无人值守变电站设计相关问题探究

无人值守变电站设计相关问题探究

唐健

（大庆油田有限责任公司天然气分公司规划设计研究所黑龙江大庆163000）

摘要：变电站是电网的重要组成部分，同时也是当前电网改造的重心，而无人值守电网以其高效、稳定、节约成本等诸多优点，被广泛应用到变电站的改造以及建设中。本文主要从无人值守变电站的发展意义以及其包含的重要控制系统方面展开讨论，希望能够建设出性能更加良好的无人值守变电站。

关键字：无人值守；变电站；设计研究

1前言

无人值守变电站是指运用现代化的远程终端技术、通信技术、监控技术以及网络技术，在远方调度中心进行控制的过程。它取代了现场值班的调度方式，变电站内的一切操作和控制均在终端的控制中心操作。运行中心无须固定的值班人员，仅需保留少量的值守人员来处理一些紧急情况即可。这种方式的变电站正成为当前变电站改革和建设的重要方向。

2无人值守变电站发展意义

无人值守变电站所带来的技术经济效益是非常明显的，主要体现在：（1）提高了电网的运行稳定以及可靠性，进一步保障了电网系统的安全。（2）减少了值班人员的数量，因此减少人为原因造成的故障，减少了劳动成本，提高了生产效率。（3）带动了企业自动化的发展进程，推动了科技的进步和发展。

另外，当前的网络技术和自动化工业的快速发展，无人值守变电站相关技术已经趋于成熟，变电站自动化水平的提高必然推动着其朝无人值守的方向发展。纵观国际社会，美国、法国、日本等变电站均在大规模使用无人值守运行模式，仅有一些超高压变电站等采取人员值班的模式。因此，面对变电站未来的发展趋势，我们需要了解无人值守变电站的工作方式以及重要技术部件。

3无人值守变电站自动化控制问题研究

3.1无人值守变电站自动化系统研究

无人值守变电站自动化控制主要有两种形式：协调型和集成型。

（1）协调型。主要是指将主控制站的数据库进行分割后分别装入到不通的分控站中，则分控站中的数据库就是主控制站中数据库的子集。因此，只需要对主控制站中的数据库进行维护即可实现整体的协调和功能优化，可以有效地降低系统的运行成本以及维护成本。

（2）集成型。是指将间隔的功能模块通过少量的光纤总线进行连接，将这些功能模块集成在一个统一的多功能数字装置中。主要的功能包括：系统控制、保护、事件记录、故障记录以及运行支持系统的数据处理等。

3.2无人值守变电站自动化控制系统方案设计

针对无人值守的变电站自动化控制系统主要有两种设计方案，一个是调度端到变电站进行直接的系统控制。但是这种方式仅适用于变电站相对较为简单、且数量比较少的情况下。在这种方式下，远程终端将采集到的信息和字节传输到调度系统中，调度人员根据相关的采集数据发出相应的指令，再由终端系统进行实施。这种方式将变电站的调度以及远程监视合二为一，由调度员直接监控变电站的开关以及运行状况。但是，由于调度员对开关进行控制，使其失去监护，容易造成一些事故，而且调度员和变电站值班员权责不明。

另一种方式是采用调度端系统与无人值守变电站控制中心（集控站）分开控制的方案。在这种模式下，控制中心接收上级的调度指令，负责无人值守变电站的运行管理工作。这样可以较好的改善第一种类型的缺点，而且比较适用于现存的电力系统。在实际的变电站建设过程中，应该根据实际情况，选择较合适的自动化控制系统方案类型。

4无人值守变电站监控系统设计

无人值守变电站的另一个比较重要的控制系统就是监控系统。在监控系统中包含许多比较关键的技术。

（1）视频的采集技术。在视频采集技术中主要是利用摄像头将采集到的音频或者视频信号传输到电脑中，并将其转换成电脑能够识别的数据信号，这种信号不仅可以进行编辑加工，而且可用来分析、模拟，是整个监控系统中最基础也是最重要的工作之一。

（2）视频处理技术。这一部分属于视频监控技术的核心部分，主要包括数据采集、A/D转换（模数转换）、压缩、存储、解压缩、D/A转换（数模转换）等过程。在这一技术中最主要的关注点是视频的处理速度以及处理质量。速度反映的是能否实时的进行监测，并做出相应的调度。质量反映的是返回的监测值是否准确，只有准确的情况下，才有可能做出正确的判断和决定。

（3）视频数据的传输、留存和检查。尽管视频数据是被压缩的，但是由于通信的网络数据是客观的，因此还需要选择一种通信网络来传输视频信息。最好的情况是变电站驻地能够有一些电力通信网，这样既节省资源，又能够保障数据的安全传输。而目前对于视频的存储系统主要有连续存盘、流水存盘和报警存盘三种。连续存盘可以完整、清晰地展示整个监控画面，但是需要占用的空间较大。流水存盘可以节约存储空间，但是需要删除部分数据码流。而报警存盘是由一个报警系统组成，一旦报警系统解除，存档也就结束。每种方式都有其自己的优缺点，需要根据实际情况做出最好的选择。

5无人值守变电站集控系统和电气系统设计

无人值守变电站集控系统主要有两种选择方案：一是调度自动化主站系统网络延伸方案。采用先进的网络延伸技术，不需要增加系统维护人员，但是会增加调度中心的主站系统的负荷，需要对主站系统进行升级。另一种方式是，当地集控配置方案。这种方式可以有效地减少主站的负担，但是需要增加系统的维护人员，建设工期较长，而且调式工作量大。

变电所高压电气设备的主要包括四种：（1）变换电能的设备。比如说主变压器、补偿电容器等。（2）接通或断开电路的开关设备。包括断路器、隔离开关等。（3）限制短路电流或过电压设备，像避雷器等。（4）测量和检查设备。例如电压互感器。在实际的变电站设计工作中需要选择合适的类型和设备，保证发挥最大的效益。

结语

变电站作为电网建设和改革中最关键的部分之一，正在往自动化、无人值守的方向快速发展，选择合适的方案设计在整个变电站的设计工作中显得尤为重要。分析各种模式的控制系统适应的环境类型，有助于我们快速做出正确的判断和选择。然而真正实现变电站全部无人值守还有很长一段路需要走，未来还需继续对智能化技术做深入的研究和探讨。

参考文献：

[1]高荣福.农网无人值班变电站设计和探讨[J].科学与财富,2011(10):183-184.

[2]方佳良.无人值班变电站远程图像监控工程设计探讨[J].浙江电力,2013,22(3):55-57.