500kV智能變電站無人值班自動化控制技術研究

摘 要：500kV智能變電站在整個電力系統(tǒng)中承擔著電力配送的重任，是電網(wǎng)建設的關鍵環(huán)節(jié)。當前自動化控制技術快速發(fā)展，500kV智能變電站中無人值班自動化控制技術的應用，極大地減少了電力人員的工作量，而且有效降低了人為操作失誤，具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益，因此應加大對無人值班自動化控制技術在500kV智能變電站的應用研究。本文分析了當前500kV智能變電站無人值班自動化控制現(xiàn)狀，闡述了500kV智能變電站無人值班自動化控制技術應用，以供參考。

關鍵詞：500kV智能變電站；無人值班；自動化控制技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.175

0 引言

近年來，我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，對于500kV智能變電站的調(diào)度控制提出了更高的要求。500kV智能變電站具有測量、監(jiān)測、計量、控制、保護、信息采集等功能，無人值班自動化控制技術的應用通過集控中心對變電站各種電力設備遙視、遙信和遙感，進行信息交流，極大地提高500kV智能變電站運行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

1 當前500kV智能變電站無人值班自動化控制現(xiàn)狀

我國500kV智能變電站無人值班自動化控制發(fā)展起步較晚，當前很多變電站中的一次設備無法達到無人化控制要求，例如，一次設備漏氣、漏油、誤動、拒動、機構失靈、絕緣故障等[1]，嚴重影響了變電站的安全、穩(wěn)定運行，甚至有些隔離開關的合閘不到位或者無法進行遠程控制，必須進行現(xiàn)場操作控制，通過自動化控制技術無法實現(xiàn)對一次設備的實時監(jiān)測。同時，傳統(tǒng)500kV變電站系統(tǒng)中的一些信息無法共享，自動化控制系統(tǒng)可靠性和可擴展性差，一次設備之間無法進行互操作。另外，變電站的定值區(qū)改變、保護投退等操作主要采用保護插把、硬壓板等方式，而這種方式不能進行遠程控制，必須集控中心工作人員向現(xiàn)場值班人員發(fā)出指令，值班人員根據(jù)指令對保護壓板進行投退，這個過程耗費大量的精力和時間。結合我國500kV智能變電站發(fā)展情況，想要真正實現(xiàn)無人值班自動化控制，還需要積極優(yōu)化和完善相關設備技術。

2 500kV智能變電站無人值班自動化控制技術應用

2.1 智能化一次設備

（1）智能一次開關設備。500kV智能變電站應盡量應用智能一次設備，智能組件裝置安裝在智能組件柜體中，實現(xiàn)報警信號、各種指示、閉鎖功能、間隔連鎖、地刀操作、隔離開關、斷路器等數(shù)字化傳輸，實現(xiàn)一次設備的信息通信、閉鎖、連鎖和操作控制，實現(xiàn)智能化的控制開關設備。智能組裝裝置可以實現(xiàn)一次設備和二次設備的有效融合，降低成本，簡化變電站現(xiàn)場接線。

（2）電子式互感器。電子式互感器是500kV智能變電站的重要設備，其具有動態(tài)范圍大、測量頻帶寬、抗電磁干擾能力強、絕緣性能好等特點，其改變了二次設備和一次設備之間的通信方式，通過電子互感器配合現(xiàn)場總線技術，在500kV智能變電站中形成多個點對點通信方式，替換了傳統(tǒng)二次電纜線，有效簡化了二次接線。

（3）智能變壓器。根據(jù)經(jīng)濟運行、免檢修、少維護、結構穩(wěn)定原則，選擇的智能變壓器應集成智能控制、狀態(tài)監(jiān)測等功能，從而實現(xiàn)變壓器設備的智能化控制和監(jiān)測。

2.2 智能變電站自動化系統(tǒng)

500kV智能變電站的無人值班自動化控制需要構建可靠性高、穩(wěn)定性好、能夠?qū)崿F(xiàn)遠程操作和監(jiān)視的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。該自動化監(jiān)控系統(tǒng)基于IEC61850通信協(xié)議標準，包含過程層、間隔層和站控層，層次之間和各個層次內(nèi)部通過網(wǎng)絡通信，實現(xiàn)變電站信息的共享，有效簡化了設備配置。同時，智能變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通過光纜和通信網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)字化數(shù)據(jù)傳輸，通過通信網(wǎng)絡實現(xiàn)二次設備的信息交換，邏輯功能模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)功能裝置，由光纜替代電纜，可以極大地提高信號傳輸穩(wěn)定性和采樣精度，簡化自動化系統(tǒng)二次接線，節(jié)省維護工作量和一次投資費用。

2.3 保護配置

500kV智能變電站基于IEC61850通信協(xié)議標準，利用數(shù)字式繼電保護裝置，接入過程層和站控層的以太網(wǎng)，以GOOSE報文方式，開出或者開入開關量，并且繼電保護裝置支持IEC61850通信協(xié)議標準，可以遠程切換保護定值區(qū)和遠方投退軟壓板[2]，實現(xiàn)500kV智能變電站保護裝置的無人值班化運行。

2.4 全站設備在線監(jiān)測系統(tǒng)

為了達到無人值班自動化控制技術要求，通過500kV智能變電站的全站設備在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用參量采集傳感器或者智能組件裝置采集變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，以網(wǎng)口或者RS-485串口將數(shù)據(jù)信息傳遞到在線監(jiān)測系統(tǒng)。智能變電站中的一次設備、二次設備可以進行在線故障診斷，為變電站設備的運行優(yōu)化管理奠定良好基礎，從而實現(xiàn)從調(diào)度中心或者遠方集控分析智能變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)的監(jiān)測結果，結合故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測技術，預測設備異常，判斷設備故障，做好預防性維護檢修，減少500kV智能變電站運行成本，實現(xiàn)無人值班的自動化控制。

2.5 狀態(tài)檢修專家系統(tǒng)

狀態(tài)檢修專家系統(tǒng)主要基于500kV智能變電站的運行狀況，可以進行缺陷檢修，通過提取和錄入變電站設備的在線數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、預防性試驗數(shù)據(jù)等[3]，進行對比分析，得出500kV智能變電站設備的健康評估、診斷報告和狀態(tài)報告。同時，狀態(tài)檢修專家系統(tǒng)的報表輸出刮泥可以滿足實際的管理需求，生成多種符合要求的報表，綜合管理輸變電設備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、預防性實驗數(shù)據(jù)、臺賬數(shù)據(jù)等，科學評估變電站設備狀態(tài)，分析和判斷設備是否存在異常，結合設備診斷結果，調(diào)整變電站設備檢修計劃，減少維護檢修工作量和費用，為500kV智能變電站的無人值班自動化控制提供有利條件。

3 結束語

隨著自動化控制技術的快速發(fā)展，500kV智能變電站想要真正實現(xiàn)無人值班自動化控制，必須了解當前500kV變電站自動化控制存在的不足，通過智能化的一次設備、自動化系統(tǒng)、保護配置、在線監(jiān)控系統(tǒng)、狀態(tài)檢修專家系統(tǒng)等，應用數(shù)字化和信息化信息技術，滿足變電站無人值班自動化控制技術要求，推動500kV智能變電站的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]馬龍.500kV變電站無人值班綜合自動化控制系統(tǒng)改造研究[D].山東大學，2006.

[2]林康榮.500kV香山變電站無人值班改造及相關技術的研究[D].華南理工大學，2013.

[3]楊衛(wèi)星.智能變電站技術方案研究[D].浙江大學，2011.

作者簡介：劉魯峰（1987-），男，山東青島人，本科，研究方向：變電運維。endprint