500kV智能变电站无人值班自动化控制技术研究

摘 要：500kV智能变电站在整个电力系统中承担着电力配送的重任，是电网建设的关键环节。当前自动化控制技术快速发展，500kV智能变电站中无人值班自动化控制技术的应用，极大地减少了电力人员的工作量，而且有效降低了人为操作失误，具有较高的经济效益和社会效益，因此应加大对无人值班自动化控制技术在500kV智能变电站的应用研究。本文分析了当前500kV智能变电站无人值班自动化控制现状，阐述了500kV智能变电站无人值班自动化控制技术应用，以供参考。

关键词：500kV智能变电站；无人值班；自动化控制技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.175

0 引言

近年来，我国电网规模不断扩大，对于500kV智能变电站的调度控制提出了更高的要求。500kV智能变电站具有测量、监测、计量、控制、保护、信息采集等功能，无人值班自动化控制技术的应用通过集控中心对变电站各种电力设备遥视、遥信和遥感，进行信息交流，极大地提高500kV智能变电站运行的安全性、稳定性和可靠性。

1 当前500kV智能变电站无人值班自动化控制现状

我国500kV智能变电站无人值班自动化控制发展起步较晚，当前很多变电站中的一次设备无法达到无人化控制要求，例如，一次设备漏气、漏油、误动、拒动、机构失灵、绝缘故障等[1]，严重影响了变电站的安全、稳定运行，甚至有些隔离开关的合闸不到位或者无法进行远程控制，必须进行现场操作控制，通过自动化控制技术无法实现对一次设备的实时监测。同时，传统500kV变电站系统中的一些信息无法共享，自动化控制系统可靠性和可扩展性差，一次设备之间无法进行互操作。另外，变电站的定值区改变、保护投退等操作主要采用保护插把、硬压板等方式，而这种方式不能进行远程控制，必须集控中心工作人员向现场值班人员发出指令，值班人员根据指令对保护压板进行投退，这个过程耗费大量的精力和时间。结合我国500kV智能变电站发展情况，想要真正实现无人值班自动化控制，还需要积极优化和完善相关设备技术。

2 500kV智能变电站无人值班自动化控制技术应用

2.1 智能化一次设备

（1）智能一次开关设备。500kV智能变电站应尽量应用智能一次设备，智能组件装置安装在智能组件柜体中，实现报警信号、各种指示、闭锁功能、间隔连锁、地刀操作、隔离开关、断路器等数字化传输，实现一次设备的信息通信、闭锁、连锁和操作控制，实现智能化的控制开关设备。智能组装装置可以实现一次设备和二次设备的有效融合，降低成本，简化变电站现场接线。

（2）电子式互感器。电子式互感器是500kV智能变电站的重要设备，其具有动态范围大、测量频带宽、抗电磁干扰能力强、绝缘性能好等特点，其改变了二次设备和一次设备之间的通信方式，通过电子互感器配合现场总线技术，在500kV智能变电站中形成多个点对点通信方式，替换了传统二次电缆线，有效简化了二次接线。

（3）智能变压器。根据经济运行、免检修、少维护、结构稳定原则，选择的智能变压器应集成智能控制、状态监测等功能，从而实现变压器设备的智能化控制和监测。

2.2 智能变电站自动化系统

500kV智能变电站的无人值班自动化控制需要构建可靠性高、稳定性好、能够实现远程操作和监视的自动化监控系统。该自动化监控系统基于IEC61850通信协议标准，包含过程层、间隔层和站控层，层次之间和各个层次内部通过网络通信，实现变电站信息的共享，有效简化了设备配置。同时，智能变电站自动化监控系统通过光缆和通信网络实现数字化数据传输，通过通信网络实现二次设备的信息交换，逻辑功能模块代替传统功能装置，由光缆替代电缆，可以极大地提高信号传输稳定性和采样精度，简化自动化系统二次接线，节省维护工作量和一次投资费用。

2.3 保护配置

500kV智能变电站基于IEC61850通信协议标准，利用数字式继电保护装置，接入过程层和站控层的以太网，以GOOSE报文方式，开出或者开入开关量，并且继电保护装置支持IEC61850通信协议标准，可以远程切换保护定值区和远方投退软压板[2]，实现500kV智能变电站保护装置的无人值班化运行。

2.4 全站设备在线监测系统

为了达到无人值班自动化控制技术要求，通过500kV智能变电站的全站设备在线监测系统，利用参量采集传感器或者智能组件装置采集变电站系统数据信息，以网口或者RS-485串口将数据信息传递到在线监测系统。智能变电站中的一次设备、二次设备可以进行在线故障诊断，为变电站设备的运行优化管理奠定良好基础，从而实现从调度中心或者远方集控分析智能变电站系统数据的监测结果，结合故障诊断和状态监测技术，预测设备异常，判断设备故障，做好预防性维护检修，减少500kV智能变电站运行成本，实现无人值班的自动化控制。

2.5 状态检修专家系统

状态检修专家系统主要基于500kV智能变电站的运行状况，可以进行缺陷检修，通过提取和录入变电站设备的在线数据、运行数据、预防性试验数据等[3]，进行对比分析，得出500kV智能变电站设备的健康评估、诊断报告和状态报告。同时，状态检修专家系统的报表输出刮泥可以满足实际的管理需求，生成多种符合要求的报表，综合管理输变电设备的在线监测数据、运行数据、预防性实验数据、台账数据等，科学评估变电站设备状态，分析和判断设备是否存在异常，结合设备诊断结果，调整变电站设备检修计划，减少维护检修工作量和费用，为500kV智能变电站的无人值班自动化控制提供有利条件。

3 结束语

随着自动化控制技术的快速发展，500kV智能变电站想要真正实现无人值班自动化控制，必须了解当前500kV变电站自动化控制存在的不足，通过智能化的一次设备、自动化系统、保护配置、在线监控系统、状态检修专家系统等，应用数字化和信息化信息技术，满足变电站无人值班自动化控制技术要求，推动500kV智能变电站的快速发展。

参考文献：

[1]马龙.500kV变电站无人值班综合自动化控制系统改造研究[D].山东大学，2006.

[2]林康荣.500kV香山变电站无人值班改造及相关技术的研究[D].华南理工大学，2013.

[3]杨卫星.智能变电站技术方案研究[D].浙江大学，2011.

作者简介：刘鲁峰（1987-），男，山东青岛人，本科，研究方向：变电运维。endprint