500 kV變電站“無(wú)人值守+集中監(jiān)控”數(shù)字化轉(zhuǎn)型運(yùn)維模式分析

萬(wàn) 鍇

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司超高壓公司，湖北武漢 430050）

0 引言

近年來(lái)，隨著電力行業(yè)的迅速發(fā)展，變電站數(shù)量與日俱增，而變電站內(nèi)的值班人員卻逐漸減少。傳統(tǒng)的運(yùn)維模式無(wú)論是效率還是管理成果，都已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在的工作模式。若聯(lián)合無(wú)人值守技術(shù)，推進(jìn)集控站建設(shè)，應(yīng)用一鍵順控、機(jī)器人遠(yuǎn)程巡視、智能輔控系統(tǒng)等技術(shù)，提出新的運(yùn)維思路，即可達(dá)成變電站項(xiàng)目低本高效的建設(shè)目標(biāo)，由此提高電力行業(yè)生產(chǎn)效益，降低人為失誤風(fēng)險(xiǎn)，滿足變電站信息化轉(zhuǎn)型要求。

1 500 kV變電站運(yùn)維模式的創(chuàng)新原則

500 kV變電站運(yùn)維模式的創(chuàng)新改革需要遵循以下原則。

（1）遞進(jìn)性。在應(yīng)用新型運(yùn)維模式時(shí)，需要切實(shí)維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行安全性，并根據(jù)先低壓、后高壓的順序進(jìn)行改造。實(shí)際上，對(duì)500 kV變電站運(yùn)維模式進(jìn)行創(chuàng)新，應(yīng)當(dāng)以電壓等級(jí)變電站作為核心基礎(chǔ)，繼而減少人為工作量。

（2）專業(yè)性。在500 kV變電站運(yùn)維模式創(chuàng)新階段，需要保證管理者具備較強(qiáng)的職業(yè)技能，以適應(yīng)新環(huán)境變化，并開(kāi)展專項(xiàng)培訓(xùn)，引導(dǎo)運(yùn)維人員深度學(xué)習(xí)新模式應(yīng)用技巧，以促進(jìn)無(wú)人值守模式的高效實(shí)施。

（3）主動(dòng)性。在以往的變電站運(yùn)維管理中，相關(guān)人員需要以分散巡檢的方式排查設(shè)備問(wèn)題、安全隱患。而創(chuàng)新后的運(yùn)維模式，應(yīng)具有集成化的管理特征，此時(shí)要求各階層運(yùn)維人員主動(dòng)參與統(tǒng)籌管理活動(dòng)，并借助多則條例，喚起運(yùn)維人員以及變電站班組成員工作的熱情。

（4）高效性。新型運(yùn)維模式需具備高效性，無(wú)論是500 kV變電站運(yùn)維業(yè)務(wù)還是管理成果，都應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)效率的穩(wěn)步提升，應(yīng)用新模式，確保運(yùn)維業(yè)務(wù)得到整合處理，為變電站運(yùn)維工作的有序開(kāi)展提供保障。

鑒于此，為了優(yōu)化500 kV變電站運(yùn)維模式的應(yīng)用效果，需要以上述原則為基準(zhǔn)，確保無(wú)人值守模式具備良好的推行條件[1]。

2 500 kV變電站運(yùn)維管理的常見(jiàn)難題

要想加強(qiáng)500 kV變電站運(yùn)維管理，必須積極解決下列難題：①一鍵順控技術(shù)還未成熟。目前湖北30座500 kV變電站，僅柏泉、道觀河、吳都、建始、臥龍、十堰6座變電站具備一鍵順控功能，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)軟壓板的操作，姿態(tài)傳感器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)所實(shí)現(xiàn)的刀閘第二判據(jù)技術(shù)還有待加強(qiáng)，即使執(zhí)行無(wú)人值守模式，也不能達(dá)到預(yù)期操作效果。②設(shè)備監(jiān)控不全面。新運(yùn)維模式下，雖然已經(jīng)開(kāi)始削弱對(duì)人力的依賴，但配置的監(jiān)控設(shè)備可監(jiān)控范圍不夠全面，目前大多數(shù)機(jī)器人巡視覆蓋率不足90%，造成局部區(qū)域無(wú)法實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)管，致使變電站存在潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。③運(yùn)維制度不細(xì)致。無(wú)人值守模式作為新的嘗試，也應(yīng)當(dāng)從制度約束層面上進(jìn)行保障，但顯然當(dāng)下制定的制度缺少專項(xiàng)管理內(nèi)容。④設(shè)備運(yùn)行可靠性差。在無(wú)人值守模式下，若變電站設(shè)備未能體現(xiàn)出可靠性優(yōu)勢(shì)，將在失去人工管理力量后顯現(xiàn)突發(fā)問(wèn)題，包括設(shè)備部件損壞、漏氣漏油等，因此，應(yīng)注重設(shè)備的優(yōu)化改良[2]。

3 500 kV變電站運(yùn)維模式的創(chuàng)新路徑

3.1 推進(jìn)集控站的建設(shè)

500 kV變電站作為跨區(qū)電網(wǎng)變電站，其供電需求較大，但由于站內(nèi)運(yùn)維人員不足，要想真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)維，應(yīng)當(dāng)圍繞“降低重心、貼近設(shè)備、強(qiáng)化基礎(chǔ)、精益管理”的工作思路，加快變電運(yùn)維模式優(yōu)化及集控站建設(shè)工作，建設(shè)智慧輸變電集控系統(tǒng)，打造“運(yùn)維數(shù)字化班組”，將各運(yùn)維分部所管轄變電站的監(jiān)控信號(hào)全部上傳至集控站，安排運(yùn)維人員集中在集控站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，指引運(yùn)維人員遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)掌握變電站設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境動(dòng)態(tài)情況，從而優(yōu)化變電運(yùn)維模式，提高設(shè)備監(jiān)控效率。傳統(tǒng)運(yùn)維模式存在管控不全的現(xiàn)象，而無(wú)人值守模式能夠很好地解決既往問(wèn)題。一方面，為了支持無(wú)人值守模式，應(yīng)當(dāng)提高監(jiān)控管理水準(zhǔn)，除了配備功能齊全的監(jiān)控設(shè)施外，也要保證運(yùn)維人員能夠從系統(tǒng)反饋的結(jié)果中掌握變電站24 h內(nèi)的運(yùn)維情況。在系統(tǒng)與人力結(jié)合背景下，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控，此項(xiàng)監(jiān)控目標(biāo)可借助D5000系統(tǒng)（圖1）、智能輔助系統(tǒng)等達(dá)成。另一方面，在運(yùn)維工作中的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控事項(xiàng)上，也要進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。運(yùn)維人員無(wú)須到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，即可完成斷路器操作、避雷器檢查、設(shè)備巡視、保護(hù)定值調(diào)取及切換、故障錄波圖調(diào)取及分析、帶電測(cè)溫等運(yùn)維任務(wù)，在一定程度上減輕人力負(fù)擔(dān)，提高人力資源利用率[3]，從而有序高效地完成變電站各項(xiàng)運(yùn)維、操作任務(wù)。

圖1 D5000系統(tǒng)監(jiān)控界面

此外，在提高運(yùn)維管理水平時(shí)，還可以借助監(jiān)控平臺(tái)對(duì)變電站系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。圖2為無(wú)人值守故障監(jiān)控錄波，結(jié)合錄波可以對(duì)變電站反饋的電氣量變化情況進(jìn)行分析，并且利用電氣量波動(dòng)結(jié)果鑒別故障詳情，繼而指引維修人員快速獲取故障點(diǎn)位。另外，借助監(jiān)控平臺(tái)還可以預(yù)判系統(tǒng)異常運(yùn)行狀態(tài)，提前安排維修人員前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查證，由此妥善處理管理不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。

圖2 無(wú)人值守故障監(jiān)控錄波

目前，國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司超高壓公司所轄5個(gè)運(yùn)維分部中，鄂東、鄂中運(yùn)維分部集控站已通過(guò)驗(yàn)收正式運(yùn)行，荊門(mén)、宜昌、鄂西北運(yùn)維分部集控站正在建設(shè)中，目前相關(guān)監(jiān)控業(yè)務(wù)被公司智能運(yùn)檢管控中心臨時(shí)接管，待2023年正式投運(yùn)后移交至相應(yīng)集控站。

3.2 健全無(wú)人值守管理制度

500 kV變電站運(yùn)維模式要想快速完成無(wú)人值守模式的轉(zhuǎn)變?nèi)蝿?wù)，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)變電運(yùn)維監(jiān)控管理，增強(qiáng)變電運(yùn)維安全管控能力。目前國(guó)家電網(wǎng)公司出具的《國(guó)家電網(wǎng)公司變電運(yùn)檢五項(xiàng)通用管理規(guī)定》運(yùn)維管理規(guī)定要求，駐地運(yùn)維里程應(yīng)在90 km以內(nèi)，車程應(yīng)在90 min以內(nèi)。各地電力公司應(yīng)按照此規(guī)定編制無(wú)人值守總體建設(shè)方案，進(jìn)行撤人值守評(píng)估，明確運(yùn)維駐地，由此來(lái)助力無(wú)人值守模式的合理應(yīng)用。同時(shí)，對(duì)于變電站設(shè)備調(diào)度、異常故障處理等內(nèi)容，都要在監(jiān)控與錄音的環(huán)境下操作，做到每一項(xiàng)運(yùn)維業(yè)務(wù)均有跡可循。在細(xì)化管理制度內(nèi)容時(shí)，還要刻意強(qiáng)調(diào)交班事項(xiàng)。雖然無(wú)人值守模式下，人員依賴性較為薄弱，但也不能完全脫離班組人員，因此在班組人員交接工作時(shí)，也要將上一階段故障處理情況、安全管理要點(diǎn)、自動(dòng)化維修進(jìn)度、備份詳情等關(guān)鍵信息準(zhǔn)確地告知交班人員，使交班后依然可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

變電站巡視事項(xiàng)要求結(jié)合500 kV變電站運(yùn)行特征，設(shè)定專門(mén)的巡視周期，以此輔助無(wú)人值守模式精準(zhǔn)把控變電站動(dòng)態(tài)，包括例行巡視（每?jī)扇眨?、全面巡視（每?jī)芍埽?、專業(yè)巡視（每季度）、熄燈巡視（每月）、特殊巡視（視實(shí)況而定）。在無(wú)人值守運(yùn)維模式引導(dǎo)下，運(yùn)維人員還應(yīng)當(dāng)聯(lián)合變電檢修人員確定細(xì)致的檢修內(nèi)容，如檢測(cè)暫態(tài)地電壓、檢測(cè)油色譜、測(cè)量電容量等，并指導(dǎo)運(yùn)維人員科學(xué)處理變電站設(shè)備故障、現(xiàn)場(chǎng)不安全因素等問(wèn)題。

無(wú)人值守模式的應(yīng)用能夠在一定程度上減輕工作負(fù)擔(dān)，但負(fù)責(zé)運(yùn)維業(yè)務(wù)的人員仍然要保持端正的態(tài)度，做好崗位配合工作，由此快速達(dá)成提質(zhì)增效目標(biāo)，為運(yùn)維模式的優(yōu)化改革提供保障[4]。

3.3 優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)

要想實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)輸變電運(yùn)維業(yè)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展和效率提升，就要全面推動(dòng)變電運(yùn)維工作方式和生產(chǎn)管理模式的革新。在創(chuàng)新500 kV變電站運(yùn)維模式時(shí)，還應(yīng)當(dāng)從技術(shù)層面上為無(wú)人值守模式提供有利條件。

首先，運(yùn)維人員在做好無(wú)人值守運(yùn)維管理準(zhǔn)備工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)檢查好設(shè)備可靠性，若變電站中的電氣設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定或可靠性差，即使成功引進(jìn)無(wú)人值守模式，也依然依靠運(yùn)維人力資源。此時(shí)，運(yùn)維人員需準(zhǔn)確記錄設(shè)備故障頻率、誤動(dòng)作出現(xiàn)率，而后在性能提升中，優(yōu)化無(wú)人值守運(yùn)維成效。

其次，加強(qiáng)對(duì)一鍵順控的技術(shù)改造，提升變電站和集控站的倒閘操作、事故處理實(shí)效。一鍵順控技術(shù)通過(guò)整合應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，將傳統(tǒng)人工倒閘操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)軟件預(yù)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)誤操作的有效防護(hù)。操作人員在操作時(shí)不需要編制內(nèi)容復(fù)雜的操作票，只需要根據(jù)操作任務(wù)名稱調(diào)用“一鍵順控”按鈕對(duì)應(yīng)的操作票進(jìn)行操作即可完成目的操作。原來(lái)變電站一條500 kV線路的停、送電操作時(shí)間大約各需要90 min，在改造完成后，該過(guò)程僅需60 s，效率提高了90倍，大大減少了停電時(shí)間，有效提高了供電可靠性。同時(shí)由于操作過(guò)程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，避免了由于運(yùn)行人員主觀誤判造成的安全因素，因此停、送電倒閘操作的安全性也得到了進(jìn)一步提高。“一鍵順控”是變電運(yùn)維專業(yè)的一項(xiàng)重大創(chuàng)新，指引了國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司超高壓公司智能運(yùn)檢的未來(lái)發(fā)展方向。目前，湖北省30座500 kV變電站中，僅柏泉、道觀河、吳都、建始、臥龍、十堰6座變電站具備一鍵順控技術(shù)，后期國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司超高壓公司將大力推廣一鍵順控技術(shù)，使電力設(shè)備操作進(jìn)入“秒時(shí)代”，讓一切由程序自動(dòng)執(zhí)行的倒閘操作更安全可靠，更省時(shí)省力、更簡(jiǎn)單便捷。

最后，在無(wú)人值守模式下應(yīng)當(dāng)建立“設(shè)備狀態(tài)感知實(shí)時(shí)，故障預(yù)警精準(zhǔn)，應(yīng)急搶修高效”的運(yùn)檢體系，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行，推動(dòng)電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展，機(jī)器人等智能巡檢系統(tǒng)（圖3）能夠準(zhǔn)確掌握500 kV變電站充油設(shè)備油溫、SF6氣體壓力、液壓斷路器機(jī)構(gòu)壓力等運(yùn)行動(dòng)態(tài)，而后對(duì)其展開(kāi)有針對(duì)性的管理措施。一般情況下，在智能巡檢平臺(tái)界面上，往往能夠全面展示不同時(shí)期、不同設(shè)備名稱等綜合信息，并且可自動(dòng)打印運(yùn)維報(bào)告，以供運(yùn)維人員加強(qiáng)對(duì)變電站內(nèi)外環(huán)境的集控管理?；诖耍盁o(wú)人值守+集中監(jiān)控”新型運(yùn)維模式的研究與應(yīng)用，是現(xiàn)下變電站運(yùn)維的重點(diǎn)改革內(nèi)容。

圖3 無(wú)人值守運(yùn)維模式智能巡檢系統(tǒng)演示

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在500 kV變電站數(shù)字化轉(zhuǎn)型運(yùn)維模式的創(chuàng)新背景下，“無(wú)人值守+集中監(jiān)控”模式現(xiàn)已成為主導(dǎo)方向，為了進(jìn)一步推動(dòng)該模式的推廣進(jìn)度，應(yīng)從集控站建設(shè)、無(wú)人值守管理制度、關(guān)鍵技術(shù)成效等方面著手，建立“設(shè)備狀態(tài)感知實(shí)時(shí)，故障預(yù)警精準(zhǔn)，應(yīng)急搶修高效”的運(yùn)檢體系，實(shí)現(xiàn)集控管理功能、業(yè)務(wù)能力和支撐手段的全面升級(jí)，提升變電運(yùn)維人員的狀態(tài)感知、缺陷發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)管控和應(yīng)急處置能力，提高運(yùn)維管理細(xì)度，以期在無(wú)人值守模式助力下，500 kV變電站運(yùn)維管理工作能夠取得卓越成果，促進(jìn)電力行業(yè)的良性運(yùn)作。