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浅谈无人值守变配电室运维解决方案

发布时间:2020-08-20   点击次数:108次

摘要:随着电子无线通信技术、人工智能等技术的飞速发展,目前我国的变配电室正逐步朝向无人值守的变配电室管理方向发展,变配电室运行和维护是电网运行的关键环节。无人值守变配电室的运行维护的水平高低,对电力系统的稳定性和安全性产生直接性的影响。本文对无人值守变配电室运行的运行维护方式进行了分析,结合现阶段安全管理和存在的问题,提出了优化和改进运行方案,仅供相关人士参考。 

关键词:变配电室;无人值守;运维管理

引言

21世纪的电力工业正处于快速发展的过程,随着电力电网系统规模的不断扩大,对应的变配电室数量也在不断增加。为了有效维护电力电网系统的安全稳定运行,各类变配电室(站)的运行和维护变得至关重要。目前大多数电力系统的变配电室(站)都是采取的无人值守,部分工业和民用用户也开始逐年新增无人值守变配电室方式,主要是能够节省大量的人力和物力成本。为了充分发挥无人值守变配电室的作用,现阶段有必要结合变配电室运行维护方式存在的问题,采取针对性的改进措施,从而进一步促进无人值守变配电室的运行和维护可靠性,实现可持续发展。

1、无人值守变配电室运维现状和模式

变配电室(站)在电力传输系统中担任着桥梁的作用,主要是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全,在变配电室(站)中还需进行电压调整、潮流控制以及输配电线路和主要电气设备的保护功能。随着电力系统的蓬勃发展,对应的电力电网变配电室(站)数量也再不断地增加,同时变配电室(站)操作的各类电气设备数量也是不断地增加,使得变配电室的安全运行和有效维护水平显得尤为重要。我国变配电室(站)按管理形式分类分为:有人值守和无人值守两种,无人值守变配电室是指在变配电室内或室外,没有固定的维护值班人员在站内来进行一系列的操作监控,而是由远程控制终端执行主控制操作,并且完成对设备定期检查和维护工作。随着现代电力自动化技术的快速发展和人工智能技术在电力电网系统的应用,无人值守变配电室已成为我国在建的变配电室建设和发展的趋势,也对整体提高变配电室设备的运行维护水平具有重要的现实意义。但要实现安全可靠的运行,其中的关键问题是如何做好无人值守管理。

1.1正确理解“无人值守”

相对传统的变配电室有人值守方式,无人值守变配电室能够节约大量的人员成本,是一种运营管理模式,变配电室无人值守的意思并不是真的无人管理,而是指在变配电室内或室外,没有相应的岗位运行维护工作人员,而且无人值守变配电室需要具有高素质的操作和维护管理能力强的综合素质的人员,因为无人值守对于各种电气自动化技术的使用要求高,需要和各个电气设备终端、监控设备、网络通信等之间来相互协调和合作,所以无人值守并不是完全无人管理。

1.2变电运维管理中的职责分工

无人值守变配电室运行管理的前提是需要明确责任,建立组织结构,制定合理的制度和管理程序,这样才能保证现场操作和维护人员能够有效协调配合,有利于后续开展变配电室的运行和维护工作,不会因为责任不明确的原因而导致不必要的问题发生。比如现场操作和维护人员的主要职责是对各种各样设备进行检查,实现转换的操作;测试人员主要对变配电室内部的一、二次设备和一系列电气自动化系统进行测试和调试,并且完成相应的电气设备的维修,并在事故中进行维护;调度值班员则是主要对关键电气设备进行运行以及监视,及时地记录相关运行数据。                                         

2、无人值守变配电室运维模式存在的问题

2.1设备方法过于单一

无人值守的变配电室,整体的运行和维护主要的就是监控环节,监控中心主要由监控和维护团队进行远程管理。与传统的变配电室相比,无人值班变配电室在运行维护管理过程中的工作难度和工作量较大。许多变配电室的巡逻人员在其管辖区域的日常巡逻中,还是以看、听的简单方法来观察设备的实际运行状态,很少使用专业的检测设备或者检测工具进行带电检测,而且检查的方法比较简单粗放,很容易忽略关键的电气元件,严重影响巡检质量。同时,巡检人员在检查设备的过程中不够细致,对关键检查部件没有给予足够的重视,导致整个的巡检质量不高。

2.2、自动化系统与在线监控可靠性有待提高 

无人值守的核心就是在于后台远程的运行,在无人值守变配电室的集成系统中,变配电室要保证从室内到室外的所有一、二次接触,整体的通信设备和网络监控都是完备的,而且具有稳定性和协调性。然而,在实际的变配电室内,由于存在许多大规模的远程通信接点终端,加上不同设备之间进行通信可能存在网络不稳定、通信失败、采集设备老化的情况。这类问题的出现使得操作维护人员的工作难度大大增加,运行维护效率不高。

2.3、工作监督管理不够

目前来看,无人值守的变配电室很难判断是否对工作人员进行了检查。而且,变配电室的检查工作缺乏有效的监督和管理,无法控制检查和维护的质量,很容易让工作人员出现懒散、消极怠工等现象,这影响了无人值守变配电室的正常运行。由于变配电室的随着科技的不断发展,也在不断更新监测监控手段和设备,由于缺乏相关设备专业技术知识和及时有效的培训,人员自身专业水平无法操作设备进行监测,不利于变配电室的维护因此人员的综合专业素养有待提高。

3、无人值守变电安全运行改进建议

3.1、建立有效的运维管理制度,加强安全管理

变电运维管理是保障电力运行安全。变配电室需要建立岗位安全责任制,将安全生产的责任落实到每一位工作人员身上,大力加强安全生产的宣传和教育,因地制宜,根据实际的现场运行维护情况,制定可控管理规程,完善各类记录,把好每个关口,加强安全管理。

3.2、加强专业基础管理,明确运维管理的职责分工

在变配电室运行维护管理工作中,应当明确运维管理的职责分工,由知识专业调度人员来完成监测监控、抄表记录和电气设备操作;高素质的维护人员进行,检查各类设备和系统,定期更换更新、细心运行维护、安全操作电气设备等,同时做好各项安全措施和事故处理。还需要加强变配电室关键设备运行薄弱环节的监测和管理,保证设备安全可靠稳定运行。

3.3、加强技术培训,完善生产管理

无人值守变配电室对于运维人员的专业水平要求较高,直接关系到变配电室运行和维护的安全。所以,变配电室应当对工作人员进行定期专业培训考核,结合实际的现场运行开展技术讲座,或者进行在职培训,考试合格后持证上岗。除此之外,还可以不定期举办各种经验交流学习会、设备检修运维培训班,跨区域组织学习专业知识,调动工作人员学习专业知识的积极性。开展安全文明生产,保持变配电室内和室外良好的工作环境。

3.4、实现智慧无人值守和运维诊断及事故预报

通过物联网+、大数据库、云计算等技术嵌入到无人值守变配电室中,可以实现三维虚拟无人值守变配电室(站)的运维控制,直接调取指定设备的基本信息和历史档案资料。结合人员在线监视、电子围栏、智能两票制、智能巡检、在线仿真技术提供数据建模,指导运维人员操作,避免操作错误,降低事故发生率,提高电气设备安全运行的稳定性。

4、安科瑞变电所运维云平台及硬件的选型

4.1、云平台简介

随着国家电网改革政策的逐步推进和落实,普通线下运维模式已无法满足市场需求,迫切需要配套智能化线上运维管理和服务平台,安科瑞变电所运维云平台(AcrelCloud-1000)根据市场需求反馈,运用互联网和大数据技术,为电力运维公司提供配套线上运维服务该平台作为连接运维单位和用电企业的纽带,监视用户配电系统的运行状态和电量数据,为客户提供更好的运维服务,平台提供系统总览、电力数据监测、电能质量分析、用电统计分析和日/月/年电能统计报表、异常预警、事故报警和事件记录、运行环境监测、运维巡检派单等功能,并支持多平台、多终端数据访问

4.2、应用场所:

(一)电力运行维护企业;

(二)连锁商业、门店;

(三)物业管理企业;

(四)集团企业;

(五)院校主管单位;

(六)智慧社区

4.3、平台结构

 

4.4、平台主要功能

 

 

4.5、云平台配置

现场硬件配置

应用场合

型号

功    能

高压进线

AM5/AM5SE

三段式过流/零序过流、过负荷保护(告警/跳闸)、PT断线告警、三相一次重合闸、低频减载、后加速过流、逆功率保护

AEM96

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级

ACR230EFLH

三相(I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ),四象限电能计量,THDu,THDi,2~31次各次谐波分量,CF(电压波峰系数),THFF(波形因子),KF(电流K系数),εu(电压不平衡度),εi(电流不平衡度)计算,电网电压电流正、负、零序分量(含负序电流)测量,平均值,RS485/Modbus,大屏幕点阵式LCD图形显示,全中文菜单

APM810

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In;四象限电能;电流、电压不平衡度;负载电流柱状图显示;66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录;2-63次谐波;2DI+2DO

RS485/Modbus;LCD显示

高压出线

AM5/AM5SE

三段式过流/零序过流、过负荷保护(告警/跳闸)、PT断线告警、三相一次重合闸、低频减载、后加速过流、逆功率保护

AEM96

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级

APM810

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In;四象限电能;电流、电压不平衡度;负载电流柱状图显示;66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录;2-63次谐波;2DI+2DO

RS485/Modbus;LCD显示

ACR220EFL

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),RS485/Modbus,四象限电能,LCD显示

低压进线

APM810

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In;四象限电能;电流、电压不平衡度;负载电流柱状图显示;66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录;2-63次谐波;2DI+2DO

RS485/Modbus;LCD显示

ACR230EFLH

三相(I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ),四象限电能计量,THDu,THDi,2~31次各次谐波分量,CF(电压波峰系数),THFF(波形因子),KF(电流K系数),εu(电压不平衡度),εi(电流不平衡度)计算,电网电压电流正、负、零序分量(含负序电流)测量,平均值,RS485/Modbus,大屏幕点阵式LCD图形显示,全中文菜单

低压出线

AEM96

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级

APM810

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In;四象限电能;电流、电压不平衡度;负载电流柱状图显示;66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录;2-63次谐波;2DI+2DO

RS485/Modbus;LCD显示

ACR220EFL

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),RS485/Modbus,四象限电能,LCD显示

AEW100

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,总正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);RS485接口、470MHz无线通讯、红外通讯;电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度1级,无功电能精度2级

变压器温度监测

ARTM-8

8路温度巡检,热电阻信号输入,RS485接口,2路继电器输出

线缆剩余电流/温度监测

ARCM300-J1/T4

1路剩余电流监测,4路温度监测,1路继电器输出,事件记录,LCD显示,1路RS485/Modbus通讯

无线测温

ASD-320

一次动态模拟图、语音提示、带电显示及闭锁、温湿度数字控制、液晶显示、分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应,无线测温功能(标配3点),RS485/Modbus

ARTM-Pn

可以单独安装在高压柜、低压抽屉柜内,每台装置可以接收3、6、9、12、18个传感器的数据,传感器型号可选配ATE100、ATE200、ATE300。装置带有一路485接口,可将采集到的温度数据上传到监控中心。

ATC-200/400

一款带有一路485接口的温度收发器,可同时接收ATE100/200/300传感器发射的数据并将采集到的数据上传到监控中心。

ARTM-100

可以嵌入式安装在高压柜、低压抽屉柜内,每台装置可以接收240个传感器的数据,可与ATE100、ATE200、ATE300三种传感器选配使用。装置带有一路485接口、可选配一路以太网口,可将采集到的温度数据上传到监控中心。

环境温湿度

WHD96-22

测量并显示控制2路温度、2路湿度。

水浸

RS-SJ-*-2 接触式水浸传感器

接触式水浸传感器,监测变电所、电缆沟、控制室等场所积水情况,工作电源:DC 10-30V 工作温度:-20~+60℃ 工作湿度:0%RH~80%RH  响应时间:1s  继电器输出:常开触点

摄像机

CS-C5C-3B1WFR

支持720P高清图像,支持分辨率可达到130万像素(1280*960)内置麦克风与扬声器具有语音双向对讲功能,支持萤石云互联网服务,通过手机、PC等终端实现远程互动和视频观看

烟雾传感器

BRJ-307

光电式烟雾传感; 电源正极(DC 12V):+12V

继电器输出:常开触点

门禁

MC-58(常开型)

常开型;感应距离:30-50mm 材质:锌合金,银灰色电度 干接点输出

配套附件

ARTU-K16  

16路开关量输入

KDYA-DG30-24K  

输出 DC 24V 24V电源

KDYA-DG30-12K  

 输出 DC 12V;12V电源

网关

ANet-YW1E2/2G

1路10M/100M以太网口  2路RS485,1路2G(移动)上传通道,工作电源:24V直流

用于安科瑞电力运维系统,支持能耗管理系统

ANet-YW1E2/4G

1路10M/100M以太网口  2路RS485,1路4g(全网通)上传通道,工作电源:24V直流

用于安科瑞电力运维系统,支持能耗管理系统

ANet-YW1E1

1路10M/100M以太网口  1路RS485,1路4G(移动)上传通道,工作电源:24V直流  仅支持采集点数100个点,用于安科瑞电力运维系统,支持能耗管理系统

ANet-YW2E4

2网4串   工作电源:24V直流

用于安科瑞电力运维系统,支持能耗管理系统

平台系统

变电所运维云平台

平台提供用户概况、电力数据监测、电能质量分析、用电分析、日/月/年用能数据报表、异常事件报警和记录、运行环境监测、设备台账、售电服务、运维派单等功能,并支持多平台、多终端数据访问。

5结束语

人工智能技术、无线通信技术以及电气工程自动化技术的发展,给变配电室的无人值守提供了坚实的技术基础,电力系统已经在无人值守变配电站运维模式中走在前列,下一步是大力推广到工业和民用无人值守变配电室中,使无人值守变配电室能够更加安全。

参考文献

  • 邓虹,邓鹏.探析无人值守变配电室运维管理存在的问题及其措施[J].工程技术:全文版,2016(8):00177-00177.
  • 刘金祥.试论无人值守变配电室运维策略.
  • 企业微电网设计与应用手册.2020.06.
  • 安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2020.05版.
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