张南　高红梅　张海城　郝沛霖　佟振宁

摘要：微机技术的不断发展使得电力系统的综合自动化技术不断深化，在许多旧式变电站进行无人值班改造的同时，越来越多的新建变电站也几乎全部是采用综合自动化的方式进行设计。在阐述了无人值班变电站的特点和组成的基础上，对无人值班综合自动化系统的设计方案进行了设计，探析了无人值班变电站对调度自动化系统的要求，对于无人值班变电站的建设和管理具有积极的指导意义。

关键词：无人值班；综合自动化；组态；分布式；系统集成

无人值班变电站是变电站一种先进的运行管理模式。它是指借助微机远动等自动化技术，值班人员在远方获取相关信息，并对变电站的设备运行进行控制和管理。无人值班变电站站内不设置固定的运行维护值班岗位，其运行管理工作由变电运维操作站负责。

一、无人值班变电站的监控方式

从无人值班变电站的监控方式来看，大体有三种类型：

一是集控站“操作队”监控方式。这种监控方式是由“操作队”完成定期或不定期的操作和检修，当发生故障时，变电站向集控站发出召唤信号。这种变电站采用常规的二次接线和继电保护装置，倒闸操作不频繁，负荷稳定。

二是集控站或相应调度所集中管理。变电站采用常规二次接线和继电保护装置，但其操作比较频繁。该操作由调度所经RTU实现遥控。

三是由相应的调度所或集控站实现遥控，但变电站内采用包括远动、微机监控、微机保护的综合自动化系统。

二、无人值班变电站系统的结构形式

随着国内外自动化技术水平的不断提高，无人值班变电站综合自动化体系也在不断改进。[2]目前，无人值班变电站综合自动化系统的系统结构主要分为集中式综合自动化系统、分层分布式综合自动化系统、完全分散式综合自动化系统三种形式。

1.集中式综合自动化系统

集中式综合自动化系统是早期产品及老站改造采用的结构形式。这种结构形式是按变电站的规模配置相应容量、功能的微机保护装置和监控主机及数据采集系统，安装在变电站主控室内。系统的硬件装置、数据处理均集中配置，采用由前置机和后台机构成的集控式结构。全站信息要通过通信管理机或前置机进行处理。其系统结构如图1所示。

2.分层分布式综合自动化系统

分层分布式结构的无人值班变电站综合自动化系统主要分为间隔层、站控层、管理层以及各层之间的连接网络通信层。[3]其系统结构如图2所示。

变电站综合自动化系统管理采取分层管理模式，各功能单元由对应的管理机直接管理，各单元之间通过现场总线连接，构成间隔层。按照不同的电压等级、不同的电气间隔单元、不同的控制对象配置相应的功能单元。如保护装置、测控装置、自动装置、操作切换装置以及其他的智能设备和附属设备。在站控层或通信网络故障的情况下，间隔层仍能独立完成间隔层的监测和控制功能。

站控层中的所有设备和间隔层中的所有装置都直接连接在以太网上。站控层与间隔层设备间直接采用以太网通信。该层具有监视、控制和管理的功能，是整个变电站监视、测量、控制和管理的智能化中心，包括操作员站、继保工程师站、远动主站、电压与无功综合控制（VQC）和小电流接地检测等。具备微机五防系统网络接口，并预留设备在线监测与诊断系统和遥视系统网络接口。变电站层是指同整个变电站有关的功能和设备，包括当地监控的计算机和通信管理机以及远方终端接口。

3.完全分散式综合自动化系统

完全分散式综合自动化系统是按照面向电气一次回路或电气间隔单元的方法进行设计，在结构上完全分散的变电站综合自动化系统，对间隔层中各数据采集、监控单元和保护单元进行集成，设计在同一机箱中，并将这种机箱就地分散安装在开关柜或其他一次设备附近。各间隔单元的设备相互独立，仅通过光纤或通信网络由站控机对它们进行管理和交换信息。将功能分布与物理分散两者的有机结合，实现了间隔层各单元的功能不依赖通信网而相对独立。

完全分散综合自动化系统如图3所示，这种结构代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，其主要特点是功能单元安全，按一次设备间隔分散安装；节约控制室面积和二次电缆。完全分散式综合自动化系统其优越性主要体现在：简化了变电站二次部分配置，有利于实现无人值班。

三、无人值班变电站综合自动化系统的要求

实现变电站的无人值班，是一项系统化的工程，需要在一、二次设备，微機保护装置配置，通信可靠性，以及调度自动化等方面达到变电站无人值班的要求。具体要求如下：

1.可靠的一、二次设备的要求

要实现变电站无人值班，可靠的一、二次设备是必要条件。[4]对于目前已经建成的变电站，需要对原有的设备进行充分和有效的利用，原有的继电保护装置、变压器、远动系统、调压分接头的位置、监视系统都要改造到符合无人值班变电站的基本标准。另外，对于变电站内的各种设备，要进行充分的检测和维修维护，使之能满足无人值班变电站的运行要求。而对于新建的无人值班变电站，在设计和建设过程中，一、二次设备应尽量选用性能可靠、品质优良、方便维护的产品。

2.微机保护装置的配置要求

继电保护及安全自动装置应选用性能稳定、质量可靠的微机型产品，保护装置及通道需具备自动检测功能。继电保护和安全自动装置应通过标准规约与监控系统通信，继电保护设备应具备远方召唤定值、远方复归信号等功能。条件允许的应采用自动化系统远方切换保护定值区、远方投退的常用功能压板等。对于能实现远方召唤功能的继电保护和安全自动装置，其所有保护动作信息、定值（定值区号）、控制字、压板状态、切换把手状态、通道告警信息等运行状态和故障信息均应能够传送到集控中心（或调度中心）。220kV及以上无人值班变电站可以利用保护信息子站将较详细的保护信息送往调度和集控中心，较低电压等级的无人值班变电站应将保护动作信号传送至变电站监控系统。

3.通信通道及站内通信系统的可靠性要求

无人值班变电站对通信通道的条件及所内通信系统要求更高。反映变电站运行状态的遥测、遥信、事故报警信息要及时发送到集控站，集控站的命令要准确的下发执行，因此必须有可靠的通信通道作保障。选择先进、可靠的通信方式及站内通信系统，保证通信质量，提高遥控可靠性，是实现变电站无人值班的基础性保障。

4.调度自动化的要求

稳定性好、可靠性高的调度自动化系统是实现变电站无人值班的关键条件。只有遥控命令的准确发送、传输、校验，遥测数据的正确上传，遥信和遥脉信息的完整可靠改变，才能保证无人值班变电站的可靠运行。

四、结束语

无人值班变电站综合自动化系统的功能和配置应满足无人值班的要求，利用优化的结构和强大的自动化功能，及时向集控中心、操作队和调度人员提供详细的信息，同时满足正常的运行操作、安全监视和自动控制等功能。本文研究了无人值班变电站的监控方式，对无人值班变电站综合自动化系统的结构进行了分析和设计，提出了实现无人值班变电站综合自动化系统的具体要求，对于智能化和数字化电网的建设具有积极的现实意义。

参考文献

[1]谭庆丰.论如何提高变电安全运行和可靠性措施[J].广东科技，2010，（24）.

[2]李建，车晓涛，刘华伟.应用可视化管理提高变电站运行管理水平[J].电力安全技术，2011，（4）.

[3]李建民，吕瑞珍.如何当好变电运行值班员[J].电力安全技术，2010，（7）.

[4]杨明.浅议变电站运行管理措施[J].中国新技术新产品，2010，（22）.