摘要：相对有人值班变电站而言，无人值班变电站是变电站一种先进的运行管理模式。它是以提高变电站设备可靠性和通信自动化为前提，并借助微机远动技术，对变电站实现远方监控，由远方值班员取代变电站现场值班员实施对变电站设备运行的有效控制和管理。该文通过对变电站集控的设计与管理，总结出变电站集中监控在山区的实践经验。

关键词：变电站；集中监控；设计与管理


随着国民经济的发展和人们物质文化生活水平的不断提高，对电力需求愈来愈大，促使电力事业迅速发展，电网规模不断扩大，传统的生产技术和管理手段已无法适应新的形势，无人值班变电站的集中管理机构——集控站就应运而生。

1变电站集中监控的设计

1.1控制通道

湖北省鹤峰县电力网络地域分布广，完全自主架设光纤造价太高，且每年的维护费用昂贵。过去常用的电力通信载波技术由于通信速率低，设备稳定性较差，不宜作为无人值班变电站监控的控制通道，为切实保障信息数据的准确无误的传送，在经过大量数据分析的基础上，采用目前应用最为广泛的光纤通信。

当前电信、移动、联通等运营商的光纤已通达每个乡镇，并且其光纤已形成环网，其可靠性很高，因此租用他们的通道成为目前的最优方案。鹤峰县电力公司除了县城内的近区为自主架设光纤外（九峰桥变电站、城关变电站与公司县调之间；白果变电站与走马变电站之间），到各乡镇的通道均为租用通道。

2002年租用了电信部门的2M/E1电路，实现了到各变电站及各乡供电所的IP网络，通过此网络实现了调度SCADA远动传输、用电营销管理系统、办公自动化系统等功能应用。2006年为了满足集控站的建设，增加了移动公司4M/E1电路的租用。一方面带宽的增加，有利于工业视频监控、VOIP电话、视频会议等更多功能的应用；另一方面采用不同运营商的不同光纤线路，利用网络冗余技术使得网络通道的可靠性大大提高，满足集控站对通道的高可靠性要求。租用的电信和移动的E1通道通过网桥转换等技术，最终提供给现场的是以太网接口。

为确保在电网事故情况下，IP网络通道的畅通，电信、移动保证在市电中断的情况下，其后备电源能维持网络12h畅通；在变电站内部，所有通道相关设备均接入站内的直流逆变供电回路。

1.2数据采集与控制命令

集控站独立与各子站通信，除了与SCADA系统共用租用通道外，并不依赖SCADA系统的任何数据，由集控站的通信前置机负责与各站通信并解释各种规约。

公司系统内所有变电站的通信服务器对上级的通信均为RS-232接口，通信速率在1200～19200Baud之间，为了实现串口在以太网上的传输，采用了MOXA公司的NPort-5210产品，将RS-232接口数据转换成TCP/IP数据通过IP网络传输，在PC机上，通过驱动程序还原为虚拟串口（RealCom），对虚拟串口的使用与真实的物理串口完全一样，并具备一些比真实的物理串口更好的功能。

NPort-5210支持4用户并发访问同一串口，满足了集控站双通信前置机的两个串口需求，可实现真正的冗余。

NPort-5210支持访问控制，只允许指定的IP地址对其访问，满足集控站对通信安全的要求。

1.3网络安全

由于租用电信和移动的双通道不仅仅为集控站数据通道服务，在此通道上还有视频监控、用电管理、调度SCADA、VOIP电话、办公自动化等功能的应用，同时还有互联网访问，为保证各应用系统的安全，全部网络均采用华为Quidview3928P及Quidview5624P三层交换机以保证各乡镇之间实现物理隔离，同时每个乡镇通过VLAN划分成6个子网，以保证各应用功能之间的安全。

通过三层交换机的路由和生成树协议，实现电信、移动双通道的热冗余，其中一条通道中断不影响网络通信。

通过交换机VLAN划分，将控制区域从公用的通道中隔离。

利用控制区域VLAN不设置访问网关、端口MAC地址绑定、空闲端口DOWN等设置，杜绝了从其它区域访问控制区域的技术方法。

对于部分变电站对上级只有一个串口通信的，优先满足集控站使用，然后通过计算机串口向调度SCADA系统单向转发数据（只发不收），以保证控制区域的安全。

1.4集控站的配置

在保证了数据采集、数据传输及网络安全的基础上建成鹤峰公司的集控站，集控站的配置如下。

华为Quidview3928SI三层交换机1台：利用三层交换机的路由及生成树协议，实现电信和移动双路专线热冗余，通过VLAN划分等技术实现安全的访问控制及防止网络风暴。西门子工控机2台：数据采集与通信，双机热备用。集控站软件：东方电子DF1800版本软件。其他NPORT、光纤收发器、机柜、KVM切换等必要设备。

通过以上的技术运用，便构成了目前变电站集中控制系统。

2运行管理

2.1管理职能与分工

巡操队负责所辖变电站的日常设备巡视、运行维护、小型检修、站内设备检修的监护操作、事故处理和文明生产管理以及相关技术资料的收集和管理。

集控站（集控站建在原110kV变电站的中央控制室）负责对所有无人值班变电站的电气设备运行情况实施监控，随时向工区及县调汇报变电站的运行情况，并正确运用遥控和遥调功能对变电站设备进行遥控和遥调操作。接受县调指令并对无人值班变电站的值守人员传达操作任务。

无人值班变电站值守人员，负责做好变电站防火防盗等各项安全保卫工作，保持站内环境清洁，负责站内草坪及绿化树木的修剪。负责将发现的紧急情况或设备紧急缺陷及时报告给集控站或巡操队。

2.2事故处理

无人值班变电站出现事故或异常时，集控站值班员应根据集控系统事故的报警、遥信和遥测数据的变化，正确判断并向调度报告，按调度指令果断处理。在运行日志上详细记录处理过程及处理结果，必要时写出事故简报。需要修试工区处理的故障，应及时向主管部门汇报;需要线路检修的事故应配合调度及时通知线路管理单位组织人员巡查线路处理故障，尽快恢复送电。

当站内发生10kV（35kV）线路单相接地时，应根据监控机的报文（对小电流接地选线未完善的要在调度指挥下利用遥控分合开关判断接地线路），配合调度通知相关单位进行查线。

当发现某站出现异常信号时，集控站值班员应将异常信号的内容、时间详细向调度和工区领导报告。

出线开关过流保护动作跳闸后，集控站值班员应在调度指挥下遥控试送一次，速断保护动作跳闸，重合闸装置未动作可以试送一次，如试送不成功，应立即通知线路管理单位，查明事故原因，确认线路无问题后,再通知值守人员或巡操队到现场进行检查，并将检查结果及时报告调度，调度值班员作出相应处理并在调度日志中进行详细记录。

巡操人员在巡视设备过程中，发现设备运行异常应立即向工区或调度报告，问题严重的应及时向公司生产技术部报告。

电容器开关因过流或其他原因跳闸，应通知巡操队到现场检查，确认无异常后，按规程要求试送。改变运行方式操作必须先停电容器，电容器投停间隔不得小于3min。

全站失压时，遥控将进线开关或主变压器两侧开关分闸，再依次遥控分开其他开关，同时尽快查明全所失压原因，并进行处理。

若集控系统装置运行异常上传数据中断，并且短期内不能恢复时，相应的变电站应恢复有人值班。

遇有天气恶劣以及其他情况时，可根据领导要求恢复有人值班。

3操作管理

3.1对运行操作的一般要求

无人值班变电站的开关操作、电动隔离开关操作、有载调压变压器的档位切换由集控站统一执行，隔离开关操作和安全措施由值守人员进行。

无人值班变电站的操作一般采用单人操作，由值守人员单人完成，当站内检修，值守人员不在时，可采用检修监护操作。

110kV无人值班变电站的所有操作由集控站值班人员完成。

3.2倒闸操作的流程

倒闸操作票的受理：调度倒闸指令票应由集控站值班长接受，值班长不在时由值班员接受，无人值班变电站的倒闸操作指令由集控站统一接受，集控站接令后填写倒闸操作票，并在操作票备注栏中写明开关由集控站值班员远方操作，其他操作由值守人员完成，操作票填写完后传真或通过网络打印给值守人员，如果以上两种功能都不能实现，集控站值班员应将操作内容电话报给值守人员，由值守人员再填一份。接受集控站转达调度倒闸指令票后，值守人员或检修负责人应根据本站运行方式分析受票内容，明确操作任务和停电范围，如果认为该指令票不正确时，应向集控站值班负责人报告，由集控站值班负责人报告调度决定原调度指令是否执行。但当执行该项指令将威胁人身、设备安全或直接造成停电事故，则必须拒绝执行，并将拒绝执行指令的理由，报告集控站值班负责人和本单位领导。

倒闸操作票的填写：集控站应将填写好的倒闸操作票传真给值守人员或检修负责人。

操作前的准备：复杂操作前工区应派人到无人值班变电站协助值守人员或检修人员完成操作。操作前的准备工作由集控站拟订并传达给值守人员或检修人员执行。

监护：集控站操作部分由班长监护班员操作，无人值班变电站部分采用单人操作，如果是检修操作，倒闸操作必须由二人进行。

4设备巡视

无人值班变电站的现场巡视工作由巡操队或值守人员负责。巡视检查设备必须遵守有关规定,不允许对运行设备进行检修工作。

定期巡视：值守人员每天巡视2次，巡操队人员每月2次巡视无人值班站设备，巡视内容按相关变电站现场运行规程的有关规定和要求以及按巡视作业指导书进行。

夜间巡视：要求每月巡视不少于1次。

工区领导应参加夜巡和特巡，且每季至少带队对所辖无人值班变电站进行1次全面巡视。

巡操队应根据所辖变电站设备情况，制定无人值班变电站设备巡视周期表，明确巡视内容，并在各站放置，按项巡视，保证巡视到位和巡视质量。

事故跳闸后，一般由值守人员（特殊情况下由巡操人员）对故障间隔设备进行详细检查，及时向集控站反馈并做好记录。

巡操人员发现变压器过负荷时，除经集控站向调度申请减负荷外，应加强对油温及运行设备的监视。

5检修管理

10kV（35kV）线路检修管理程序：由供电所（线路工区）向调度报停电检修申请票，经审批后调度值班员向集控站下达综合指令操作票,由集控站值班人员填写倒闸操作票（微机开票），并完成10kV（35kV）线路开关停电的操作，同时，集控站值班人员将倒闸操作票传真给无人值班变电站值守人员完成相应的隔离开关操作。如值守人员不在变电站现场，工区应派巡操队员代班。

变电站内设备检修管理程序：由检修单位（变电工区或修试工区）向调度报停电检修申请票，经审批后调度值班员向集控站下达综合指令操作票,由集控站值班人员填写倒闸操作票，并完成10kV（35kV）开关停电的操作，同时，集控站值班人员将倒闸操作票传真给无人值班变电站值守人员完成相应的隔离开关操作。如果值守人员不在，可由检修人员采用监护操作。对变电站内三种不同情况检修时操作流程图，见1～3。