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对变电运行管理模式的分析

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  摘要:如何针对这种物质基础的变化,对传统的变电运行管理方式进行必要的优化和调整,是保障电网安全稳定运行的必然需求,也是电网运行管理部门重点研究的课题。本文就变电运行管理中“集中监控,分点操作”模式下的变电所值班、调度发令和遥控操作方式等问题进行了分析,可供同行参考学习。
  关键词:变电运行;运行模式;集中监控;分点操作
  引言
  随着变电所数量的迅速增加,对如何变革变电运行管理模式,通过优化资源配置,释放资源效能方面提出了挑战。电网装备水平和生产管理理念的提升,也给变电运行管理模式的优化变革创造了条件。
  2变电所无人值班管理模式分析
  变电运行工作的实质就是“对电网所辖变电所实施有效的监视、控制、巡视、维护,按照调度命令正确地改变设备运行方式,对现场工作安全状况予以有效控制”。多年来,供电企业就变电运行模式进行了多方面的探索和尝试。目前国内主要的变电运行管理模式见表l。
  表1中4种模式各有利弊,但在不同的电网规模、地域环境、装备水平、技术条件下,某种模式与相关条件相匹配,该模式的优点成为影响的主要因素时,这种模式也实现了效益最大化;与有人值班变电所相比,无人值班变电所在事故应急情况下的响应速度相对较慢,运行人员对现场的熟悉程度有所下降,但从国内外电网建设、发展的方向来看,对区域电网内的变电所实施集约化无人管理是必然趋势,只是不同的阶段实施集约管理的范围不同。
  表1变电运行管理模式分析
  运行模式 说明 优点 缺点
  母子站模式 在相对重要的220 kV变电所内设立集控站,监控、操作相对集中,对区域范围的110 kV变电所、35kV变电所进行管理 1.集控站控制地理范围相对集中,反应较快;2.相对重要的220 kV变电所实质为有人值班,可靠性较高;3.适合于地域较广,220 kV变电所布点较疏的地区 1.技术管理范围较宽,不利于运行人员对专业技术的掌握;2.随着同一区域内220 kV变电所数量增加,此模式有一定的局限性
  集控站模式 在一个地区局内按电压等级设立220 kV集控站、110 kV集控站,监控、操作相对集中,岗位具有一定的互换性,对所辖变电所进行管理 1.对变电所进行分层管理,管理方式、技术方法具有一定的专业性和针对性;2.在一定范围内适应电网的迅速发展3.对电网实施分区域管理,安全性较高 1.电网规模发展到一定规模后,集控站管理幅度需综合考虑;2.集控站监控人员职责较重,随着集控站数量增加,需较多的运行人员
  少人值班式 在变电所内每值设一个工作组(最少2人)值班,担负现场的操作、维护、巡视等工作,而将变电所监控职能交由远方监控人员负责 1.由于监控工作量具有一定的弹性,同时具备异地监控的条件,可将此部分工作交由远方监控人员担负;2.1座220 kV变电所需6~7人,与有人值班的10~ 11人相比较为集约3变电所现场留有1组操作人员,保证现场反应速度,具有相对较高的安全性 此方式下现场运行管理力度会降低,不利于对变电所的长期管理
  集中监控,分
  点操作模式 在一个地区局内设立1~2座监控中心,对所辖区域内若干变电所进行集中监控,另按地理范围设定若干操作队,负责变电所现场具体的操作、巡视、维护 1.监控和运维分离,各自具有一定的专业性;2.采用集中监控,运行人员效益较为明显;3.对调度端而言,此种模式下,调度对集控站的适应性较强,即无论操作队管辖范围如何调整,而监控中心相对固定;4.对电网迅速扩张的适应性较强,人员效益能实现最大化 1监控范围较广,安全性较弱,尤其在特殊天气等情况下,对所辖变电所掌
  控力度不足;2.较多的变电所信息系统进人一套自动化系统后,系统的容灾能力较差
  
  “集中监控,分点操作”的运行管理模式能较大范围地释放人力资源效能,尤其对变电运行监控人员的集约化方面效益显著,同时在一定程度上对电网迅速扩张有较好的适应性,经笔者实地调研,该模式已成为广东、江苏等电网的主要运行管理模式。
  3“集中监控,分点操作”模式应用分析
  3.1不同电压等级变电所的值班方式
  由于变电所在电网中的重要性、技术水平、设备状况等因素不同,变电所实施无人值班的条件不同,在采用“集中监控,分点操作”模式时,其现场具体的值班方式也有所不同。不同电压等级变电所值班方式分析见表2.
  表2不同电压等级变电所值班方式分析
  变电所 基本情况 相关因素分析 建议采取的方式
  500 kV 1.在系统中重要性最高,大多为枢纽变电所;2一次设备档次较高,自动化程度高,除部分接地闸刀外,均具备遥控操作功能;3.二次设备、500 kV线路保护以光纤纵差或允许式高频
  保护为主,人工测试保护通道的需求不高;4.三次设备基本采用综合自动化,信息上送功能强大;5.通信条件相对较好 1.正常情况下,单个500 kV变电所操作量相对较少,而部分地区局已出现3座以上500 kV变电所,实施集控站管理的需求日益显露;2.考虑500 kV变电所的重要性及出现异常情况下,需要有较快的反应速度,故最少要保持能够独立处理、应对情况的工作小组(至少2人);3.鉴于一次设备自动化程度较高,可考虑充分发挥遥控功能,对变电所一次设备进行远方操作 集中监控,少人值班方式
  220 kV 1.各地区局220 kV变电所在系统中重要性发生改变,正由枢纽变电所向区域重要变电所转变;2一次设备档次稳步提升,SF6开关频繁启动的情况大幅减少,采用自冷/风冷或全自冷主变后,主变对所用电系统的依赖程度降低;3.二次设备微机化率较高,尤其LFX一912微机型高频收发信机的广泛应用,使收发信机的可靠性得到有效提升;4,新建变电所采用综合自动化,部分老旧变电所也进行了综自或RTU改造;5.通信条件较好 1.不同的220 kV变电所,在系统中的重要性差异较大,一般考虑进出线超过六回及以上变电所(不含高压用户专线),在系统中的重要性较高;2.220 kV变电所中,对系统的响应速度可控制在30-45 min以内3.对220 kV变电所设备的巡视周期可考虑适当放宽,尤其是保护高频通道测试周期,可适当放宽(如2~3天);4.变电所防盗系统已成为变电所建设时的配套系统 集中监控,无人值班方式
  110 kV 1.110 kV在电网中重要性相对较低;2.一、二、三次设备均具备无人值班条件 110 kV变电所完全具备无人值班条件,且对电网安全运行无较大的影响 集中监控,无人值班方式
  
  分析可见,500 kV变电所和220 kV及以下变电所的无人值班方式有较大的区别,因此500kV变电所宜建设单独的监控中心,实施“集中监控,变电所少人值班,集控运行”的管理方式,220 kV及以下变电所可建设区域性的监控中心,实施“集中监控,变电所无人值班,分点操作”的管理方式。
  3.2无人值班变电所调度发令方式分析
  无论何种运行模式,由于调度命令在电网安全运行中很重要,宜尽量减少调度命令传输过程中的环节,确保命令传递的准确、便捷、安全。调度正令在电网运行过程中流经的环节,必然成为确保安全生产的重要环节,而该环节的安全性与调度正令的流量成反比,因此必须强化相关业务环节。若仍使用“转发令”方式,必然导致监控中心的安全责任加大,其管辖幅度受限,从而削弱了实施“集中监控、分点操作”模式的效益,因此,对于500kV变电所,实施集控站管理后,由于对一次设备进行远方遥控操作,其实际操作的“现场”就在500kV集控站,所以“正、预令均到集控站”是最佳方式。而对于220kV及以下变电所,由于目前尚不具备完全遥控操作的设备条件,其主要操作任务也必须到现场操作,所以笔者认为“预令到监控中心,正令到现场”是较为妥当的方式。

  4遥控操作功能的建设与应用分析
  变电所实施无人值班管理后,产生了运行人员与变电所现场设备的时空距离,而采取遥控操作,一定程度上是弥补时空距离、减少运行人员路途奔波的有效手段。根据技术条件和操作任务的不同,在保证安全的条件下实施遥控功能的建设和应用,是提高“集中监控,分点操作”运行模式效率的重要手段,而自动化技术和电动设备的装备,为一次设备的遥控操作创造了条件,保护自动化一体化和保护与自动化的通讯联网,为二次设备的遥控操作创造了条件。
  4.1监控中心(集控站)遥控操作
  根据监控中心的职责分工,操作任务主要是正常运行中对电网经济运行方式的调整性操作,如:
  (1)为控制电压合格率和功率因数,对电容器、主变分接开关进行的遥控操作。
  (2)为控制负荷平衡进行的拉、送负荷操作。
  (3)为控制系统零序阻抗,根据调度命令进行的单一主变中性点地刀的拉合操作。
  因此,监控中心的遥控功能是变电所实施无人值班的必备技术条件,从目前的技术条件和浙江电网无人值班工作实际运行情况来看,监控中心遥控操作完全具备技术条件和管理条件,部分单位也有超过10年的运行经验。随着区域无功综控功能的建设,监控中心遥控操作的智能化水平也有了较大幅度的提高。
  4.2调度端直接遥控操作
  当电网实施“集中监控,分点操作”的运行管理模式后,特殊情况下的应急能力是必须研究解决的问题。而调度遥控操作,就是由调度员在调度台直接对变电所现场设备进行遥控操作。由于这种操作方式是将“调度发令”和“运行操作”2项任务进行整合,从而具有最快的执行速度。具体应用调度遥控操作应考虑以下几个方面:
  (1)紧急处理电网事故和异常时,响应速度显得尤为重要。由于调度遥控操作具有最快的执行速度,此时可采用调度遥控操作的方法。
  (2)正常运行方式下,考虑到调度运行与变电运行的专业性和对电网的关注面不同等因素,不宜大规模采用调度遥控操作的方式。
  (3)考虑到浙江电网地处沿海,遭受台风等恶劣天气的情况较为突出,在电网建设时应考虑调度台对110kV及以上电压等级开关设备遥控功能的建设。
  5结语
  通过分析可见,实施“集中监控,分点操作,变电所根据情况实施无人(少人)值班”是较为科学、合理的变电运行管理模式。但在实施中要根据变电所在电网中的重要程度、装备水平和管理要求,对变电所值班方式、调度发令方式和遥控操作方式等方面采取具体的应对措施,才能更好地适应现代电网的发展和管理运行的要求。
  参考文献:
  【1】赵亮.现代化变电所(站)运行全书【M】.北京:中国物价出版社,1999.
  【2】黄益庄.变电站综合自动化技术【M】.北京:中国电力出版社,2000.
  
  注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。


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