城郊变、吴沧堡变、周湾变、白豹变、铁边城变、五谷城变、长官庙变和庙沟变8座变电站。本次进行了这8座变电站综合自动化系统改造，并对一次、二次设备进行消缺。在各变电站现场搭建智能视频监测系统，实施脉冲电子围栏，变电站灯光改造。变电站同时实施与主站语音对讲功能，对视频、语音和远动数据通道进行升级改造。在吴起县调度中心建立电力集控中心，实现变电站的无人值守。

3 存在问题

吴起供电分公司所辖的35kV城郊变、吴沧堡变、周湾变、白豹变、铁边城变、五谷城变、长官庙变和庙沟变8座变电站，采用的是陕西隆地电力的综自保护装置。其中长官庙、铁边城、周湾变主变高侧为丝具，无保护功能。吴仓堡变数据不能上综自后台和县调系统。有的开关的操作回路采用电源交流220V。通讯采用租用电信VPN通道实现调度远动系统，目前软件系统功能落后，使得上传的远动数据有限。

各变电站基本具备了简单“四遥”功能， “四遥”系统可以将变电站现场的设备运行数据以及状态信息传输到远端的调度中心，同时，远端的调度中心也可以对变电站现场设备进行控制和调节。尽管如此，当变电站现场发生诸如非法侵入或设备故障等异常现象时，远端调度中心仍无法及时地了解现场的情况，因此，各变电站仍然需要设专人进行现场昼夜值班。

4 改造方案

要实现变电站的无人值守，必须优化设计，以实现电网的安全、可靠、经济运行为基本出发点，必须有可靠的一次设备、二次设备、监控设备、调度自动化、通讯设备满足技术要求。在各变电站构建智能视频监测系统，实现“五遥”为无人值守运行模式提供保证。在吴起县调度中心建立电力集控中心，实现对各变电站由视频监测、周界防护、灯光控制、声光报警、语音对讲、视频录像为一体，对报警信号与视频图像进行有机联动结合，达到控制室内、设备区内、站域内监控对象与监控头像联动的一套可主动防范的高性能无人值守系统。

5 实施步骤

5.1一次设备、二次设备改造

要实现变电站的无人值守，必须要有可靠的一次、二次设备，设备选择要坚持安全可靠、技术先进、经济适用的原则，要注重小型化、无油化、自动化、免维护或少维护，要适合无人值守的运行条件，选用性能可靠的微机保护装置，可保证自动化数据的采集的完整性。对于运行中的各变电站进行无人值守改造，充分利用原有设备，全面、彻底的进行全站检修或改造，进行一次设备、二次设备消缺，。变电站二次接线的接口回路改造，应满足《火力发电厂发、变电所二次接线设计技术规定》和《35~110kV无人值班变电所设计设计技术规程》的相应要求。一次设备、二次设备消缺内容如下：

（1）电力变压器需装设有载调压装置，变压器的分接头位置应接入综合测控装置，并上传至调度端及监控中心。监控中心应能对有载调压分接头进行控制。

（2）主变高压侧为丝具的更换成电动操作机构的断路器，以便实现遥控操作。

（3）将全站开关交流线圈更换成直流线圈，操作回路电源改造成直流220V，开关的保护装置的事故总和报警信号都需要接入综合测控装置，并上传至调度端及监控中心。

（4）全站10kV所有刀闸及35kV进线刀闸信号均未接入相应保护装置，需敷设二次电缆并完善相应回路。

（5）站用变遥测量未接入综合测控装置，需敷设二次电缆并完善相应回路。

（6）全站改造成微机五防闭锁装置，联系五防厂家与综自厂家解决后台五防闭锁的问题。

5.2在变电站现场搭建视频监测系统

（1）首先确定无人值守变电站需要重点布防的部位及采用的非法侵入探测识别技术手段，详细确定变电站围墙周界、大门及各设备室门口等为重点防范部位。

（2）建立非法侵入视频联动监控子系统。

（3）建立无人值守变电站电气设备运行状态故障及周围环境参量异常视频联动监控子系统。

（4）建立电气设备故障及环境异常联动子系统。

（5）在变电站端安装视频监测系统软件。

5.3 在县调端建立远程集控中心

在吴起在县调端建立远程集控中心，由集控中心运行人员全面负责所辖范围内各变电站的运行维护、倒闸操作、事故及异常处理、设备巡视、设备定期试验轮换等全部运行工作，并负责所辖范围内各变电站的远方监视控制。实现由视频监测、周界防护、灯光控制、声光报警、语音对讲、视频录像为一体，对报警信号与视频图像进行有机联动结合，达到控制室内、设备区内、站域内监控对象与监控头像联动的一套可主动防范的高性能无人值守系统，实现变电站监控系统的“五遥”功能。提高无人或少人值守下人员设备的安全管理，把变电站内的音/视频画面、人员出入的状况、站内报警信号等数据及时地传回调度中心。

5.4 通讯的高可靠性

在通讯链路上，我们选择现有电信部门2012年底完成的VPN虚拟通道来完成，子站端租用电信的物理10M，主站端则不小于物理20M，组成吴起电力局的内网系统，在局中心提供外网出口，建立UTM安全防火墙，提供外网办公业务，在内网系统中划分远动、集控、视频监控等多业务，保证生产数据的优先权。需要时由电信部门配合实施完成。视频如有上传卡死现象需要考虑带宽增大或县局自架光纤来实现。

6 无人值守变电站功能

无人值守变电站视频监控系统主要分为变电站端和远程监控中心端两部分。

图-1无人值守变电站智能视频监控系统组成

无人值守远程综合监控系统通过在变电站安装摄像机、微音探头、数字/模拟环境变量采集模块、门禁、周界报警等高科技设备，其中的音视频、环境变量数据、出入口控制等接入前端综合监控主机，音视频、环境变量等资料实时数字化存储记录，同时，管理中心可管理所有前端综合监控主机，实时监视前端的图像、环境数据、门禁信息等，并对前端的所有突况做出高效、及时的处理动作。

1、实现变电站一次设备区、主控室站区域内场景情况的远程监视、监听及喊话无需拨号；在一次设备区围墙上安装脉冲式电子围栏将变被动防范为主动防御，并与监控联动，同时发报警信号给门卫和控制中心，可以实现远程布防、撤防功能。

2、监视变电站重要运行设备的外观运行状态，如变电站主变的温度、油位表等。

3、监视变电站内主要室内环境的情况，如高压室的SF 6气体检测、烟感红外双监，检测环境和人员进出主控室情况。

4、实现变电站内关键部位防盗自动监视，可进行周边报警联动。

5、实现变电站与集控中心图像数据实时双备份。

6、实现集控软件对变电站灯光，照明的远方控制。

7、可以在手机通过3G技术实现变电站视频图像的查看。

8、可以实现断路器与刀闸的顺控操作。

9、可以实现变电站上网无需开通外网，利用局中心的外网接入。

7 总结

在吴起供电分公司所辖的35kV城郊变、吴沧堡变、周湾变、白豹变、铁边城变、五谷城变、长官庙变和庙沟变8座运行中综合自动化变电站的无人值守改造工程中，我们创造性的选用了“边运行，边施工，边调试，边试验，边验收”的施工方法，从而安全高效的完成了改造任务，使各变电站实现无人值守后顺利投运，为以后我们今后进行的变电站无人值守改造积累了宝贵经验。