浅论无人值班变电站设计与应用

浅论无人值班变电站设计与应用

摘要:变电站遥视系统是建立在网络环境下的一体化远程图像监控系统,其可用于实现变电站的实时图像信息的采集、传输、监控等一系列自动化的计算机处理,及时、准确地提供变电站各种现场信息,弥补了数据采集与监视控制系统在监控方面的不足,提高了监控水平。本文分析了无人值班变电站设计与应用的现状和存在的问题,并对存在的问题提出了改进建议。

关键词:无人值班变电站;设计;应用

变电站综合自动化和变电站无人值班技术是变电站监控和保护发展的主流和必然趋势。无人值班变电站运行管理水平、安全性以及高效经济运行是一个亟待研究的重要课题。目前,许多因素制约着无人值班变电站的安全运行。

一、无人值班变电站设计等功能要求

无人值班变电站,即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统,代替常规的测量和监视仪表,代替常规的控制屏、中央信号系统和远动屏,根据常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。无人值班变电站可以采集到比较齐全的数据和信息,利用计算机的高度计算能力和逻辑判断功能,可方便的监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。一般的来说,变电站综合自动化主要包括数据采集及通讯、数据处理、安全监视、微机保护、开关操作、电压无功控制、远动及自诊断等功能。

(1)数据采集及通讯功能:其中包括主变及各条线路的交流测量、温湿度等非电气量的直流测量、开关刀闸等遥信量的实时采集、保护信息的收集、与上级调度通讯、统一时钟等。(2)数据处理功能:主变及各条线路的功率及功率因数计算、电能计算及统计、事件顺序记录

及事故追忆等。

(3)安全监控功能:系统运行工况监视,变电站一次系统运行状态监视,遥测量的越限监视,遥信变位的声光报警,事故信号及预告信号的告警显示,变压器分接头与电容器组人工、自动调节与投切,保护测定值的显示与修改,在线自诊断等。

(4)微机保护功能:微机保护功能包括馈线保护、母线保护、变压器保护、备用电源自投等等。这是变电站综合自动化一个重要的功能,对于保障变电站正常运行有着重要的作用。

(5)电压和无功控制功能:对有载调压变压器分接头和并联补偿电容器组进行综合调节控制,从而控制电压和功率因数等指标,保证电压质量和优化无功补偿。

(6)远动功能:实现远动装置常规的遥测、遥信、遥控、遥调功能,即将采集的数据量和模拟量实时地送往调度中心,并接受上级调度中心的控制和调节操作命令。若有事故发生,及时向调度中心报警,还将故障录波和其它继电保护信息送往调度中心,同时接受调度中心发来的操作控制命令。

(7)人机联系功能和远方整定保护定值功能。

二、无人值班变电站设计中存在的问题及改进建议

(1)部分信息无法在监控中心正确反映

由于以前的无人值班变电站大多是对旧变电站进行改造后才实现的。部分早期的综合自动化装置存在集中采样功能不全等诸多先天不足导致有的设备不能提供接点给远动装置采集信息。另外,由于每个变电站的点表库有500～800个不等,如果监控中心管辖10个变电站,如果所有信息均出现滚动信息条和语音提示,那么由于信息量太大,监控值班人员将没有时间对设备进行高频交讯、巡视和遥控操作。而如果屏蔽相关信息,则监控中心又不能完全掌握所有设备的工况。并且,大量的误发遥信严重干扰了监控人员的准确监控和对变电站设备运行状况的掌握,部分早期综合自动化变电站存在监控系统死机或故障等问题,容易造成隐患。

(2)防火报警系统及遥视系统在事故时可能失去电源

防火报警系统及遥视系统多数采用交流供电方式。一旦35kV配电室或主控室发生火灾情况,交流供电将会中断,此时,报警信息无法发出,遥视系统也将瘫痪,导致监控值班人员无法及时准确掌握设备情况,延误事故处理。近年来,部分新安装防火报警系统及遥视系统采用增加自带微型蓄电池模式。由于维护不方便,容量无法保证,因此在交流中断时能否正确发挥作用,尚无运行经验。

三、无人值班变电站的扩展应用

(1)变电站送视系统的应用

目前,主要采用远程遥视系统和图像监控系统进行各站的现场监控。它的监控范围主要有:变电站院内环境,大门的开、关状态,变压器外观,油位、本体温度计读数,断路器、隔离开关和接地刀闸的分、合状态,主控室室内全貌,控制屏上光字牌,开关的红、绿指示灯,远控、近控转换开关位置,测量表计读数,保护装置的信号灯等。该系统还对电缆层、高压室、通信机房、蓄电池室等主要设备及站内环境等进行监控。

(2)变电站防火、防盗报警系统的应用

由于变电站实行无人值班,安全问题就必须谨慎考虑。采用时刻防火、防盗报警系统和消防远程监控系统,将信息通过光纤通道传至监控中心,采取声光报警,进行防火和消防系统监控。SK一239(时刻防火、防盗报警系统)由报警主机电脑和打印机组成,主站设在监控中心。调度所所辖各35kV变电站装设的防火、防盗报警系统均由SK-239主控机和室内、外防盗系统及室内防火系统组成。防火系统采用烟感探头,防盗系统采用集束射线探测器、红外微波探头及现场警号组成。烟感探头在被触发时发出警笛声,并输出信号至监控中心;当集束射线探测器及红外微波探头被触发时发出警笛声并输出信号,由SK-239站内主机向监控中心主站报警。

(3)变电站红外测温技术的应用

作为无人值班变电站,今后大修预试的模式就是通过对设备的在线监测、评价来实施状态检修。状态检修是由设备的实际运行状况来决定的。红外测温就是目前较准确、最简便的在线监测方法。利用红外成像仪来掌握设备在正常运行状态下的发热规律及其表面温度场的分布和温升状况,并以此为依据,结合设备结构及传导热能的途径,进一步分析各种设备缺陷及故障状态的热场及温升,再辅以其它检测技术的检测结果,就能较好地对设备有无内部或外部故障进行诊断。某局应用红外测温仪与红外热像仪相结合,对设备状况进行了详尽的分析。每月,由运行人员对全站设备接点进行测温,在高温、高负荷期间还增加测温次数,发现异常情况后,立即用红外热像仪进行复测确认。维护中心每年高温季节和设备大修预试前后对所有设备进行普测,建立了设备的红外测温档案,还应用温度判断法等一些行之有效的方法对设备运行工况进行诊断。

影响无人值班变电站安全运行水平的因素很多,关键还是严格把握设计中的先进技术理念应用,以及工程质量的保证,并逐步实现无人值班变电站制度的建立健全和完善落实。基础是加强责任心,提高运行人员业务素质。加强设备缺陷的闭环管理,做到“发现及时、能修必修、修必修好”是硬件。要合理安排工作,确保每个环节都能紧密相连不出纰漏,才能在安全上做到超前预控,使无人值班变电站的安全运行得以保障。

参考文献:

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