無人值班變電站設(shè)計研究

王福權(quán)

【摘 ?要】目前，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有所下降，但國內(nèi)生產(chǎn)總值增長率仍處于較高的增長階段。地鐵的建設(shè)正如火如荼地進(jìn)行著，船舶建造、漂浮設(shè)備、勘探、海上救助和救生設(shè)備的發(fā)展穩(wěn)步推進(jìn)。高速鐵路建設(shè)發(fā)展迅速，網(wǎng)絡(luò)消費和跨國貿(mào)易規(guī)模呈幾何倍數(shù)增長，能源汽車正在蓬勃發(fā)展。電能供應(yīng)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是人民生活的基礎(chǔ)。無人值守變電站是我國供電企業(yè)實施無人值守技術(shù)的重要成果之一。無人值班變電所技術(shù)雖然還不夠成熟，但只要能降低建設(shè)成本，減少其占地面積，使其安全可靠、可控，其在市場上的應(yīng)用將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】無人值班變電站;設(shè)計;應(yīng)用

無人值守變電站是21世紀(jì)初興起的一種新型變電站。開發(fā)時間短，技術(shù)不太成熟。但其獨特的無人值守運行管理模式仍在一定程度上促進(jìn)了我國供電企業(yè)的進(jìn)步，提高了我國供電企業(yè)的供電效率，給國家電網(wǎng)帶來了更大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，大力開展無人值守變電站的設(shè)計、應(yīng)用和管理研究，也有利于我國電網(wǎng)的發(fā)展。

1 有關(guān) 220kV 無人值班變電站的概念

1.1 定義

無人值班變電站：即變電站不需要固定人員輪流從事傳統(tǒng)變電所的日常工作。采用微遙控自動化技術(shù)，值班人員可在總調(diào)度室完成目標(biāo)變電所的運行，這是科技創(chuàng)新發(fā)展帶來的先進(jìn)變電站運行管理模式。

1.2 意義

無人值守變電站在一定程度上帶來了革命性的創(chuàng)新。無人值班變電站與傳統(tǒng)變電站最大的區(qū)別在于智能化，即人工變電站與智能控制的區(qū)別。與傳統(tǒng)變電站相比，其電網(wǎng)運行管理方式發(fā)生了變化。采用計算機遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程終端控制變電所運行等自動化技術(shù)，變電站無需設(shè)定員值班，提高了人員的工作效率，減少了崗位數(shù)量，為企業(yè)節(jié)約了資金。無人值班變電站的出現(xiàn)，大大減少了變電站人工操作失誤引起的故障，其遠(yuǎn)程終端運行方式提高了變電所工作效率，提高了我國電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)效益。

2 220kV 無人值班變電站的設(shè)計要求

2.1 無人值班變電站設(shè)計的功能要求

它是一個借助計算機遙控等自動化技術(shù)的變電站，是一種先進(jìn)的運行管理模式。與傳統(tǒng)變電站相比，采用先進(jìn)的微終端技術(shù)取代傳統(tǒng)的人工管理模式，建立了一個遠(yuǎn)程負(fù)責(zé)一個區(qū)域的變電站操作站，取代了傳統(tǒng)的變電站人工控制模式。此外，變電站操作站可以同時控制多個無人值守變電站，將多個變電站的數(shù)據(jù)和信息收集在一起，更好地監(jiān)控變電站設(shè)備。操作提高了人員的工作效率。與傳統(tǒng)變電站相比，無人值守變電站的主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)處理速度快、安全監(jiān)控能力強、遠(yuǎn)程預(yù)警及時、具有新型微機保護(hù)功能。

2.1.1強大快速的數(shù)據(jù)處理和全面覆蓋的數(shù)據(jù)采集

無人值班變電站采用自動控制管理，其數(shù)據(jù)處理具有實用性強的邏輯判斷能力，使得信息檢索速度非?？?，信息存儲量大。它能夠完整地記錄事件，并具有很強的分析和處理采樣數(shù)據(jù)的能力。同時，對多個無人值守變電站的信息進(jìn)行批量采集，并傳送到變電站的運行維護(hù)站。信息包括遙控、遙感、斷路器、隔離開關(guān)、信息保護(hù)、統(tǒng)一時鐘、非電測量和狀態(tài)信息等。

2.1.2強大的安全監(jiān)控功能

與傳統(tǒng)變電站相比，無人值班變電站控制監(jiān)測系統(tǒng)更為強大，而且有著多種多樣的監(jiān)視手段。包括無人值班變電站一次系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視、聲音光感報警、自我調(diào)節(jié)、顯示保護(hù)測定值、自我診斷等等。

2.1.3微機保護(hù)功能

微機保護(hù)功能包括饋線保護(hù)、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、備用電源自投等等。這是變電站綜合自動化一個重要功能，對于保障變電站正常運行有著重要的作用。

2.1.4敏感的遠(yuǎn)動預(yù)警功能

遠(yuǎn)動系統(tǒng)的基本功能有遙測、遙控、遙信、遙調(diào)。其工作原理是實時采集數(shù)據(jù)傳送至上級調(diào)度中心，由上級調(diào)度中心控制調(diào)節(jié)。如果發(fā)生故障，微機保護(hù)發(fā)出動作指令，并及時將信息傳遞給調(diào)度中心。

2.2 無人值班變電站設(shè)計的運行模式

220kV無人值班變電站與傳統(tǒng)變電站最大的區(qū)別在于其先進(jìn)的運行管理模式。其運行管理模式可分為三種：一是根據(jù)無人值守變電站的位置設(shè)置區(qū)域性變電站運行維護(hù)監(jiān)控中心，可同時監(jiān)控該區(qū)域內(nèi)所有無人值守變電站，但數(shù)量不多，約10個。然后由監(jiān)控中心操作員負(fù)責(zé)區(qū)域的監(jiān)控和運行，這是監(jiān)控和運行管理的第一種模式。二是每個無人值班變電站都有自己的監(jiān)控中心。每個監(jiān)控中心都有一名專員負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理變電站。同時，也有巡檢人員定期對變電站進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)并解決潛在故障。監(jiān)督檢查人員由上級調(diào)度指揮。第三，上級調(diào)度員還負(fù)責(zé)變電站的監(jiān)督管理，減少人員過多的參與，并聘請現(xiàn)場巡視員對變電站進(jìn)行巡視。顯然，監(jiān)控中心、巡檢員和調(diào)度中心之間的關(guān)系決定了無人值守變電站的監(jiān)控運行方式。

3 220kV 無人值班變電站設(shè)計時要注意的問題

3.1 確保無人值班變電站的自動報警消防系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)

因為無人值班變電站不需要固定的值班人員，所以這種變電站的自動消防系統(tǒng)、煙霧報警系統(tǒng)和溫度控制報警系統(tǒng)一定要運行正常，作為無人值班變電站的安全保障。如果無人值班變電站出現(xiàn)故障造成變電站內(nèi)溫度升高煙霧過多時，穩(wěn)定運行的警報系統(tǒng)就能及時上傳到調(diào)度中心，將信息傳遞給附近的巡查人員，使其可以快速及時地對變電站進(jìn)行救援。消防設(shè)計遵循“以防為主，防消結(jié)合”的消防方針，按有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定的要求進(jìn)行消防設(shè)計。根據(jù)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范》及《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》的規(guī)定，主變壓器采用排油充氮滅火方式。變壓器發(fā)生火災(zāi)危險時，該設(shè)備自動或人工啟動向變壓器內(nèi)充入氮氣，變壓器油通過 DN200 排油管排入事故油坑，從而控制火勢，防止火災(zāi)蔓延。在通向二次設(shè)備室及站用配電間的電纜溝、豎井和墻孔及盤底開孔處采取效阻燃的封堵處理，在主要回路的電纜溝中的適當(dāng)部位設(shè)置阻火墻，在靠近含油設(shè)備（主變和電流、電壓互感器等）的電纜溝蓋板予以密封處理。另在變壓器附近配備推車式干粉滅火器及消防砂箱、消防鏟等消防器材，可存放于消防器材小間。這些措施都為變電站正常運行保駕護(hù)航。

3.2 同樣完善的安保系統(tǒng)與占地面積的顯著縮小

無人值班變電站雖然沒有固定的值班人員，但其安全監(jiān)控系統(tǒng)比傳統(tǒng)的變電站更加完善可靠。傳統(tǒng)變電站由值班保安24小時監(jiān)控，無人值守變電站一般由附近區(qū)域的現(xiàn)場巡視員監(jiān)控。如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)變電所存在問題，可以采取正確的措施及時對變電所進(jìn)行搶救，確保變電站的安全可靠。由于無人值班變電站不需要人員看守，是調(diào)度中心人員遠(yuǎn)程監(jiān)控以確保安全，因此可以取消主控室、會議室、值班休息室、附近員工生活樓等傳統(tǒng)場所。與傳統(tǒng)變電站相比，大大減少了無人值班變電站的建筑面積，降低了變電站的工程造價，體現(xiàn)了無人值班變電站的巨大優(yōu)勢。

4 結(jié)束語

綜上所述，220kV無人值守變電站以其獨特的運行管理模式，不僅可以減少變電站占地面積，降低工程造價，還可以減少工作崗位，減少對電力企業(yè)人力資源的投入，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。而220kV無人值守變電站更安全、更環(huán)保、更可靠、傳輸更穩(wěn)定，非常適合當(dāng)前電力企業(yè)的發(fā)展，是新時代的產(chǎn)物。因此，大力研究其設(shè)計與應(yīng)用對我國電力企業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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（作者單位：巴彥淖爾電業(yè)局五原供電分局）