变电站后台服务器集中远程管理

2023-10-25张传奇田晓妍刘海宁

中国科技纵横 2023年16期

张传奇赵强田晓妍刘海宁

（枣庄矿业（集团）有限责任公司供电工程处，山东枣庄 277000）

0 引言

枣矿集团供电工程处是枣庄市境内最早的供电单位，担负着枣庄矿区110kV、35kV 电网供电任务，供电网络横贯枣庄、济宁两地，变电站28 座，跨距约180km。随着电网综合自动化程度的不断提高，电力公司从2018 年开始对老式常规变电所逐步进行改造，敷设了320 余公里的信号光缆，给各变电站架设了“高速公路”，近两年17个变电站实现了站内集中控制，11 个变电所实现了“无人值守”，推动了枣矿电力向集约化、集控化方向发展。随着山东能源煤电板块改革发展的不断推进以及枣矿集团电力板块经济增长方式的持续优化，电力公司逐渐发展成以安全供电为龙头，集110kV 高压线路架设、变配电工程安装维修、高低压开关柜制造、支架电液控维修、煤矿电气设备检测检验于一体的综合型专业化供电实业单位，并随着环网的建设，不断加快科技强企、科技兴企的步伐，实现了供电的集控化、集约化。

1 实施背景

2018 年前，枣矿集团供电工程处的变电站一直采用24 小时守值的工作方式，值班员通过电话向调度员反馈供电系统运行状态及故障信息，在供电系统发生故障时，不能很快确定系统故障程度、影响范围、造成后果等情况。不得不通过原始的方法推测故障点和故障性质，要根据情况决定解决方法。整个过程中调度中心无法掌握电力系统的实时数据。2018 年开始逐步完成部分变电所无人值守的改造工作。跨距180km 的28 个变电站的后台数据，如负荷改变、线路编号改变等问题都是由专业队伍—信息中心运维人员到变电站后台机进行操作修改。最远的变电站（滨湖煤矿变电站）距离电力公司总部约80km，开车最快也需要1.5 小时，处理过程和来回路程浪费了约5 小时。虽然后台数据变动的频率不高，但是长此以往会出现严重问题。如果出现几个站点同时需要修改，那么2 名维护人员无法满足工作需要[1-3]。如果不及时修改，检修停送电就会因开关编号、负荷名称与集中控制后台与远程控制中心不一致，造成误操作现象。

2 远程集中管理的内涵与做法

2018 年起，在跨距180km 的28 个变电站之间，按照随改随建、分批分期的方式架设电网通信光缆320km，利用华为U2000 统一网络管理系统建成了5G 环网—“高速公路”。

有了5G 环网做基础，实施“五遥”（遥测、遥信、遥控、遥调和遥视）变电站势在必行。本着“全面架构，分步进行，一所一策，先易后难”的原则，对不同的变电所采用不同的实施方案。对于老旧变电所要按照先易后难、分期分批分区域（先东后西）的原则逐步改造。

2.1 一次设备的改造

实现真正意义上的远程集中管理，所有需要远方操作的一次设备都必须具有电动操作功能，以便与综合自动化系统配合，实现远方遥控操作。因此，对于断路器部分，设备选型110kV 应优选GIS 组合电器，35kV、6kV 优选真空开关。对于中性点接地的变压器，中性点刀闸要随系统运方变化，变压器由调度操作，因此要采用电动方式。变压器有载调压装置应具有电动调节挡位的功能。

洪村变电站进行升级改造后，一次设备已经全部具备远方操作功能。枣庄35kV 变、朱子埠35kV 变、东山35kV 变，35kV 部分均为户外布置，开关采用SF6 气体绝缘，刀闸均为手动操作。对于手动操作的刀闸，可让其间隔一直处于热备用，刀闸处于常闭状态，从而不影响远方操作，并在资金允许的条件下逐步更换为电动。另外，所有站的6kV 部分均为户内布置，具备远方操作条件，变压器也都已具备电动有载调压功能。

总体来看，所有变电站一次设备目前已经基本满足无人值守和远程集中管理的要求，不需要做大的改造。

2.2 二次设备的改造

实现无人值守、远程集中管理，变电站必须具备功能齐全的二次设备，包括变电站综合自动化系统、电能量计量系统等。综合自动化系统集“遥测、遥信、遥控、遥调和遥视”功能为一体，为变电站远程集中管理的实现提供了技术支撑[4-5]。

（1）站内通信的改造。为了提高该系统运行的可靠性，可对站内远动通信管理机进行双重化配置，以确保与调度中心的不间断通信。当时洪村和八一电厂两座变电站已按双远动主机配置，其他35kV 变电站均为单机配置。

（2）“四遥”部分的改造。“遥控、遥调”：主变各侧开关、所有进出线开关、电动隔离刀闸、主变中性点刀闸、主变有载调压开关、运行复归信号、对重要软压板投切等；“遥信”：开关、刀闸位置信号（包括主变中性点刀闸位置信号）、有载调压挡位信号、接地刀闸位置信号、所有保护动作信号、熔断器监视信号、运行异常信号（包括故总信号、预告信号、接地信号）、重合闸动作信号、低周减载信号等；“遥测”：具体有主变、线路的有功和无功、电流、母线电压、直流母线电压和所用变低压侧电压等。集团公司的变电站大部分都满足“四遥”要求，但有部分站没有配置综合测控装置，会出现遥控、遥信路数不够的情况，如田陈35kV 变、井亭35kV 变等。具体可根据实际情况，改造时按站按标准逐一测试整改。

（3）继电保护及自动化装置的改造。部分变电站35kV线路保护装置老化，需要改造更换。如朱子埠35kV 变、东山35kV 变等。另外，无人值班变电站自动装置都应该增加备用电源自动投入装置。

2.3 图像监控一体化信息系统的改造

图像监控一体化信息系统应完善，可实现变电站的全方位监视。通过集成各种监控子系统，可自定义设置设备之间的联动，包括现场设备操作联动，火灾消防、五防、门禁、环境监测、报警等相关设备联动。系统能够对站内主要电气设备、关键设备安装地点及周围环境、人员活动情况进行全天候的监控，实现无人值守变电站的安全运行。

公司变电站内大部分变电站安装了视频监控系统，摄像头的数量和清晰度基本满足远程集中管理和无人值班变电站的要求。

2.4 远程集中管理分析

28个变电站后台服务器系统共有两种，一种是Windows系统，另一种是Linux 系统，且后台服务器和远程服务器均在电力专网内，为了防止病毒攻击和破坏电力专网，将专网与外网用硬件进行单向物理隔离。一是使用向日葵、TeamViewer 等软件实现远程控制的可能性被否决；二是使用电脑自带的地址远程需要所有变电站同在一个号段上，这样就需要把变电站的服务器全部汇聚到一个交换机上，后台服务器的单独网口从交换机上获取信号，数据汇集较多会产生网络风暴，这就要求28 个变电站所有设备的IP 地址在分配上杜绝重复。因此，将28 个后台服务器加装多网口网卡，单独设置统一远程号段，通过独立光芯和交换机汇聚到远程工作室，达到1 台服务器管理28 个后台服务器的目的，因系统的兼容性，又将Windows 和Linux 系统单独分成两个独立的服务器单独远程[6-7]。

3 远程集中管理成效

随着调度综合自动化改造的实现及现代电力系统管理模式的需求，枣矿集团供电工程处对现有变电站有步骤地实施无人值守、远程集中管理的改造，对提高企业劳动生产率，促进电网的安全稳定运行，推动电力生产管理的现代化，提高电网的安全、经济运行水平起到积极的作用。

截至目前一期枣庄、朱子埠、洪村、东山4 所变电站实现了远程调度遥控，已运行3 年。二期官北、刘村、井亭、薛城、八一电厂、赛轮、周庄5 个变电所实现了远程调度遥控，已运行2 年。实现了枣庄、朱子埠、东山、刘村、井亭、薛城、八一电厂7 个变电所无人值守。

2021 年开始，正在进行的三期有付村、高庄、七五、三河口、岱庄的“五遥”变电所改造，逐步向最远端扩展。可见远程集中管理的实现是十分必要的，如表1 所示。

表1 传统电力运行系统与远程集中管理运营情况比较

远程集中管理通过与传统运行系统对比的优势：（1）实现了矿区电网内变电所的无人值守；（2）达到了减人提效的目的；（3）实现对变电所电气设备的远程控制；（4）生成各类报表，便于管理与考核；（5）使运行人员更加准确地评估系统的安全状态及故障隐患，及时、准确掌握变电站后台数据，保证调度主站数据的一致性；（6）可以在故障发生的情况下快速定位故障点及故障性质，便于及时通知操作队值班人员到现场进行故障的处理。杜绝供电现场因编号、系统图与实际不符带来的操作失误隐患；（7）当变电站线路名称、线路编号等发生变动，需要修改当地后台数据库，自动化管理员通过专用远程服务器进行操作，由原来的1.5 小时缩短到随时操作的远程管理；（8）减少燃油支出、减少交通安全隐患；（9）减少路途时间，提高工作效率。