220kV变电站无人值班改造

摘要：本文以我国220KV变电站无人值守工作实践为例子，提出了一些针对提高和加强无人值班的技术措施和建议，通过改造安全视频监控技术方案，强化通信运行能力，采用先进计算机技术和通信设备，全方位提升整个无人监控系统的功能，为推广无人值班变电站技术提供了可行性参考经验。

关键词：变电站无人值班 220KV

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：

自2002年以来，我国供电局对变电站进行了全部技术升级改造，主要对220KV变电站无人值守系统进行了技术升级。无人值守方案的好坏直接影响变电站的运行状态以及公司的总体经济效益，研究如何提高变电站的无人监控技术和效率，具有十分重要的现实意义。本文认为可以从以下方面努力。

1．完善四遥功能

专人管理的变电站通常没有装备遥控设备和技术，只具有常规遥信、遥测功能，且主要为供电系统自动化提供支撑。由于在工作时采集的遥信量相对有限，无法为工作人员提供充分的信息参考，使得只能高度依靠监控系统来完成监控工作，因此，在对变电站无人值班技术升级改造时，要注意信息收集的准确和全面性，同时也要符合现有遥控技术的能力。 使得任何突况和意外故障都能够在最短时间内发现并得到处理，尽量节省变电站对人力监管的时间。

1.1 遥信的完善

成功的遥信技术就是能够远程监控到任何异常情况并即时反馈给管理人员，要实现这个目标可依靠以下遥信技术：

(1) 线路(旁路)单元：电路回路控制系统信号、断路器操作机构异常信号、断路器控制回路断线信号、继电设备故障信号、工作电流短路监测信号、收发讯机(光端机)装置异常或通道告警信号(220 kV)、跳闸启动监测信号、断路器三相位置不一致(220 kV)、SF6气压低、SF6 低压闭锁、油泵频繁启动(越限报警)、远方/就地控制信号、小电流接地信号(35 kV及以下)、单元事故总信号。

(2) 主变单元：通风系统故障警告、温控系统异常信号、监控线路故障信号、主变油位异常信号。

(3) 中央信号：预告总信号、电力系统接地情况信号、继电保护装置故障信号、10 kV 系统接地信号、PT 二次回路异常信号(计量、同期)、载波器不稳定运行信号、故障录波器异常信号、低周减载装置动作信号、电力负荷超压报警信号、变电站备用电源启动信号、备用电源自投装置异常信号、供电直流电异常信号、消防装置动作及报警信号、消防装置异常信号、远动及通讯装置异常信号、遥控装置自身异常转为备用系统信号、防盗报警信号、GIS 设备的有关信号。

以其中2个信号为例：第一，在对变电站升级改造过程中，增设了小电流接地信号功能，该变电站在一次工作中出现了20KV单相接地故障，但是对于这次异常情况监控系统没有及时发出报警信号，而是在几个小时之后才有所反应。在系统中处理的优先级远低于遥信信号，当大量信号产生时，有可能产生延时和漏发现象。故加装3U0 接地监视继电器，采用其硬接点为小电流告警信号；第二，单元事故总信号。值班员正常要监视十几个变电站，如果发生事故，要靠监控系统及时推出事故画面，而这依赖于单元事故总信号。建议采用软件控制异常情况报警系统。对中低电力系统的保护，可在电路闸门出增设双保护装置，充分发挥位置不对称的作用来提高事故总信号的运行效。

1.2 遥测的完善

遥测技术主要帮助工作人员诊断变电站的运行情况是否正常，为了保证收集到的工作参数客观准确，主要增加如下技术功能：将原本为二相110KV开关升级为三相闸门；输电主干线路使用三相电压；将直电流与交流电流分开通行；变压器增设温度监控器；站用变低压侧三相电压。经过采用上述技术升级后，变电站遥测效果得到很好的提升：在实践中，经过上述技术改造过的220 kV变电站，在断开220 kV E8供电开关后，监控显示开关处于断路状态，工作人员发现一相电流大于0，经查为单相连杆拉断，从而避免了一次带负荷拉刀闸的恶性误操作事故。

1.3 遥控和遥调的完善

变电站的正常运转必须高质量的控制电压波动，因此要对各分线路进行有效切换，在实际操作过程中，将伴随变压器中性点接地刀闸的频繁操作，故结合改造，实现了主变中心点接地刀闸的遥控。为了方便检修和调试，防止误控开关，在每个开关上安装了远方/ 就地切换开关，只有切至“远方”位置时才能进行遥控。为配合市政输电工程，变电站的供电线路十分复杂，因此要工作人员反复执行电路闸门关启、继电保护、备自投等操作，为这些工作频繁往返变电站显然不合算，故对大部分保护实现了以上功能的远方投退。

2．装设安全视频监控系统

变电站实行无人值班制度后，需要做好火灾预警工作，而现有的安全监控系统能够为工作人员提供火灾报警、动态巡查、值班记录以及故障诊断等多种功能，为变电站无人值守提供了坚实的技术基础，公司在所有220 kV变电站改造中安装了该系统。系统包括摄像机等监视设备，红外对射、红外双鉴、高分贝声光告警装置等防盗设备，以及主机及数据采集和控制单元。主要在围墙配置红外对射，在主要出入口配置红外双鉴，在主建筑或者围墙上装设高分贝声光告警装置，并且对灯光进行控制。通过主机实现图像的压缩和远传、告警和连动、图像的记录、与消防主机互联。值班员可以在监控中心对变电站进行可视化监控。

3．改进计算机电源系统

无人值守系统部分设备需要用交流电供电，例如电脑主机、信号交换机、通信电路等，如果上述设备电路一旦被断开，会让变电站的监控立即失效，让工作记录损害，因此必须保证不间断对这类设备供电。传统的电源都采用UPS，但实践证明，由于UPS 的电池得不到及时的维护，电池的容量在1～2 年后将大幅度减少，在市电失去后，不能保证供电时间。故在改造中，经过对站用蓄电池容量验算后，安装了在线式逆变电源。在运行中还严格要求非重要负荷不能接到逆变电源上，保证了这些重要设备的不间断供电和切换。

4 .对一、二次设备进行改造

无人值班系统的正常运转，需要良好的设备性能支持，性能过硬的设备能够为工作人员节省大量时间精力，大大提高对变电站系统故障的检修效率。根据实际经验，本次改造工程重点更换了一些关键设备，主要对开关进行了无油化更换。改造以后，公司110 kV及以上开关的无油化率达到了100%；在原运行的保护中，还存在一批电磁型和晶体管、集成电路保护，其运行寿命已接近设计值，又不能实现通信功能，很难和变电站计算机监控系统相连，且这类保护维护校验复杂，费时费力，经过技术经济比较，对于这些保护一般都进行了更换，35 kV 及以下保护都更换为四合一保护，110 kV保护更换为微机保护加数字测控装置。

结束语：

在改造220 kV变电站监控系统时，对现有四遥功能进行完善，装设安全视频监控系统，完善通信处理功能和电源系统，并进行大面积的一、二次设备改造，大大提高了设备运行的可靠性，减少了运行值班员的工作量，为真正实现无人值班，为变电站的安全可靠运行打下了基础。

参考文献：

[1]张少宇.高压电站无人值班监控技术研究.华北电力大学学报.2009（3）