500 kV变电站“无人值守+集中监控”数字化转型运维模式分析

万 锴

（国网湖北省电力有限公司超高压公司，湖北武汉 430050）

0 引言

近年来，随着电力行业的迅速发展，变电站数量与日俱增，而变电站内的值班人员却逐渐减少。传统的运维模式无论是效率还是管理成果，都已经无法适应现在的工作模式。若联合无人值守技术，推进集控站建设，应用一键顺控、机器人远程巡视、智能辅控系统等技术，提出新的运维思路，即可达成变电站项目低本高效的建设目标，由此提高电力行业生产效益，降低人为失误风险，满足变电站信息化转型要求。

1 500 kV变电站运维模式的创新原则

500 kV变电站运维模式的创新改革需要遵循以下原则。

（1）递进性。在应用新型运维模式时，需要切实维护电网系统运行安全性，并根据先低压、后高压的顺序进行改造。实际上，对500 kV变电站运维模式进行创新，应当以电压等级变电站作为核心基础，继而减少人为工作量。

（2）专业性。在500 kV变电站运维模式创新阶段，需要保证管理者具备较强的职业技能，以适应新环境变化，并开展专项培训，引导运维人员深度学习新模式应用技巧，以促进无人值守模式的高效实施。

（3）主动性。在以往的变电站运维管理中，相关人员需要以分散巡检的方式排查设备问题、安全隐患。而创新后的运维模式，应具有集成化的管理特征，此时要求各阶层运维人员主动参与统筹管理活动，并借助多则条例，唤起运维人员以及变电站班组成员工作的热情。

（4）高效性。新型运维模式需具备高效性，无论是500 kV变电站运维业务还是管理成果，都应当实现效率的稳步提升，应用新模式，确保运维业务得到整合处理，为变电站运维工作的有序开展提供保障。

鉴于此，为了优化500 kV变电站运维模式的应用效果，需要以上述原则为基准，确保无人值守模式具备良好的推行条件[1]。

2 500 kV变电站运维管理的常见难题

要想加强500 kV变电站运维管理，必须积极解决下列难题：①一键顺控技术还未成熟。目前湖北30座500 kV变电站，仅柏泉、道观河、吴都、建始、卧龙、十堰6座变电站具备一键顺控功能，且无法实现软压板的操作，姿态传感器、微动开关所实现的刀闸第二判据技术还有待加强，即使执行无人值守模式，也不能达到预期操作效果。②设备监控不全面。新运维模式下，虽然已经开始削弱对人力的依赖，但配置的监控设备可监控范围不够全面，目前大多数机器人巡视覆盖率不足90%，造成局部区域无法实现可视化监管，致使变电站存在潜在安全风险。③运维制度不细致。无人值守模式作为新的尝试，也应当从制度约束层面上进行保障，但显然当下制定的制度缺少专项管理内容。④设备运行可靠性差。在无人值守模式下，若变电站设备未能体现出可靠性优势，将在失去人工管理力量后显现突发问题，包括设备部件损坏、漏气漏油等，因此，应注重设备的优化改良[2]。

3 500 kV变电站运维模式的创新路径

3.1 推进集控站的建设

500 kV变电站作为跨区电网变电站，其供电需求较大，但由于站内运维人员不足，要想真正实现无人值守运维，应当围绕“降低重心、贴近设备、强化基础、精益管理”的工作思路，加快变电运维模式优化及集控站建设工作，建设智慧输变电集控系统，打造“运维数字化班组”，将各运维分部所管辖变电站的监控信号全部上传至集控站，安排运维人员集中在集控站进行远程监视，指引运维人员远程实时掌握变电站设备、现场环境动态情况，从而优化变电运维模式，提高设备监控效率。传统运维模式存在管控不全的现象，而无人值守模式能够很好地解决既往问题。一方面，为了支持无人值守模式，应当提高监控管理水准，除了配备功能齐全的监控设施外，也要保证运维人员能够从系统反馈的结果中掌握变电站24 h内的运维情况。在系统与人力结合背景下，实现对变电站的实时监控，此项监控目标可借助D5000系统（图1）、智能辅助系统等达成。另一方面，在运维工作中的现场监控事项上，也要进行远程控制操作。运维人员无须到达现场，即可完成断路器操作、避雷器检查、设备巡视、保护定值调取及切换、故障录波图调取及分析、带电测温等运维任务，在一定程度上减轻人力负担，提高人力资源利用率[3]，从而有序高效地完成变电站各项运维、操作任务。

图1 D5000系统监控界面

此外，在提高运维管理水平时，还可以借助监控平台对变电站系统运行动态进行实时监测。图2为无人值守故障监控录波，结合录波可以对变电站反馈的电气量变化情况进行分析，并且利用电气量波动结果鉴别故障详情，继而指引维修人员快速获取故障点位。另外，借助监控平台还可以预判系统异常运行状态，提前安排维修人员前往现场进行查证，由此妥善处理管理不当等问题。

图2 无人值守故障监控录波

目前，国网湖北省电力有限公司超高压公司所辖5个运维分部中，鄂东、鄂中运维分部集控站已通过验收正式运行，荆门、宜昌、鄂西北运维分部集控站正在建设中，目前相关监控业务被公司智能运检管控中心临时接管，待2023年正式投运后移交至相应集控站。

3.2 健全无人值守管理制度

500 kV变电站运维模式要想快速完成无人值守模式的转变任务，还应当加强变电运维监控管理，增强变电运维安全管控能力。目前国家电网公司出具的《国家电网公司变电运检五项通用管理规定》运维管理规定要求，驻地运维里程应在90 km以内，车程应在90 min以内。各地电力公司应按照此规定编制无人值守总体建设方案，进行撤人值守评估，明确运维驻地，由此来助力无人值守模式的合理应用。同时，对于变电站设备调度、异常故障处理等内容，都要在监控与录音的环境下操作，做到每一项运维业务均有迹可循。在细化管理制度内容时，还要刻意强调交班事项。虽然无人值守模式下，人员依赖性较为薄弱，但也不能完全脱离班组人员，因此在班组人员交接工作时，也要将上一阶段故障处理情况、安全管理要点、自动化维修进度、备份详情等关键信息准确地告知交班人员，使交班后依然可以实现系统的稳定运行。

变电站巡视事项要求结合500 kV变电站运行特征，设定专门的巡视周期，以此辅助无人值守模式精准把控变电站动态，包括例行巡视（每两日）、全面巡视（每两周）、专业巡视（每季度）、熄灯巡视（每月）、特殊巡视（视实况而定）。在无人值守运维模式引导下，运维人员还应当联合变电检修人员确定细致的检修内容，如检测暂态地电压、检测油色谱、测量电容量等，并指导运维人员科学处理变电站设备故障、现场不安全因素等问题。

无人值守模式的应用能够在一定程度上减轻工作负担，但负责运维业务的人员仍然要保持端正的态度，做好岗位配合工作，由此快速达成提质增效目标，为运维模式的优化改革提供保障[4]。

3.3 优化关键技术

要想实现数据驱动输变电运维业务创新发展和效率提升，就要全面推动变电运维工作方式和生产管理模式的革新。在创新500 kV变电站运维模式时，还应当从技术层面上为无人值守模式提供有利条件。

首先，运维人员在做好无人值守运维管理准备工作时，应当检查好设备可靠性，若变电站中的电气设备运行不稳定或可靠性差，即使成功引进无人值守模式，也依然依靠运维人力资源。此时，运维人员需准确记录设备故障频率、误动作出现率，而后在性能提升中，优化无人值守运维成效。

其次，加强对一键顺控的技术改造，提升变电站和集控站的倒闸操作、事故处理实效。一键顺控技术通过整合应用自动控制技术，将传统人工倒闸操作转变为自动软件预制，实现对误操作的有效防护。操作人员在操作时不需要编制内容复杂的操作票，只需要根据操作任务名称调用“一键顺控”按钮对应的操作票进行操作即可完成目的操作。原来变电站一条500 kV线路的停、送电操作时间大约各需要90 min，在改造完成后，该过程仅需60 s，效率提高了90倍，大大减少了停电时间，有效提高了供电可靠性。同时由于操作过程由计算机自动完成，避免了由于运行人员主观误判造成的安全因素，因此停、送电倒闸操作的安全性也得到了进一步提高。“一键顺控”是变电运维专业的一项重大创新，指引了国网湖北省电力有限公司超高压公司智能运检的未来发展方向。目前，湖北省30座500 kV变电站中，仅柏泉、道观河、吴都、建始、卧龙、十堰6座变电站具备一键顺控技术，后期国网湖北省电力有限公司超高压公司将大力推广一键顺控技术，使电力设备操作进入“秒时代”，让一切由程序自动执行的倒闸操作更安全可靠，更省时省力、更简单便捷。

最后，在无人值守模式下应当建立“设备状态感知实时，故障预警精准，应急抢修高效”的运检体系，保障电网安全运行，推动电网高质量发展，机器人等智能巡检系统（图3）能够准确掌握500 kV变电站充油设备油温、SF6气体压力、液压断路器机构压力等运行动态，而后对其展开有针对性的管理措施。一般情况下，在智能巡检平台界面上，往往能够全面展示不同时期、不同设备名称等综合信息，并且可自动打印运维报告，以供运维人员加强对变电站内外环境的集控管理。基于此，“无人值守+集中监控”新型运维模式的研究与应用，是现下变电站运维的重点改革内容。

图3 无人值守运维模式智能巡检系统演示

4 结语

综上所述，在500 kV变电站数字化转型运维模式的创新背景下，“无人值守+集中监控”模式现已成为主导方向，为了进一步推动该模式的推广进度，应从集控站建设、无人值守管理制度、关键技术成效等方面着手，建立“设备状态感知实时，故障预警精准，应急抢修高效”的运检体系，实现集控管理功能、业务能力和支撑手段的全面升级，提升变电运维人员的状态感知、缺陷发现、主动预警、风险管控和应急处置能力，提高运维管理细度，以期在无人值守模式助力下，500 kV变电站运维管理工作能够取得卓越成果，促进电力行业的良性运作。