[行业技术文章]变电站的无人值班改造

作者：张会平王津赵志辰

　0引言

　　变电站自动化和无人值班是现今电网调剂自动化领域的必然趋向，其成长势头正方兴日盛。无人值班是电力工随着科学技术的成长而发生的新型的变电站运行方式，在这类运行方式里，进步前辈技术成份含年夜，它集中包括了工自动化，人工智能分析，通讯等多学科进步前辈技术的结晶，这是科学成长一般纪律所直接致使的必然成效。对原有变电站有步骤地实施无人值守改造势在必行，其缘由有两点：，它能更好地顺应工对电能的要求。现代工，尤其是高新技术工，对电能的电压水平、频率、纹波系数、供电接连性等指标都有较高的要求,我们电力企就要顺应这类要求，工自动化和与之响应的变电站自动化有着信息加工年夜、信息反馈快等人力不能超越的点。是以，在变电站中引进工自动化，实现无人值班是科学的选择；第二，它是电力企平安运行的要求，统计讲明电力行的事故中，由工钱身分酿成的据有一定的比重，实践证实人轻易受情况、情感、疾病等诸多身分影响，是以自己就是一个不成靠身分。确实有很多事故是由工钱误操作引发的，无人值班却可以提高运行靠得住性。例如郑州地调早在1959年就起头采用远控技术，40多年从未发生过误操作，深圳供电局实现变电站无人值班后，误操作事故率下降了60。是以，我们现在不应当再计议无人值班该不应上，而应当计议无人值班该怎样上；第三，从经济效益的角度看，当无人值班变电站到达一定数目时，就能够实现减人增效。

　　变电站自动化是在自动化技术、计较机技术、网络通讯技术的根蒂根基上成长起来的，我国年夜约在20世纪90年月才年夜规模推行变电站自动化和无人值班这项工作，经过10多年的成长基本形成了新建变电站全数采用综合自动化技术，常规站慢慢向变电站自动化和无人值班过渡的局面。而本文重点斟酌的是常规变电站改造的问题。

　　1改造原则

　　我们展开各项工作都要斟酌投资的经济效益和社会效益，即投资的“产出”是否高于“投进”。由于各地情况不尽不异，是以，每一个供电单元在实施常规站无人值班改造工程时，必需进行周全论证。

　　(1)自动化系统是电网调剂自动化的一个子系统，是以常规变电站的无人值班改造也应从命电网调剂自动化的整体设计，其设置装备摆设、功能、装备的安插应知足电网平安、、经济运行的需要。

　　(2)充实哄骗原有装备。

　　(3)改造后应知足变电站现实的需要，按我国的现实情况，今朝变电站还不年夜可能完全无人值守，即使是无人值守，也有一个现场维护、调试和应急处置的问题，是以改造时应斟酌远方与就地控制操作并存的模式。但必需保证在统一时间只答理一种控制方式有用。

　　(4)改造时应从技术上保证站内自动化系统的硬件接口知足尺度，系统的支持软件合适ISO开放系统的划定，系统的各类数据、通讯规约应与响应的电网调剂自动化系统连结一致，以顺应电力工信息化成长的要求。

　　2改造模式

　　由于各变电站现有装备、变电站在系统中的重要性、改造投资等情况均纷歧样，其改造方案没有统一模式，应凭据具体情况而定。国内常规站的基本模式是采用RTU和当地监控系统的两远站，从笔者掌控的情况，要改造成无人值班站，可以有以下两种方案。

　　2.1可以直接改成综自站，但要注重解决以下几个问题

　　2.1.1生产厂家的问题

　　今朝在变电站自动化系统选型傍边存在着所选系统功能不够周全，产物不外关，系统性能指标达不到要求等情况。主要有以下问题：由于我国市场经济体系体例不成熟，厂家过度重视经济利益，用户过度追求技术含，不重视产物的性能，因而一批技术含虽较高，但产物其实不过关，甚至结构、靠得住性很差的所谓高技术产物仍在不竭使用。厂家只要有人买就生产，改良的积极性也就不高，甚至有些产物生产进程中缺少少的保证措施，有些外购件的生产更是缺少治理，因而致使部门投产的变电站问题百出。还有一种情况，有些厂家就某产物只组织技术鉴定，没弄产物鉴定。另外，生产厂家对变电站自动化系统的功能、作用、结构及各项技术性能指标宣传和介绍不够，致使电力企内部人员对系统熟悉不透彻，造成设计破绽较多。

　　2.1.2分歧产物的接口问题

　　接口是自动化系统中很是重要而又持久以来未获得妥帖解决的问题，包括RTU与通讯控制器、庇护与通讯控制器、小电流接地装配与通讯控制器、故障录波与通讯控制器、无功装配与通讯控制器、通讯控制器与主站、通讯控制器与模拟盘等装备之间的通讯。这些分歧厂家的产物要在数据接口方面沟通，需花费软件人员很年夜精神往协调数据花式、通讯规约等问题。当分歧厂家的产物、种类很多时，问题会很严重。假设所有厂家的自动化产物的数据接口遵循统一的、开放的数据接口尺度，则上述问题可获得圆满解决，用户可以凭据各类产物的特点进行选择，以知足自身的使用要求。

　　2.1.3变电站自动化系统的抗干扰问题和接纳的措施

　　关于变电站自动化系统的抗干扰问题，亦即所谓的电磁兼容问题，是一个很是重要然而却经常被轻忽的方面。传统上的变电站自动化装备出厂抗干扰实验手段相当原始，仅仅做一些开关电焊机、风扇、手提电话等定性实验，到现场后往往也只加上开合断路器的实验，一直没有一个定的指标，这是一个极年夜的隐患。变电站自动化系统的抗干扰措施是保证变电站自动化系统靠得住和稳定地运行的根蒂根基，选择时应注重，及格的变电站自动化产物，除知足一般检验项目外，主要还应经由过程凹凸温实验、耐湿热实验、雷电冲击电压实验、动模实验，而且还要重点经由过程四项电磁兼容实验，划分是：1MHz脉冲干扰实验；静电放电干扰实验；辐射电磁场干扰实验；快速瞬变干扰实验。

　　鉴于以上等诸多缘由，笔者认为假设直接改成综自站应坚持依照“运行靠得住、功能实用、技术进步前辈、价格合理、维护利便、易于推行”的选型原则往实施，偏离了这个原则，就收不到应有的效果。

　　运行靠得住体现在：

　　·自己各模块能稳定协调地工作；

　　·要害部门一定要有冗余、备份等措施，不因单个模块的故障而影响整个系统的正常运行；

　　·抗干扰能力强。

　　功能实用体现在：

　　·基本功能、日常操作所需的功能必需完整、简明；

　　·信息分流，哪一层需要的信息才送往哪一层。

　　技术进步前辈体现在：

　　·采用当前的主流技术；

　　·合适开放、散布涣散分层的尺度；

　　·假设能够掌控好设计开发、生产制造、安装投运的各个环节，是可以做到进步前辈性与靠得住性相统一的。

　　价格合理、维护利便、推行轻易也都长短常重要的身分，与以上几个方面是相辅相成的。

　　另外，各电力公司所拥有的综自站型号数目不宜过，不宜跨越3种，否则晦气于运行人员掌控和维护。

　　2.2保留站内RTU装备，扩大其功能以实现无人值班

　　电工委员会(IEC)在IEC61850-2(术语)中对远方终端装配(RTU)的界说以下：远方终端装配(RTU)是典型的SCADA系统中的外部子站，它凡是作为通讯网络和变电站装备间的接口。此界说说明，电工委员会(IEC)赋予RTU在变电站自动化系统中以重要作用。

　　曩昔，人们认为，RTU为四远(远测、远信、远控和远调)功能，并用规约与主站进行通讯。今天，按电工委员会（IEC）在IEC61850中的界说，RTU已成为实现变电站自动化必不成少的装配。它不仅要实现变电站与调剂中心主站间的通讯，而且还要作为变电站内智能电子装备（IED）与通讯网络间进行通讯的接口。

　　今朝，有一种概念认为，RTU已被淘汰，实现110kV和220kV新建变电站的变电站自动化系统（SAS）时只需要采用庇护和监控一体化的装配即可。这类概念是不准确的，由于它轻忽了变电站自动化系统（SAS）的真正目的和功能寄义。在35kV及以下电压品级的配电变电站采用庇护和监控一体化装配，仅在今朝价格比力低廉、监视精度要求不高的情况下仍是可行的。在IEC60870-5-103（我国行标DL/T667-1999）的前言和第1节“范围和目的”中也对测控一体化问题明确暗示：“本配套尺度未必一定适用于将继电庇护和丈、控制功能组合在一个装配内并共用一个通讯口装备的信息接口。”庇护和监控一体化装配难以用IEC60870-5-103协议进行通讯，是以将其用于变电站自动化系统，通讯就成问题。

　　20世纪80年月和90年月中期所使用的RTU，是不能实现电工委员会IEC对RTU新界说的要求的，有需要成长成为知足IDE60870-5-103和IEC61850尺度的远方终端装配。

　　具体改造进程中的难点就是各类旌旗灯号的收集。主要用表1所示几种方式。

　　3结论

　　如资金答理可直接改成综自站，同时笔者认为第3、四种改造方案也未尝不成，尤其是第三种方案：即扩充原有RTU，增加远控、远调功能，庇护及中心等旌旗灯号的收集用直接更换端子排扩大接点法已在很多地方改造成功。其点以下：

　　(1)勤俭投资，以一个110kV站为例，改造成综自站约需120万左右，而采用第三种改造方案费用低仅需20万左右。

　　(2)便于治理和施工，由于从我国今朝的运行体系体例、人员配备、分工来看，自动化、庇护、计等都是相互自力的，另据新消息“综自”这一词在很多会议上已取消，未来的成长模式有待进一步观看，是以没有需要将所有常规站都改成今朝模式的综自站。

　　(3)改造时代不停电，假设直接改成综自站则需要将站内所有二次装备全数更换，也以一个110kV站为例，改造工期年夜约需要一个月左右，这样会增加很多不平安身分。

　　(4)新技术的支持，随着计较机技术和网络技术的成长，新一代网络光纤化RTU已问世，经由过程高速网，将之前常规RTU没法传送的远视报警信息（防火、防盗、防渍等）直接上传调剂端，完全消除通讯“瓶颈”。