220kV变电站实行无人值守的探讨

高文晋

摘要：本文旨在对220kV变电站实行无人值守的探讨。在简要介绍变电站无人值守的相关知识的情况下，结合实例，分别从网络结构、接口配置、保护装置及其系统，以及继电保护和测控装置改造等多个方面对220kV变电站实行无人值守的改造进行了分析和讨论，同时对改造期间的一些经验进行了交流，希望能够为电力公司在实行220kV变电站无人值守的过程中提供一些参考和帮助。

关键词：220kV 变电站 无人值守

1 变电站无人值守的概述

无人值守是近些年来广泛应用于各大企业、公司或公共场所的一种新型管理模式，可在自动化设备的协助下，利用集控室远程对变电站进行三遥（或四遥）调度。简单来说，变电站无人值守即是在变电站未安排值班人员进行操作、监控与管理的情况下，变电站可正常运行和作业的一种管理方式。通过对变电站实行无人值守改造，不但可以减少电力公司的人力资源投入，提高工作效率，同时也是电力公司简化管理环节、创造更多经济利益以及适应新时期社会发展需求的一种表现。目前，本站已经实现了五遥功能。“五遥”是指遥信、遥测、遥控、遥调和遥视。保护装置都是装设的微机保护，通信装置都是光纤通道。在主控制室后台机，可以实现对断路器、刀闸的操作。但是，我们操作断路器在后台机操作，操作刀闸还是去现场操作，因为刀闸有个分合到位不到位的问题。可以加装摄像头，加强遥视。一次设备、二次设备的各种状态、各种装置的报警信号、保护装置的动作信号、也能在后台机显示。电压、电流、有功、无功等实时数据都在后台机显示。对设备送出去的有功、无功统计计算还没有实现自动化，还需要值班人员记录计算。

2 220kV变电站的无人值守改造

结合笔者所在的220kV变电站为例，我站有两台主变运行，一台主变容量为120MVA，另一台主变容量为150MVA，两台主变并列运行。220kV双母并列运行，220kV有两趟进线，一趟出线。110kV双母并列运行，有8趟出线。35kV单母分列运行，Ⅰ段带4组电容器，带1#站用变。Ⅱ段带3组电容器，带2#站用变。1#、2#主变都是两套微机保护装置，1#主变保护装置为PST-1200和RCS-978，2#主变保护装置为RCS-978和SGT756。其微机监控改造模式与其他220kV变电站并无太大差异，需要依靠网络结构、通信接口等来实现。改造方式主要如下。

2.1 网络结构方面 首先，220kV变电站系统的站控层、间隔层均基于以太网设计，将网络拓扑结构作为本次改造的系统结构。其次，将变电站作为集控室，负责站内外的日常调度，并拥有站内独立系统，同时为了起到220kV变电站系统的监管作用，还需要集中对变电站站内PC机操作系统进行设置。再者，将远动装置统一安排在继电器室内部，设置方法按照“相对集中”原则进行。最后，经网络口以及串行通信口等实现变电站内的PC机操作系统与远动装置之间的数据互换。

2.2 接口配置方面 一般来说，220kV变电站的通信接口除了站内接口外，还有各大智能装置的接口，例如继电保护装置、安全自动装置等。在改造过程中，可选择数据网作为远动通道，远动通道通过2兆口以太网与监控系统、调度自动化系统等实现连接。同时，通信接口还需与IEC60870-5-103的标准相符合，在继电保护装置的通信协议方面，还需确保通信接口能够支持。并选择串行接口作为监控系统的通信接口，实现监控系统与其他装置（如UPS系统、直流系统等）的连接。若有加设自成系统的防误操作闭锁，可经过通信接口将其接入到监控系统当中。

2.3 保护装置及其系统 保护管理机和监控管理系统的接口，能够对相关的信息流进行监控和管理，例如继电保护实时信息、动作报告，或是对保护装置的定值进行设置，对故障录波信息的提取等。一般来说，保护装置主要有网络、串行通信两种功能，可用来处理普通信号，以确保保护管理机能够正常通信，并由保护装置对其进行转换并上传至拥有103规约的监控系统上；但在需要重点保护的信号方面，则选择以硬接点的模式将其接入到测控系统当中。通过这种方式，能够确保重要保护信号具有理想的实时性，使得其他装置接收到保护装置传输来的相关保护信息时，不需要保持高度的实时性，相反，还可以延时1分钟到10分钟左右。

2.4 继电保护的改造 在对220kV变电站的继电保护系统及安全自动装置进行改造时，同样需要遵循相对独立的原则，在功能上将其与测控系统加以区分。通常情况下，等级高于110kV、主变等都是经电磁型保护装置进行设计的，原则上可以不对其进行改造。而对于其他不属于微机保护装置，且没有网络、串行等通信功能的，则可通过硬接点的形式加以改造，并将信号送往测控系统。对于等级低于35kV则将其保护管理装置、测控装置改造成统一装置。同时，由于本220kV变电站是以综合自动化系统模式进行改造的，在该系统当中，有不少部分为保护故障信息系统的硬件结构，所以在对变电站进行改造期间，同时对变电站的保护故障信息系统加以改造并不需要再新建一个硬件系统，可以说，该改造方案的可行性相对较高。

此外，220kV变电站在实现无人值守的改造过程中，例如母差保护、监控设备、基于微机保护的高压线路以及公共失灵保护等可不进行改动。

2.5 测控装置 在实现无人值守改造中，原220kV变电站选用的控制屏需要进行拆除，并替换成线路模拟屏等设备。通过测控单元来完成对数据信息的监控与采集，根据电气单元的相关要求，对监控单元进行集中组屏配置；在配电装置中的特殊老站布设低于35kV等级的保护设备；同时在其内部的不同间隔中对间隔层设备进行充分分散布设。对于110kV、220kV等线路和主变，需要给予配置一整套独立测控装置；对于等级低于35kV者，则将其保护装置、测控装置等统一改造成“4合1”装置。此外，还需布设一套可用于采集公共信号的公共测控屏。

2.6 其他改造 在PC机监控系统下，将220kV变电站内全部断路器、刀闸、变压器以及不同装置状态信号等纳入监控范畴，并实现远程遥控操作。为了确保改造后对时误差在2ms以内，需要为同步对时设备选择同一套卫星时钟，并将软对时之外的对时设备设置成一钟多授时口的形成。同时也可利用GPS脉冲对时网的方式，对各装置运行过程中每秒钟所产生的一次脉冲进行对时。

3 220kV变电站实行无人值守的经验交流

在对220kV变电站进行无人值守改造时，有以下几个方面需要注意：①在选用设备时，需要重视与厂家沟通的环节，确保厂家提供的设备型号、功能等相一致；②施工前期，需要为设计组织工作预留一定时间，在所有工作准备就绪后再停电施工；③加强对系统对时精度、远动通道质量等项目关键质量点的管理，以免影响整个改造系统的正常运行；④验收阶段，需要在一路验收符合要求后，再对另一路进行验收，信号的准确性可由运行部门来进行确认。

4 结束语

220kV变电站实行无人值守，能够促使220kV变电站的安全、可靠运行得到进一步提高，降低值班人员工作强度，提高电网管理水平，是新时期电力公司获得更好更快发展的必然趋势。本研究通过网络结构、接口配置、保护装置及其系统，以及继电保护和测控装置改造等多个方面对220kV变电站的改造进行了探讨，认为综合自动化系统在220kV变电站的改造中具有可行意义，适用于新时期220kV变电站的自动化改造。

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