无人值守变电站的系统构成及管理模式分析

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摘要：近年来随着我国经济的飞速发展，作为国民经济命脉的电力行业的现代化建设已经体现出越来越大的重要性。在现代化的供电系统中，变电所管理的网络化、数字化和自动化是电力发展要求的必然趋势，变电所的无人值守、综合管理和安全管理是供电系统现代化的必由之路。文章对无人值守变电站的构成及各部分功能进行了简介，并提出无人值守变电站管理模式。

关键词：无人值守变电站；系统构成；管理模式；告警管理；系统监视功能

中图分类号：TM531 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）15-0012-02

近年来随着我国经济的飞速发展，作为国民经济命脉的电力行业的现代化建设已经体现出越来越大的重要性。在现代化的供电系统中，变电所管理的网络化、数字化和自动化是电力发展要求的必然趋势，变电所的无人值守、综合管理和安全管理是供电系统现代化的必由之路。

一、无人值守变电站的构成

无人值守变电站远程集中监控管理系统及多个无人值守变电站监控单元组成。

无人值守变电站远程集中监控管理系统监控中心设在电力调度中心内。监控中心和无人值守变电站监控单元之间的传输采用光纤通讯方式。无人值守变电站内监测模块如智能数据采集仪、智能协议转换器、蓄电池组监测仪等和无人值守变电站监控单元之间的传输采用专用数据总线的通信方式，物理接口采用RS485/RS422、RS-232C和PS-232C等。

目前运行的无人值守变电站大致有两类：

其一，为大型的区域变电站，用于给某个区域进行输、配电服务。该类变电站，布局分散、分布较广，不利于现场管理。

其二，为大型企业为满足自己的生产及发展需要所建立的企业自备性变电站。该类变电站的无人值守站较为集中，但因负载类型较为复杂，不利于现场的运行管理。

二、无人值守变电站的监控系统

随着科技的进步，变电站的开关设备及综合保护系统都得到了突飞猛进的发展。如新型的六氟化硫开关、真空断路器代替了老式油开关、继电保护系统的革新等，这些都为变电站的无人值守奠定了坚实的基础。

（一）系统的构成

系统由安装于各个开关柜上的综合保护装置、直流屏监控装置、模拟屏、智能电度表、小电流接地选线装置、GPS时钟校对装置、通讯管理单元及后台控制系统等构成，如图1所示。

（二）性能管理

1．监控中心、监控单元能以图文的形式显示其监测区域以及其监测范围内的全部被监测对象的工作状态、运行参数的画面。

2．监测系统的报表生成功能可产生规定的各种统计分析资料、图表、报表、机历卡、交接班日志、派修工单等，系统能根据各种运行数据自动生成运行记录，记录电路、设备运行情况。运行记录中说明了各种设备运行状态，包括正常运行、正常停机、故障告警、越限告警等。

3．通过综合保护设施，对变电站的开关柜远方操作分、合操作。减少现场操作，降低值班人员现场工作量，提高工作效率及安全系数。

4．具备微机闭锁、五防功能，避免值班人员远方误操作。

（三）告警管理

1．告警等级的划分。紧急告警：已经危及设备及整个系统安全，引起系统电路全程中断，必须立即处理的告警。重要告警：被监测设备部分故障，但电路尚可运行的告警。一般告警：可能影响设备及通信安全，引起电路传输质量下降，需要安排时间处理的告警。

2．告警功能要求。无论监测系统处于任何图文界面，均能自动提示告警，显示并打印告警信息。所有告警在主控台上一律采用可视、可闻声光告警信号。三级告警信号采用三种不同的显示颜色和告警声响和语音。告警确认功能：告警发生后，操作人员可在任何图文界面按下确认键，关闭告警声响，停止灯光闪烁（不关闭），故障排除后，恢复原色。紧急告警发生时，通过声音及颜色变化闪烁向相关人员发出告警信息；故障排除后，自动解除声光告警。甚至可以通过网络和无线通讯，向值班员的移动通讯装置发送报警及报警解除的信息。

3．告警门限值设定。应根据现场情况由系统管理员对告警的门线值进行设置。其他人员受限。

（四）信息处理

1．周期性地采集各监测模块如机载设备电源数采单元、微波数采设备、协议转换器传送来的各类信，进行数据处理、存储、显示、打印。无人值守的变电站可不设显示打印设备，但具备接入便携式计算机进行现场维护操作的功能，实时、主动地向监控中心发送状态改变或告警信息及相应数据。

2．具有统计辖内各监测数据每小时的最大值、最小值和平均值，并将这些统计数据定时（主动，每小时一次）或按要求（被动）上传到监控中心的功能。

3．具有数据存储功能，告警数据、操作数据和监测数据能保存至少一年。

（五）系统时钟校正

在监控中心安装GPS时钟自动校对系统，与监控系统通讯，系统能10秒内完成时钟统一。直接修改中心主控台系统时钟，系统能在24小时内自动完成整个时钟校准。

三、无人值守变电站的视频监视系统

图像监控系统将变电站的各被监视点，如主控制室全貌、设备情况、断路器、隔离刀闸现场实际状态等通过远程图像监控系统传输到监控中心，对无人值班站可减少巡检人员工作强度，弥补变电站取消运行人员直观性不强的弱点，同时加强对变电站的安全、保卫工作、火警进行监视，以提高变电站安全运行水平。

（一）系统的组成

按功能共分三个子系统：前端信号采集处理子系统、信号传输子系统、远程监视子系统（如图2所示），其中：

前端信号采集处理子系统主要包括：1～4路网络视频服务器、网络动环主机、半球、快球及一体化摄像机、各种报警探测器、动环门禁系统等。

信号传输子系统主要包括：各种传输线缆、光缆、10/100M交换机等通信传输模块。

远程监视子系统包括：电力调度监控中心安装银盘录像机、控制单元。

（二）系统监视功能的实现

在变电站设置球机以观察整个站的总体状况，如在大门出入口设置摄像机观察整个通道人员的进出情况，在楼通道处设置摄像机以观察整个通道人员的进出情况，在开关室内设置摄像机观察各路开关的通断状态，通讯及监控室设计球机以观测直流屏等重要设施，在电容室内设置摄像机以观察主要电容设备，在高压室内设置球机以观察高压开关情况，并安装门禁、烟雾探测、红外报警等探测、报警装置。部分监控场所需要安装数据采集模块，采集温湿度、电压电流等数据。

经信号传输系统将各种信号传至电力调度监控中心的远程监视系统。通过远程监视系统可以对变电站的现场进行监视的同时还可以对现场的监视设备进行控制以便于对变电站进行全方位的监视。硬盘录像机可以对现场的监视情况进行记录及回放。

四、无人值守变电站的管理

（一）运行及维护管理

无人值守变电所是指所内不设置固定运行、维护值班人员，运行监测、主要控制操作由远方控制端进行，设备采取定期巡视维护的管理模式。

针对无人值守变电站运行模式，可成立集控中心站及巡视操作班。

中心站负责无人值守变电站的信号监视、负荷监视及电容器投切，并负责对无人值守变电站的远方遥控。中心站作为调度命令的受令人，安排各操作班执行操作任务。中心站作为远方监视，取代了各变电站值班员的信号监视、负荷监视、电容器投切等监控职责。

操作班作为具体设备操作者和调度命令的具体执行人，取代了各变电站值班员的操作职责和工作许可职责。变电站运行监视和现场操作由巡视操作班统一管理，使操作与检修彻底分离，对于明确操作责任、规范许可人与检修人员的行为、保证设备检修质量、提高运行技术管理水平等都具有十分积极的作用。

（二）安全管理

系统具有完善的操作管理功能。为保证系统安全，使用某些功能时必须输入密码，经系统确认后方可进入系统，进行操作。操作密码有不同等级，以限制不同人员的操作范围。

所有被监测设备和系统的所有重要操作都有操作记录，包括操作员、作设备、操作日期、时间、操作内容等。系统能够对所有操作记录具有查询统计功能，所有操作记录具有不可删除性和不可更改性。

（三）设备管理（选用）

系统能记录被监测设备和常用备品，备件及仪表的名称、型号、编号、购买日期、使用年限等信息并能够进行相应地管理。具备系统配置的设备的条件组合查询功能，能进行设备维护派修单打印。

参考文献

[1]中国南方电网有限责任公司．变电运行管理标准（Q/CSG20001-2004）[S]．中国电力出版社．

[2]周立红．变电站综合自动化技术问答[M]．中国电力出版社．

作者简介：勾宝亮，男（满族），河北唐山人，唐山中润煤化工有限公司助理工程师，研究方向：自动化；郭洪荣，女，河北唐山人，唐山中润煤化工有限公司助理工程师，研究方向：自动化。