无人值守变电站的设计思路探究张飞

无人值守变电站的设计思路探究张飞

张飞

（六安明都电力咨询设计有限公司安徽六安237000）

摘要：当前时期，我国电力系统的自动化技术得到了迅猛发展，无人值守这一工作方式在很多地区的变电站得以实现，自动化系统对于无人值守变电站测量、电量采集等工作的实施都卓有成效。我国无人值守变电站应对自动化系统进行科学使用，以促进整个电网的发展。

关键词：无人值守变电站；综合自动化系统；分层分布式结构

当前时期，我国电力系统的自动化技术得到了迅猛发展，无人值守这一工作方式在很多地区的变电站得以实现，自动化系统对于无人值守变电站测量、电量采集等工作的实施都卓有成效。我国无人值守变电站应对自动化系统进行科学使用，以促进整个电网的发展。

1概述

城市电网和农村电网建设改造项目已全面铺开，在现代电力系统的各种技术发展十分迅速的情况下，建设高度可靠、有效可控的现代化无人值守变电站势在必行。无人值守变电站的测量、控制及电量采集均应由自动化系统来完成，应能方便地在远方完成对变电站的自动监控。满足这一要求的无人值班变电站的保护和监控系统的设计可采用两种模式。

（1）经济型自动化系统：用常规的保护配合传统的监控设备，原有变电站的二次设备和RTU部分不需全部更换，只需部分改进，所需投资也较低，故特别适用于老旧变电站改造。

（2）综合自动化系统：必须用微机保护与监控系统配合，技术含量高，投资也较大，原有变电站的二次系统和RTU部分需全部更换，重新设计，因此适用于投资相对较大的新建变电站。

2经济型自动化系统分析

依照常规远动方式，对现有二次设备加以合理运用从而达到无人值守的目的，这种模式即为经济型自动化系统。由于保护系统以及远动系统相互独立存在，具有较为简单的结构，所以运行维护起来十分方便，对于城农网的老旧变电站进行的无人值守改造通常运用这种系统。对于传统的有人值守变电站进行无人值守改造时，以下是应该对传统变电站的二次系统所做的改进：

（1）将中央信号系统予以取消。

（2）将控制屏予以取消，只对开关柜以及保护屏的控制开关盒和红绿灯进行保留，另外设置开关用于本地同远方之间的切换。

（3）将当地测量仪表予以取消。

（4）将光字牌予以取消，运用RTU来上传多种预告以及事故信号，并向调度中心传递。

（5）运用无源触点把保护装置所具有的动作信号以及状态信号接入到RTU，用于遥信使用。

（6）保证无论处于就地状态还是处于遥控状态，全部断电器以及主变压器的分接头都方便控制。

（7）对于诸如遥控执行屏、遥信转接屏、以及RTU屏等远动设备进行增设。

当前改造项目中对于经济型自动化系统的运用，实质上是以微机管理的实现为主要内容，它只是局部的综合系统化，自诊断能力缺乏，从而不能检测二次系统的自身故障是此种变电站自动化系统存在的一大缺陷。为了对上述故障进行预防，就要经常性的定期试验以及调试变电站的二次设备，如果一些可能出现的故障没有被预测出来，将给变电站乃至整个电网造成巨大灾难。经济型自动化系统对于变电站的安稳运行以及新技术的推广都会造成阻碍，因此，在对无人值守变电站进行建立时不宜采用这种系统。

3综合自动化系统分析

综合自动化系统具有保护变电站、测量监视变电站、远方控制变电站等多种功能，它对传统变电站具有的诸如仪表、中央信号等二次设备进行了取代，通过变电站所有设备可以互换信息并分享数据，能够自主监视、管理并调控变电站的运行活动，使变电站的保护及控制功能得以大大加强，变电站能够更为安全可靠地运行，从而把电网的控制水平也提高到了一个新的层次。综合自动化系统不但使变电站的设计越发合理，布局更加紧凑，同时也使得变电站能够更加安全稳定的运行。尤其值得说明的一点是，变电站综合自动化系统的发展，为我国深入发展电网综合自动化奠定了一定基础。

集中、分散以及集中、分散式相结合是当前变电站综合自动化系统设计所采用的几种结构。分层分布式综合自动化系统是无人职守变电站的一种发展模式,今年我主设完成的四座110kV无人值守变电站全部采用分层分布式综合自动化系统。利用网络电缆来对各个分布的单元进行连接，使一个较为完整全面的分散式综合自动化系统得以形成。

依据设备所具有的功能而对其进行划分，使多个借助集中装置来对自身功能进行实现的独立系统得以形成，这就是集中式结构。这种结构对变电站所实施的保护、测量、监视以及远动控制通常是运用一个或者两个CPU来进行的，简单的组织构成、集中的主机控制系统、对于实时任务的及时调配调配，很快的响应速度以及较少的资金投入是集中式控制系统所具有的优势；另外，给主机系统造成严重负荷、主机单CPU不够可靠是它所存在的缺点，所以，通常运用双系统互相备用以使其更为可靠。在集中式系统中可以将前置主机同后台辅机进行结合配置，前置主机可以用于采样输入模拟量、开关量和脉冲量，对变电站所有的一次设备实施保护，对开关量和信号的输出进行控制，传输数据给从机。负荷显示、远动通信以及打印输出等功能通常由从机实现。STD总线工业控制机可以作为前置主机，以管理为主要工作的后台辅机可以选用PC机。对双系统互相备用的方案进行使用，运用管理器来运行两套STD系统，可以使系统具有更高的可靠性。将PC机作为管理器，系统正常运行时，使一套系统同PC机进行通信，利用PC机监测这套系统是否在正常运行，如果出现意外就应马上通过控制回路对另外一套系统进行启用，同时要从故障系统中推出。

分散式结构通常是依据一次回路来设计的。首先，依据一次安装单位来对设备进行划分，使其形成多个单元，户内的开关柜内以及户外的高压断路器旁都可以对控制、微机保护和数据采集等多个单元进行安装。之后，利用网络电缆来对各个分布的单元进行连接，使一个较为完整全面的分散式综合自动化系统得以形成。此种结构存在很多优点：不同的功能单元不但能够进行通信联系也可以独立存在，这使得对系统进行的扩展以及维护工作能够顺利地进行，一个环节出现故障，不会影响其他环节；除此之外，分散式结构具有很高的抗电磁干扰能力以及较高的可靠性，在设计二次系统时，很大程度上减少了二次设备的占地面积、电缆和接线的使用数量

介于集中式以及分散式二者之间的集中、分散式结构存在很多形式。当前国内对于分散式结构集中式组屏结构的运用较为广泛。此种结构对于分散式结构所具有的所有优点都有所涵盖，加之其对于集中式组屏的使用，使得针对系统所进行的设计、安装、维护等等工作都十分便利。由于中低压变电站具有较为集中的一次设备，因此，分散式结构集中式组屏结构在中低压变电站得到较多使用。

4结束语

综上所述，本文对无人值守变电站的设计思路进行了认真的探讨研究，证明相对于经济型自动化系统综合自动化系统具有更大优势，因此，无人值守变电站的建立应该对此种模式进行运用。分层分布式综合自动化系统有利于系统扩展的方便性和灵活性,是新建无人值守变电站应推广的一种发展模式,特别适合于城市电网和农村电网建设项目。

参考文献

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