畢業(yè)設(shè)計農(nóng)村35KV小型變電站無人值班的設(shè)計與實現(xiàn)

1、摘 要本文介紹了農(nóng)村35KV小型變電站的發(fā)展及實現(xiàn)無人值班的條件；結(jié)合河南省永城市供電有限責(zé)任公司所轄農(nóng)村35KV小型變電站，通過技術(shù)改造常規(guī)變電站電氣設(shè)備和新建綜合自動化變電站，從變電站的有人值班到無人值班的過程及無人值班變電站的投資估算和效益分析，從而論證說明了農(nóng)村35KV小型變電站是電力發(fā)展的必行趨勢。關(guān)鍵詞：農(nóng)村小型變電站 無人值班 實現(xiàn)農(nóng)村小型變電站無人值班的實現(xiàn)1 緒論1.1 變電站無人值班是電網(wǎng)發(fā)展必然趨勢隨著電力體制改革的深化，電網(wǎng)規(guī)模的迅速擴大，加快供電部門為適應(yīng)市場機制，改革挖潛，實現(xiàn)減人增效，提高勞動生率，提高電網(wǎng)的科技發(fā)展水平和科學(xué)管理水平,促進(jìn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定,經(jīng)濟運行

2、.對于在農(nóng)村設(shè)置建設(shè)的小型變電站,實現(xiàn)無人值班是當(dāng)前勢在必行的工作,是電力發(fā)展的趨勢.1.2 變電站實行無人值班的歷程80年代初，我國開始探索建設(shè)新的模式化變電站，即小型化無人值班變電站。國家在199015號文關(guān)于農(nóng)村小型化變電站建設(shè)的意見中對小型化變電站模式進(jìn)行了初步定義：“堅持小容量、密布點、短半徑”的建設(shè)厡原則。向“戶外型、小型化、造價低、安全可靠、技術(shù)先進(jìn)”的方向發(fā)展；電氣設(shè)備選擇應(yīng)“力求技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、工作可靠、安裝維修方便”1.3 實現(xiàn)無人值班促進(jìn)了電網(wǎng)的發(fā)展增強了設(shè)備的可靠性新建或改造的無人值班變電站 ，首先應(yīng)從保證設(shè)備的可靠性為前提，提高設(shè)備的自動化程度。在無人值班變電站

3、中，無論是執(zhí)行正常運行操作，或者處理故障中的操作，均通過自動化系統(tǒng)進(jìn)行，減少了人為的失誤，降低了出差錯的機率，因此，比有人值班變電站 的手動操作更及時.準(zhǔn)確可靠。簡化了生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)變電站 實現(xiàn)無人值班，以實現(xiàn)遠(yuǎn)動和自動化為基礎(chǔ)，將傳統(tǒng)的以的因素來保證電網(wǎng)安全運行的做法，變成由自動化設(shè)施來實現(xiàn)。為適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需要，原有的規(guī)章制度，也要作根本的改革，使生產(chǎn)管理從過去繁瑣繁重的勞動中得到解放。降低了電力建設(shè)造價。 變電站 按無人值班的管理方式設(shè)計建設(shè)必須采用先進(jìn)的遠(yuǎn)動及自動化設(shè)備，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而可減少設(shè)備所占空間，減少生產(chǎn)占用土地面積和生產(chǎn)輔助及生產(chǎn)設(shè)施降低了工程造價。 推動了供電網(wǎng)絡(luò)運行科學(xué)

4、化管理。在供電網(wǎng)絡(luò)中降壓變電站 的進(jìn)線由地區(qū)網(wǎng)絡(luò)接入，降至配電壓后經(jīng)饋電網(wǎng)與用戶相聯(lián)。在某種情況下，配電網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)站往往又擔(dān)當(dāng)起降壓變電站分配電能的職能，如果將降壓變電站開關(guān)站以及相關(guān)的饋電線路綜合考慮，實現(xiàn)自動化管理，既增強了供電系統(tǒng)的可靠程度，又提高了供電網(wǎng)絡(luò)科學(xué)管理水平。1.4 變電站無人值班的管理方式已成為電網(wǎng)的發(fā)展方針從近幾年改造和新建的無人值班變電站 的實際運行情況看，不但技術(shù)可靠，經(jīng)濟效益十分顯著，而且安全情況良好，對提高變電站 的安全生產(chǎn)水平，起了重要作用，尤其是大大降低了電子人員過失引起的誤操作事故。所以依靠科技進(jìn)步，走變電站無人值班的道路，是實現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展，保證電網(wǎng)穩(wěn)

5、定可靠安全供電的必由之路。1.5 變電站實現(xiàn)無人值班有利于提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行水平 遙控操作具有較高的可靠性，完全可以滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求，并大大減少運行人員人為的誤操作事故。 變電站 實現(xiàn)無人值班，實施遠(yuǎn)方遙控操作加快了壓送負(fù)荷的速度，實現(xiàn)了多售電的目標(biāo)，有利于提高電網(wǎng)的整體經(jīng)濟效益。 電網(wǎng)及變電站 實施遙控操作，并且與AGC/EDC系統(tǒng)，配網(wǎng)自動化（DA）等協(xié)同使用，在保持電安全穩(wěn)定可靠的前提下必將使電網(wǎng)的安全優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟運行水平達(dá)到一個嶄新的高度。1.6 變電站實施無人值班有利于提高電力企業(yè)經(jīng)濟效益隨著電網(wǎng)技術(shù)及電網(wǎng)設(shè)備的進(jìn)步與發(fā)展，變電站 管理必須也應(yīng)該脫離傳統(tǒng)的管理模式，把變電站

6、 運行人員，從簡單的重復(fù)的勞動中解放出來。去充實和補充更高電壓等級的變電站 的運行值班工作，或從事電力行業(yè)以外的新的經(jīng)濟活動，培植新的經(jīng)濟增長點以實現(xiàn)電力系統(tǒng)最大可能的綜合效益。2. 無人值班變電站的有關(guān)定義 21 無人值班變電站 所謂無人值班變電站 一般指設(shè)有固定值班人員在變電站就地進(jìn)日常監(jiān)視與操作的變電站 。變電站 的日常操作與監(jiān)視由上級調(diào)度自動化設(shè)施的四遙功能進(jìn)行。變電站 無人值班是變電站 運行管理的一種模式。22 變電站微機監(jiān)控通過微機硬軟件系統(tǒng)結(jié)合變電站 自動控制技術(shù)，信息處理技術(shù)及傳輸技術(shù)等設(shè)施，來代替人工進(jìn)行變電站 的各種運行作業(yè)實現(xiàn)變電站 的監(jiān)視與控制，變電站 微機監(jiān)控是提高變

7、電站 運行管理水平的一種自動化系統(tǒng)23 變電站綜合自動化所謂變電站 綜合自動化是將變電站 的二次設(shè)備（包括 控制設(shè)備、信號器具、測量儀表、繼電保護(hù)裝置、自動裝置、遠(yuǎn)動裝置等）利用微機技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合，實現(xiàn)信息共享，對變電站實施自動監(jiān)視、側(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化裝置。它是變電站的一種技術(shù)裝備。變電站綜合自動化可以收集到較齊全的數(shù)據(jù)和信息，經(jīng)過計算機該上高速計算和判斷，可以方便的監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運行，完成對相關(guān)設(shè)備的操作。3. 變電站實行無人值班的條件3.1 優(yōu)化的設(shè)計實施變電站的無人值班必須有優(yōu)秀的設(shè)計及最優(yōu)化的方案以實現(xiàn)電網(wǎng)的安全，可靠，經(jīng)濟運行為基本出發(fā)點，保

8、持對變電站運行參數(shù)（潮流電壓主要設(shè)備運行狀況）的監(jiān)視。無論是對新建或是運行中變電站改造為無人值班的變電站的設(shè)計，都必須貫穿于設(shè)計階段，納入技術(shù)經(jīng)濟比較的范疇。既要考慮現(xiàn)有設(shè)備資源的有效利用，還必須考慮原有保護(hù)及自動裝置與遠(yuǎn)動的接口，信號的復(fù)歸變壓器中性點接地開關(guān)的改造。有載調(diào)壓分接位置的監(jiān)視和控制等。3.2 可靠的一二次設(shè)備要實現(xiàn)變電站的無人值班，必須有可靠的一二次設(shè)備。新建無人值班變電站，在設(shè)計時應(yīng)選用性能優(yōu)良，維護(hù)工作量小，可靠性高的產(chǎn)品。對于運行中變電站的舊設(shè)備，在實現(xiàn)無人值班之前，應(yīng)進(jìn)行全面，徹底的檢修或技術(shù)改造，使設(shè)備的性能滿足變電站無人值班的要求。3.3 可靠的通信通道及站內(nèi)通信系

9、統(tǒng)無人值班變電站其通道條件及站內(nèi)通信系統(tǒng)，保證通信質(zhì)量及站內(nèi)通信局域網(wǎng)絡(luò)暢通。提高遙控可靠性，是無人值班變電站建設(shè)的重要基礎(chǔ)工作之一。3.4 調(diào)度自動化實用化要求國家 電力調(diào)度中心“調(diào)自19942號”文件中明確指出，要實現(xiàn)變電站無人值班，必須有一個能實行遠(yuǎn)方監(jiān)視和操作，穩(wěn)定性好，可靠性高的調(diào)度自動化系統(tǒng)，用于完成遙控命令的發(fā)送傳輸返校，結(jié)果反饋。這是決定變電站能否實現(xiàn)無人值班的關(guān)鍵條件變電站實現(xiàn)無人值班后，調(diào)度中心應(yīng)完成對無人值班變電站的監(jiān)視和控制，其主要內(nèi)容是：(一) 通過調(diào)度自動化系統(tǒng)完成對無人值班變電站的監(jiān)視和操作(二) 完成無人值班變電站運行參數(shù)的遠(yuǎn)方調(diào)整和無人值班變電站內(nèi)的信號遠(yuǎn)方復(fù)

10、歸。(三) 完成對無人值班變電站內(nèi)的站用電源和直流操作電源的遠(yuǎn)方監(jiān)視和調(diào)整。35 抵御外界環(huán)境條件要求 為使無人值班變電站安全運行，必須保證變電站不致發(fā)生設(shè)備偷盜事故，并對周圍污穢和震動條件采取積極的預(yù)防措施，不致發(fā)生因氣候條件變化或其他外部原因而影響設(shè)備的運行安全。在不致發(fā)生設(shè)備偷盜事故方面，應(yīng)力爭做到“站所合一”即變電站與供電管理所二者合在一起建設(shè)。供電管理所即可擔(dān)負(fù)起變電站的偷盜防御作用。另一方面，當(dāng)線路饋線有緊急事故時，即可迅速消除，這是值得推廣的工程。我局15座35kV農(nóng)村變電站基本上實現(xiàn)了“站所合一“的管理模式即在2002年創(chuàng)建起了“國家一流供電企業(yè)”4. 常規(guī)站改造無人值班的實施

11、內(nèi)容 我公司在2001年抓住國家農(nóng)村電網(wǎng)改造的契機，爭創(chuàng)“國家一流供電企業(yè)”為導(dǎo)向，一流供電企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)明確指出，變電站要實行無人值班，針對這一問題，我公司在一年的時間里，對所屬農(nóng)村10座35kV常規(guī)變電站進(jìn)行了無人值班的改造。這10座常規(guī)變電站為：芒山、薛湖、蔣口、酂陽、酂城、馬橋、雙橋、張橋、茴村、苗橋。41 一次設(shè)備的改造內(nèi)容 有人值班變電站改造為無人值班變電站，必須對原有設(shè)備進(jìn)行改造，以提高設(shè)備安全運行的可靠性。改造的設(shè)備包括：高壓開關(guān)設(shè)備，過電壓保護(hù)設(shè)備及主變壓器等。411 斷路器改造 在我局10個常規(guī)站中的斷路器都是戶外多油斷路器（DW8-35），這些斷路器存在的共同問題是滲漏油問題難

12、于根治，防火比較困難，操作機構(gòu)運行可靠性差。 對斷路器的改造的主要要求是能實現(xiàn)遙控操作功能，并提供可靠的斷路器位置信號。對使用年久且性能不能滿足電網(wǎng)運行要求的油斷路器，應(yīng)以性能好，可靠性高、維護(hù)量小的無油設(shè)備（真空斷路器或SF6斷路器）來代替。 戶內(nèi)10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)的少油斷路器已改為真空斷路器（即無油化改造）412 過電壓設(shè)備的改造（一） 為減少變電站的運行維護(hù)工作量，降低殘壓，防止避雷器的爆炸等，變電站全部更換為硅橡膠無間隙交流氧化鋅避雷器（M0A）（二） 對沒有安裝消弧線圈的變電站應(yīng)在10kV母線電壓互感器和35kV母線電壓互感器開口三角線圈加裝自動消諧器裝置。413 對變壓器的改造

13、對老型號高能耗SL系列變壓器全部更換為SZ系列有載調(diào)壓變壓器對有載變壓器的有載開關(guān)可實現(xiàn)就地和遠(yuǎn)方遙調(diào)、遙控，另外對油溫和防爆裝置，壓力釋放等信號實現(xiàn)遙信。變壓器實現(xiàn)有載調(diào)壓的目的，在于提高供電服務(wù)質(zhì)量，在衡量電能指標(biāo)量中，供電電壓是其中之一。414 對隔離開關(guān)的改造對隔離開關(guān)的改造是增加隔離開關(guān)輔助觸點，以實現(xiàn)遙信量。對老型號油浸電壓互感器更換為干式環(huán)氧樹脂無油互感器，以便于提高設(shè)備的可靠性能，減少維護(hù)量，目的是向用戶不間斷供電，提高供電可靠率。42 二次設(shè)備及二次回路的改造421 交直流電源的改造 對原老式二極管整流，電容儲能的交直流屏全部更換為鉛酸免維護(hù)交直流屏，此屏均具有可靠浮充、均充

14、裝置，可實現(xiàn)遙調(diào)、遙信。對直流系統(tǒng)改造時，增加遙測及遙信量有：直流母線電壓及直流母線接地，直流母線電壓異常（過高、過低）整流裝置跳閘和合閘熔斷器熔斷信號。422 對通信及遠(yuǎn)動裝置電源的改造 主要是安裝不間斷電源（UPS）通信及遠(yuǎn)動裝置是無人值班變電站信息傳輸?shù)拿}，可靠的電源對通信及遠(yuǎn)動裝置的運行極為重要。在站用電失壓時，提供給通信及遠(yuǎn)動裝置電源，保證裝置在4小時內(nèi)能正常運行，以保證檢修人員有充足的時間進(jìn)行處理，確保變電站進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。423 遠(yuǎn)方終端裝置（Remote Terminal Unit）RTU的設(shè)立（變電站實行無人值班的核心部位） 在常規(guī)站（即廠站端）裝設(shè)RTU是實現(xiàn)調(diào)度自動化的

15、先決條件，（主站端）調(diào)度自動化系統(tǒng)配合，構(gòu)成了調(diào)度自動化。如圖424 二次及保護(hù)設(shè)備全部更新的改造方案 在我局10個常規(guī)站中，唯有茴村35kV變電站采取了二次及保護(hù)設(shè)備全部更新的改造方案，此站年限較長，設(shè)備較陳舊，二次電纜絕緣水平下降，設(shè)備運行安全性較差，在方案設(shè)計中根據(jù)無人值班的技術(shù)要求，全部更新變電站二次及保護(hù)設(shè)備，采用目前國內(nèi)較先進(jìn)的綜合自動化裝置。（魯能積成電子）此改造方案投資較大。425 只改變二次回路接線方案 對于我局所轄的9個常規(guī)站（芒山、薛湖、蔣口、酂陽、酂城、馬橋、雙橋、張橋、苗橋），采取增設(shè)常規(guī)遠(yuǎn)動設(shè)備RTU裝置，只改變二次回路接線方案，這種改造方案保護(hù)設(shè)備、控制設(shè)備全部利

16、用。在改造中根據(jù)無人值班變電站的技術(shù)要求，改變二次回路中的部分接線，如斷路器控制接線改接，重合閘接線改接，以及信號改接等；增加和更換部分繼電器，此為最經(jīng)濟的改造方案。（一） 二次接線改造 無人值班變電站二次接線在保證安全、可靠的基礎(chǔ)上，簡化了二次接線?？刂苹芈罚话悴捎每刂崎_關(guān)自動復(fù)位的接線，在保留有控制開關(guān)的接線時。中央信號回路取消了閃光母線，事故音響回路只裝設(shè)簡單的音響信號裝置，該信號裝置僅當(dāng)遠(yuǎn)動裝置或監(jiān)控系統(tǒng)停用，并轉(zhuǎn)為就地控制時才投入。測量回路應(yīng)減少儀表的配置，僅保留少數(shù)用于維護(hù)人員檢查設(shè)備運行狀態(tài)的表計，如電流表、電壓表、遠(yuǎn)方控制中心遙控的元件，以控制室或配電裝置就地控制為備用控制手

17、段即設(shè)立遠(yuǎn)方/就地開關(guān)。配電裝置裝設(shè)防止電氣誤操作閉鎖裝置，采用硬閉鎖成套開關(guān)柜采用加裝機械閉鎖防誤裝置。（二）控制回路的改造 對于無人值班變電站，均采用常規(guī)控制設(shè)備加遠(yuǎn)動裝置（RTU）或綜合自動化系統(tǒng)來實現(xiàn)遙控，都是應(yīng)用這些裝置或系統(tǒng)提供的分、合觸點來代替原控制開關(guān)相應(yīng)觸頭，如下圖遙控斷路器的基本回路（三） 信號回路的改造 無人值班變電站的信號回路，主要是考慮在正常的遙控操作時，實現(xiàn)事故總信號的自動投、切，此信號的自動總投切均采用了時間繼電器的方案，此種方案是把時間繼電器IST的常閉觸點。圖為采用時間繼電器實現(xiàn)事故總信號投、切。 串聯(lián)在事故總信號回路中，當(dāng)遙控分閘時IST動作并通過自身觸點自

18、保持，IST觸點斷開，切斷事故總信號回路。當(dāng)遙控合閘時，常閉觸點IST延時閉合，保證跳閘位置繼電器KTS動作后再接通事故總信號回路。（四） 測量回路的改造 在電力系統(tǒng)中，各回路的電流（0-5A）、功率、各母線上的電壓（0-100V）等這些模擬量經(jīng)電量變送器交換或0-5V的直流電壓信號或4-20mA的直流電流信號。（1） 電壓變送器原理示意為下圖（2） 電流變送器原理示意為下圖（3） 電能及負(fù)荷原理示意為下圖（4） 遠(yuǎn)方電能計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意為：電能表的使用： 無人值班變電站的電能表，已由原來使用的DS864及DX864機械式感應(yīng)電能表，全部更換為技術(shù)含量高，具有多路遙轉(zhuǎn)、遙測、遙控多功能的機電一

19、體化電能表和全電子式電能表，此表是雙向的計量方式，可滿足雙向供電的需要。 此表的使用能夠保證電能計量的準(zhǔn)確可靠，適應(yīng)電價改革，滿足公正計費，分時計量和正確計算電力系統(tǒng)經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。減少了人工的抄表帶來差錯，另一方面能隨時掌握各線路的供電電量，實現(xiàn)線損及母線平衡分析，并能及時發(fā)現(xiàn)電能表及互感器故障。43 四遙內(nèi)容 由于RTU的裝配其主要功能配置有四項，簡稱為“四遙”遙測、遙信、遙控、遙調(diào)。431 遠(yuǎn)動信息遙測量： 有功功率、無功功率、功率因數(shù)及一相電流； 各級母線電壓； 站用變壓器低壓側(cè)三個相電壓或一個線電壓； 直流母線電壓； 母聯(lián)、分段、分支斷路器一相電流； 主變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)位置； 主

20、變壓器上層油溫； 并聯(lián)無功補償裝置三相電流； 進(jìn)線及饋線無功電能量及有功電能量；432 遠(yuǎn)動信息遙信量 斷路器位置信號； 隔離開關(guān)位置信號； 主變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)位置信號； 變電站事故總信號； 各段母線保護(hù)動作信號； 10、35kV系統(tǒng)接地信號； 直流系統(tǒng)接地信號； 斷路器控制回路斷線總信號； 斷路器儲能位置信號； 繼電保護(hù)及自動裝置電源中斷總信號； 變壓器油溫過高信號； 輕瓦斯動作信號； 繼電保護(hù)、故障錄波裝置故障總信號； 繼電保護(hù)電壓回路斷線總信號； 遠(yuǎn)動終端裝置（RTU）遙控操作電源消失信號； 遠(yuǎn)動終端裝置UPS交流電源、消失信號； 通信系統(tǒng)電源中斷信號； 直流母線電壓異常信號； 充

21、電裝置故障信號； 所用變壓器失電信號。433 遠(yuǎn)動信息遙控量： 所有斷路器的分合； 可進(jìn)行電控的隔離開關(guān)分、合； 有載變壓器分接開關(guān)位置升、降（當(dāng)采用遙控方式時）。434 遠(yuǎn)動信息遙調(diào)量： 有載調(diào)壓變壓器分接頭位置調(diào)節(jié)（當(dāng)采用遙調(diào)方式時）；站用交、直流電源；保護(hù)定值。44 無人值班變電站遠(yuǎn)動系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)及配置441 無人值班變電站遠(yuǎn)動系統(tǒng)的功能（一） 各種狀態(tài)量、數(shù)字量、模擬量和脈沖量的采集與傳遞；（二） 遙控、遙調(diào)命令的接收與執(zhí)行；（三） 具有與微機保護(hù)通信的接口；（四） 具有與智能儀表（IED）的接口；遠(yuǎn)動系統(tǒng)的核心是遠(yuǎn)動終端裝置（RTU）442 無人值班變電站遠(yuǎn)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及配置無人

22、值班變電站遠(yuǎn)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及配置如圖遠(yuǎn)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖SCADA數(shù)據(jù)采集控制 MODEM調(diào)制解調(diào)器 RTU遠(yuǎn)動終端 AI模擬量輸入 DI數(shù)字量輸入 PT脈沖量輸入 DO數(shù)字量輸出 IED智能化儀表45 無人值班變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)及配置451 無人值班變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能 無人值班變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)是在變電站取消了常規(guī)控制、信號、測量手段之后用計算機監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視控制的一種裝備其主要功能如下：（一） 數(shù)據(jù)采集與處理功能；（二） 顯示功能；（三） 打印記錄功能；（四） 控制輸出功能；（五） 電壓和無功功率控制功能；（六） 與繼電保護(hù)裝置進(jìn)行通信的功能；（七） 與遠(yuǎn)方控制中心

23、計算機通信的功能；（八） 人機聯(lián)系的功能。452 無人值班變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及配置 無人值班變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)一般采用微機監(jiān)控系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩種形式。其一為RTU帶當(dāng)?shù)豐CADA功能，其二為監(jiān)控系統(tǒng)兼遠(yuǎn)方通信功能。（一） RTU帶當(dāng)在SCADA功能系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)及配置如下圖，這種結(jié)構(gòu)的特點是以RTU的I/O模塊兼做監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制輸出單元。將RTU的上行信息接入監(jiān)控系統(tǒng)的前置機，經(jīng)前置機處理后送給當(dāng)?shù)氐腟CADA系統(tǒng)主機，實現(xiàn)人機對話。RTU的上行信息也同時送給送方控制中心，以便控制中心對無人值班變電站實現(xiàn)遙側(cè)、遙信；控制中心的控制，調(diào)節(jié)命令通過RTU直接送給當(dāng)?shù)豐CADA系

24、統(tǒng)主機，由輸出執(zhí)行部件完成控制輸出部件完成控制、調(diào)節(jié)功能。當(dāng)?shù)豐CADA系統(tǒng)也可以直接下控制，調(diào)節(jié)命令給控制輸出部件實現(xiàn)控制調(diào)節(jié)功能。繼電保護(hù)信號采用硬線連接方式接入RTU或用串行口RS232、RS485與當(dāng)?shù)豐CADA系統(tǒng)與RTU進(jìn)行通信。如下圖：RTU與當(dāng)?shù)豐CADA功能結(jié)構(gòu)框圖453 無人值班變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)兼遠(yuǎn)方通信一般采用微機監(jiān)控系統(tǒng)兼方遠(yuǎn)方通信功能這種結(jié)構(gòu)形式的特點是以監(jiān)控系統(tǒng)的I/O模塊完成數(shù)據(jù)采集和控制輸出，不設(shè)置單獨的RTU。監(jiān)控系統(tǒng)與控制中心通信，由監(jiān)控系統(tǒng)的通信模塊完成。其信息采集量可不受限制，但需開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)與遠(yuǎn)方控制中心的通信規(guī)約。其結(jié)構(gòu)框圖為：監(jiān)控系統(tǒng)兼有遠(yuǎn)方通

25、信功能的結(jié)構(gòu)框圖4.6 電纜的使用 電力電纜的使用全部為金屬鎧裝，控制電纜與信號電纜全部使用屏蔽金屬鎧裝（KVV22P），以防于擾。計算機使用電纜對于高電平信號與低電平信號線分別使用電纜，當(dāng)計算機用信號電纜與其它電纜共用電纜支架時，把計算機用信號電纜排在3下層。光纜的敷設(shè)充分滿足其彎曲半徑等措施。47 接地的實施措施 綜自屏外殼牢固接地，屏內(nèi)地線匯集板與電氣地網(wǎng)接地極單獨連接。對電力電纜其鎧層牢固接地，對計算機系統(tǒng)輸入輸出信號線、電纜屏蔽線、接地電纜。電纜屏蔽層接地的目的是給屏蔽層上的感應(yīng)電流、電壓和靜電荷提供通向大地的通道。電纜屏蔽的接地之間可能存在電位差，該電位差將產(chǎn)生電流流經(jīng)屏蔽層，給信

26、號線造成干擾，還可能因多點接地所產(chǎn)生的地環(huán)流形成磁場干擾。5. 新建無人值班變電站（綜自站）的設(shè)立 自1999年至2003年我先后建造了陳集、黃口、裴橋、道口、李寨5座35kV綜合自動化變電站（稱綜自站），其中黃口、李寨2座35kV綜自站為戶外箱式變電站，其中陳集35kV綜自站增加了“遙視”功能即提前實現(xiàn)了“五遙”功能。 這5座35kV綜自站的建造特點是有效占地面小，站所合一。站所合一的優(yōu)點是：便于配電的管理加強了無人值班變電站的防盜保衛(wèi)，使配電線路能得到及時維護(hù)能保證供電可靠率。 目前我公司所轄農(nóng)村35kV變電站，35kV電源均為雙回路電源進(jìn)線，亦是保證供電可靠首要條件。6. 無人值班變電站

27、通信方式的實施 隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的通信方式，也有多種多樣。無人值班變電站的通信方式主要有：電力線載波通信，音頻電纜通信、微波通信、光纖通信、無線擴頻通信和綜合通信系統(tǒng)，在15座變電站中為保證通道可靠性。 在我公司15座35kV農(nóng)村無人值班變電站中，實行了電力載波通信、音頻電纜通信、微波通信、光纖通信和綜合通信系統(tǒng)，在15座變電站中為保證通道可靠性，每一座變電站至少設(shè)置有三種通信通道方式：傳送的信息主要是電話、遠(yuǎn)動和數(shù)據(jù)信號、保護(hù)用信號和圖像信號，因此通信通道是調(diào)度對變電站實行四遙控的中間環(huán)節(jié)和關(guān)鍵設(shè)備。無人值班的關(guān)鍵是要求遠(yuǎn)動系統(tǒng)可靠，遠(yuǎn)動系統(tǒng)可靠關(guān)鍵是通道可靠。61 電力線載

28、波傳送遠(yuǎn)動和數(shù)據(jù)信號的通道構(gòu)成電力線載波傳送遠(yuǎn)動和數(shù)據(jù)信號的通道構(gòu)成示意圖QF-高壓斷路器；L-阻波器；CC-耦合電容器；M-調(diào)制解調(diào)器；RTU-遠(yuǎn)方終端裝置6 2 音頻電纜遠(yuǎn)動通道構(gòu)成音頻電纜遠(yuǎn)動通道構(gòu)成示意圖62 微波通信傳遞遠(yuǎn)動和數(shù)據(jù)的構(gòu)成微波通信傳遞遠(yuǎn)動和數(shù)據(jù)的構(gòu)成圖6 4 光纖通信構(gòu)成光纖通信構(gòu)成的示意圖65 無人值班變電站綜合網(wǎng)示意圖地區(qū)電網(wǎng)無人值班綜合通信網(wǎng)示意圖7. 無人值班變電站的消防、保衛(wèi)和防盜、綠化 變電站無人值班后，安全防范問題主要是消防、保衛(wèi)和防盜，農(nóng)村變電站基本上都建在荒效野外，人煙稀少的地方，沒有值班人員，怎樣發(fā)現(xiàn)火警？怎樣保衛(wèi)和防盜？ 我公司的做法是： 裝設(shè)溫感

29、、煙感等控測裝置； 裝設(shè)工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)； 盡量做到“站所合一”的原則； 加強對其變電站的巡視。對其變電站站內(nèi)進(jìn)行綠化，增大綠地植被面積，目的是減少光對設(shè)備的熱輻射，其次改善了站內(nèi)的環(huán)境，使其站內(nèi)環(huán)境優(yōu)雅。8. 無人值班變電站的管理維護(hù) 變電站從有人值班運行方式，通過技術(shù)改造，過渡到無人值班運行方式，變電站實施無人值班后其運行管理發(fā)生了一次變革，其機構(gòu)設(shè)置，崗位職責(zé)，規(guī)章制度，也隨之發(fā)生了根本變化。8.1 建立行之有效的管理制度 隨著無人值班變電站的建設(shè)、改造和投運，必須建立一套行之有效的無人值班變電站運行管理制度，并以此來規(guī)定與無人值班變電站運行息息有關(guān)的調(diào)度部門、集控站、維護(hù)操作隊、檢修部

30、門的職責(zé)和責(zé)任，建立無人值班變電站的的正常巡視、維護(hù)、倒閘操作及事故處理等與之相適應(yīng)的運行管理機制。82 有一支合格的專業(yè)隊伍821 合格的維護(hù)操作規(guī)程隊伍 維護(hù)操作隊伍必須堅持對轄區(qū)內(nèi)各無人值班變電站的日常巡視與維護(hù)，其巡視周期按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，惡劣天氣及重要節(jié)假日等，要縮短巡視周期，增加巡視次數(shù)。822 合格的變電檢修隊伍無人值班變電站的各變電設(shè)備，必須保持良好的健康狀態(tài)，大修或預(yù)試后，力爭不發(fā)生臨修。對隔離開關(guān)與斷路器的檢修，必須嚴(yán)格按檢修工藝的要求檢修到位，在一個周期內(nèi)，不發(fā)生卡澀、接觸不良、機構(gòu)失靈等障礙或事故。對繼電保護(hù)及自動裝置，定期檢驗或部分檢驗時，必須對其交、直流回路，機械部

31、位，出口中間繼電器，小型密封繼電器等進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的檢驗和和調(diào)整，均要達(dá)到有關(guān)規(guī)程的要求。9. 實施無人值班變電站的投資估算及效益分析91 小型站與常規(guī)站基建投資比較 一座常規(guī)站、35kV進(jìn)線2回、10kV出線6-8回，35kV單母線分段、10kV單母分段，主變?nèi)萘繛?150KVA×1+3150Kva×1，主變35kV側(cè)多油斷路器控制，10kV側(cè)少油開關(guān)控制，保護(hù)采用常規(guī)的電磁型保護(hù)。35kV常規(guī)站基建投資明細(xì)表表一序號項 目規(guī) 模費用單價（萬元）合計（萬元）1土地征用費3300m2，含室外設(shè)備區(qū)、控制室、開關(guān)室、生活區(qū)3.0萬元/660 m215235kV戶外設(shè)備二路進(jìn)線，

32、35kV側(cè)兩臺主變，3臺油開關(guān)及刀閘架構(gòu)8080310kV戶內(nèi)設(shè)備土建費用開關(guān)室125 m2 ，控制室4 8 m2，值班室及生活區(qū)6 m2，800元/ m218.644保護(hù)控制裝置一面保護(hù)屏，一面控制屏，一面交流屏，三面直流屏，兩組20h鎘鎳蓄電池40510kV出線配電裝置二面10kV受總柜，二面電壓互感器柜，六面配電柜，兩相分段柜，一面站變柜1.516.56通信設(shè)備一對載波機，一臺無線電臺777電氣安裝費20208生活輔助設(shè)施水井,辦公用具10109其他12.8612.86合計220萬元小型站基建投資明細(xì)表表二序號項目規(guī)模費用單價（萬元）合計（萬元）1土地征用費720 m230萬元/660

33、m2332兩臺主變3150kvA×1+3150kvA×140403其余一次電氣設(shè)備319331934四遙設(shè)備遙控 遙測 遙信 遙調(diào)20205土建包括6×3.5=21 m2336通信設(shè)備一對載波機，一臺無線電臺777電氣安裝費888不可預(yù)見費55合計11823萬以上可以清楚看出：建同樣規(guī)模的小的小型化變電站基建投資130元/KVA，常規(guī)站為233元/KVA小型站較常規(guī)站節(jié)約基建投資大約在40%。92 小型站與常規(guī)站運行維護(hù)費用的比較常規(guī)站因35kV側(cè)為多油開關(guān)、10kV側(cè)為少油開關(guān)，按規(guī)程規(guī)定3-5年一次大修跳閘4-6次需臨時性檢修，因此檢修開支大。 常規(guī)站由于設(shè)備

34、多，接線復(fù)雜，因此預(yù)試費用也較高，按試驗規(guī)程規(guī)定35kV站二年一次預(yù)防性試驗，主變和各出線每年一次保護(hù)年校。 35kV常規(guī)站規(guī)定一般7人值班，人員工資支出相應(yīng)也高。此所到，因此運行維護(hù)費用高。常規(guī)站年運行維護(hù)費用明細(xì)表表三序號項 目明 細(xì)費用（萬元）1設(shè)備檢修維護(hù)費用35Kv、10kV開關(guān)大、小修，臨檢，保護(hù)試驗，主變10年一次大修52預(yù)防性試驗費35kV站二年一次，平均0.3萬元/年033運行人員工資35kV常規(guī)站7人值班,包括工資、獎金、補助2.5×7=17.5合計22.8萬元/年而小型站采用的是基本屬于不檢修免維護(hù)設(shè)備，一般只有每二年一次的預(yù)防性試驗，由于接線簡單、設(shè)備少、試驗

35、費用低、無人值班，因此年運行費用相對少。小型站年運行維護(hù)費用明細(xì)表表四序號項 目明 細(xì)費用（萬元）1設(shè)備檢修維護(hù)費用處理臨時缺陷；主變10年一次大修12預(yù)防性試驗費二年一次05合計15萬元/年 以上比較小型站比常規(guī)站年可減少運行費用將為20萬元左右，也就是小型站較常規(guī)站年可節(jié)約運行費用95%左左右。93 小型站與常規(guī)站社會效益的比較 首先減少了耕地，由過去的3-5畝（2000-3333m2）減少到約1.1畝（720 m2），節(jié)約耕地所產(chǎn)生的社會經(jīng)濟益是長期的不可估算的。 其次施工工期短35kV常規(guī)站的建設(shè)需1年時間而35kV小型站僅用40天節(jié)約大量人才，物力為直接經(jīng)濟效益，而由此產(chǎn)生的長期無形社會效益是無法估算的。 另外，建設(shè)小型站提高了供電可靠性，所產(chǎn)生的社會效益而是無估算的。 再者建設(shè)小型站，可撤下變電值班人員7人，所節(jié)約的運行人員的工資可以統(tǒng)計，但是這些運行人員到其它崗位可創(chuàng)造的直接與間接經(jīng)濟效益還是無法估算的。94 可獲得的直接經(jīng)濟效益 由于小型站的建設(shè)原則是