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0 引言
無人值守變電站重新建立并完善了運行管理制度，地提高了上級管理部門對下級操作部門的監督管理水平，提高了變電運行人員的專業技能和綜合素質。對現有的科技手段展開深入的研究和應用，能令檢測管理系統地發揮作用，從而節約了大量的人力和資金投入，同時，裝置巡視檢查效果得到了巨大的提升，在滿足人們的生活需求的同時，保證了整個變電站的管理更加安全化、規范化、科技化。
1 無人值守變電站的發展歷史
變電站是電力行業的中轉站，作用不可替代。而且其工作的效率更高、投資小，所以應用價值更廣。其發展主要有以下幾個階段。首先就是機電自動化技術的出現，促使其成為可能，在此之前，變電站多需要人工值班來進行管理。人力以及財力浪費嚴重，運行效率也難以保證。而隨著無人值守變電站的出現，就有效的解決了以上的問題。進入21世紀以來，我國的自動化以及各種智能化技術得到長足的發展，并且電力安全運行也是得到重視。所以無人化成為必然的發展趨勢，并且因為變電站是電力行業的核心以及樞紐，所以其運行的穩定和效率事關民眾生活以及電網安全可靠，所以不能馬虎大意，隨著信息數字化技術的應用，變電站的自動化系統管理成為可能。
2 電力自動化應用
2.1管理程序的規范化
電力自動化技術的應用，在規范變電站管理的同時，針對電力運行中出現的干擾故障，能夠進行預防和改進。但是，在具體運用中，要做好程序管理以及綜合應用規范化，才能發揮電力自動化的價值。在具體改進過程中，對于應用的配置人員，要合理地進行分工，并明確其責任和目標，確保整個電力系統能夠安全運行。完善其規章制度，針對運用的配置人員，要進行電力繼電保護相關知識的培訓，加強管理，把無人值守中運用到的技術、設備以及理念進行更新，促使系統規范化管理與繼電保護裝置能夠構成有*的運行模式。此外，在電力自動化技術應用過程中，要結合設備臺賬的維護情況、運行中存有的事故以及設備缺陷，從而制定維護維修檔案，做好后期的跟蹤考核工作，嚴格地落實獎懲制度，帶動工作人員工作責任能力的同時，密切監測二次設備的運行狀態，使得繼電保護程序能夠安全穩定地運行。
2.2電力變頻器
現代電力電子技術、計算機技術、現代控制理論的發展，促進了變頻器在工業生產中的廣泛應用，尤其是變頻器調速技術的出線，使得變頻器的使用范圍進一步擴大。通過變頻器的應用，能夠利用程序對電動機變頻調速。變頻器主要組成部分包括整流器、控制器、驅動電路以及濾波器等，通過在電力設備中的應用，能夠發揮節能減排、降低能耗量的作用，也是當前電力自動化技術發展過程中的主要改進方向。總之，在電力變頻器的運用下，無人值守變電站運行效率大大提升，落實節能減排的理念。
2.3智能化診斷故障
我國無人值守變電站絕大多數的電氣自動化設備在運行的過程中，因為老化、腐蝕、磨損等因素的影響，其出現運行故障概率的可能性很高。因此，為保證其正常運行，檢修以及維修工作很有必要。一般情況下，需專人定時來完成的這些任務，但這就要求維護以及檢修員工的專業涵養較高，技術水平要高。而通過自動化的智能系統在無人值守變電站中應用，人為因素的缺陷就被避免。而且還可以自動化的監測無人值守變電站自動化電氣設備、系統，如有故障，就會及時預警和提示，進而降低了故障的可能性。同時還可以記錄發電廠相關設備的運行溫度、速度等數據，從而解決故障問題，有*的縮短檢修時間，提高準確性。
3 運維建議
1）加強交接班前運維人員應對本值巡視結果進行確認，對部分無法進行自動識別的設備巡視點（如設備外觀、充油設備的滲漏油、引線松緊程度、瓷件清潔裂紋、構架銹蝕腐蝕等）所拍攝的圖片進行檢查，確認和檢查結果應在值班日志中做好記錄。
2）每次交接班時運維人員應將系統工作情況作為交接內容之一。系統交接內容包括：的運行工況及調配情況；本地及遠程監控后臺運行情況；充電房設備運行情況；巡檢情況、發現缺陷及處理情況；專用工器具完好情況；輔助設施（含微氣象裝置）情況；例行保養維護情況。
3）運維人員應定期檢查的巡視路線有無障礙物。由于目前3D激光導航方式對掃描的地圖依賴度較大，因此應盡量保障站內環境同掃描地圖時的環境一致，避免位置丟失。每月按照檢查維護工作項目卡對開展檢查維護，并做好記錄。定期對系統開展軟、硬件測試等專項維護工作
4 安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統
4.1方案綜述
Acrel-1000變電站綜合自動化監控系統在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設備組成，并用分層、開放式網絡系統實現連接。站控層設備包括監控主機，提供站內運行的人機聯系界面，實現管理控制間隔層設備等功能，形成全站監控，并與遠方監控、調度通信；間隔層由若干個二次子系統組成，在站控層及站控層網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監控功能。
針對工程具體情況，設計方案具有高可靠性，易于擴充和友好的人機界面，性能價格比*，監控系統由站控層和間隔層兩部分組成，采用分層分布式網絡結構，站控層網絡采用TCP/IP協議的以太網。站控層網絡采用單網雙機熱備配置。
4.2應用場所：
適用于公共建筑、工業建筑、居住建筑等各行業35kV以下電壓等級的用戶端配、用電系統運行監視和控制管理。
4.3系統結構
4.4系統功能
4.4.1實時監測
Acrel-1000變電站綜合自動化系統，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。
4.4.2報警處理
監控系統具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號；預告報警包括一般設備變位、狀態異常信息、模擬量或溫度量越限等。
1）事故報警。事故狀態方式時，事故報警立即發出音響報警（報警音量任意調節），操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設備變位，同時彈窗顯示紅色報警條文，報警分為實時報警和歷史報警，歷史報警條文具備選擇查詢并打印的功能。
事故報警通過手動，每次確認一次報警。報警一旦確認，聲音、閃光即停止。
次事故報警發生階段，允許下一個報警信號進入，即次報警不覆蓋上一次的報警內容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。
2）對每一測量值（包括計算量值），由用戶序列設置四種規定的運行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義作為預告報警和事故報警。
3）開關事故跳閘到次數或開關拉閘到次數，推出報警信息，提示用戶檢修。
4）報警方式。
報警方式具有多種表現形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，用戶根據自己的需要添加或修改報警信息。
4.4.3調節與控制
操作員對需要控制的電氣設備進行控制操作。監控系統具有操作監護功能，允許監護人員在操作員工作站上實施監護，避免誤操作。
操作控制分為四級：
第一級控制，設備就地檢修控制。具有優先級的控制權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開關放在就地位置時，將閉鎖所有其他控制功能，只進行現場操作。
第二級控制，間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。
第三級控制，站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成，具有遠方/站控層的切換。
第四級控制，遠方控制，優先級。
原則上間隔層控制和設備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執行，并在站級層設置操作員、監護員口令及線路代碼，以確保操作的性和正確性。對任何操作方式，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進行下一步操作。同一時間只允許一種控制方式。
納入控制的設備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關及帶電動機構的接地開關；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方復歸及遠方投退連接片。
3）定時控制。操作員對需要控制的電氣設備進行定時控制操作，設定啟動和關閉時間，完成定時控制。
4）監控系統的控制輸出。控制輸出的接點為無源接點，接點的容量對直流為110V（220V）、5A，對交流為220V、5A。
4.4.4用戶權限管理
系統設置了用戶權限管理功能，通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作系統可以定義不同操作權限的權限組（如管理員、維護員、值班員組等），在每個權限組里添加用戶名和密碼，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。
5 系統硬件配置
應用場合 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 | |
35kV變電站綜合自動化系統 | Acrel- 1000 |
| 可顯示變電站主接線圖，模擬配電網絡運行，實現無人值班模式；根據順序事件記錄、歷史曲線、故障錄波，協助運維人員實現快速故障分析、定位和排除問題，盡量縮短停電時間；實時采集各回路、設備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動等參數，對配電系統和用電設備進行用能分析和能效管理 | |
網關 | ANet- 2E8S1 |
| 8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA等協議的數據接入，ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT等協議上傳，支持斷點續傳、XML、JSON進行數據傳輸、支持標準8GBSD卡（32GB）、支持不同協議向多平臺轉發數據；每個設備的多個報警設置。輸入電源：AC/DC220V，導軌式安裝。 | |
35kV/10kV/6kV 弧光保護 | ARB5-M |
| 主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護（8組）、失靈保護（4組）、TA斷線監測（4組）、11個跳閘出口； | |
ARB5-E | 擴展單元，多可以插接6塊擴展插件，每個擴展插件可以采集5路弧光信號： | |||
ARB5-S |
| 弧光探頭，可安裝于中壓開關柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜。弧光探頭的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區域； | ||
35kV/10kV/6kV 進線柜電能質量 在線監測 | APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網接口（＋1維護網口）＋1USB接口支持U盤讀取數據，支持61850協議。 | |
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控、 節點測溫 | ASD500 |
| 5寸大液晶彩屏動態顯示一次模擬圖及彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫溫度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應、柜內照明控制、1路以太網、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4～20mA輸出； | |
35kV/10kV/ 6kV傳感器 | ATE400 |
| 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米； | |
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測量 | APM830 |
| 三相（1、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2D1＋2D0，RS485/Modbus，LCD顯示； | |
變壓器繞組 溫度檢測 | ARTM-8 |
| 8路溫度巡檢，預埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出； |
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變壓器接頭測溫低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E |
| 無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊； |
|
ATE400 |
| 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125C，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米； |
| |
柜內環境溫濕度 | AHE100 |
| 無線溫濕度傳感器，溫度精度：±1℃，濕度精度：±3％RH，發射頻率：5min，傳輸距離：200m，電池壽命：≥3年（可更換） |
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ATC600 |
| 兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m，ATC600-C可接收AHE傳輸的數據，1路485,2路報警出口。 |
| |
應用場合 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 | 其他功能 |
35kV/10kV/ 6kV進線 | AM6-L |
| 三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護； | 操作回路、 雙以太網口、 雙485口、 2路4-20mA變 送輸出、 故障錄波、 GPS對時、 全電量測量 直流量測量 |
35kV/10kV/ 6kV饋線 | AM6-L | 三段式過流保護（帶方向、低壓閉鎖）、過負荷保護、PT斷線告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環保護、斷路器失靈保護； | ||
35kV主變 （2000kVA以上） | AM6-D2/ AM-3 | 兩圈變/三圈變差動速斷保護、比例制動差動保護； | ||
AM6-TB | 變壓器后備保護測控、三段式過流保護（帶方向、復合電壓閉鎖）、非電量保護、啟動通風保護、PT斷線告警、遙調升檔、遙調降檔、遙調急停； | |||
35kV/10kV/ 6kV廠用變 | AM6-S | 三段式過流保護（帶方向、復合電壓閉鎖）、零序過流、過負荷保護（告警/跳閘）、控故障告警、PT斷線告警、非電量保護； | ||
35kV電機 （2000kW以上） | AM6-MD | 差動速斷保護、比例差動保護、過流、過負荷、堵轉等電機綜合保護； | ||
10kV/6kV 異步電機 | AM6-M | 兩段式過流/零序過流/負序過流保護、過負荷保護（告警/跳閘）、低電壓保護、PT斷線告警、堵轉保護、啟動超時、熱過載保護、電壓不平衡； | ||
35kV/10kV/6kV PT監測 | AM6-UB | PT并列/解列、PT監測； | ||
10kV/6kV 電容器 | AM6-C | 兩段式過流/零序過流保護、過負荷保護（告警/跳閘）、PT斷線告警、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護； | ||
35kV/10kV/ 6kV母聯 | AM6-B | 兩進線備投/母聯備投/自適應備投、聯切備投、三段式過流保護（帶方向、復合電壓閉鎖）、PT斷線告警、過負荷聯切/告警、檢同期、合環保護； |
6 結語
綜上所述，隨著變電站智能巡檢技術的不斷發展，在自主性、穩定性、交互性、定位精度、圖像識別精度上越來越成熟，為的大面積推廣應用奠定了基礎。同時對運維要求越來越高，從而保證的使用壽命和巡視可靠性。伴隨泛在電力物聯網的發展，智能巡檢必將進一步實施聯網，實現智能機器人代人巡視。
參考文獻
[1]孔繁躍.簡析無人值守變電站發展與電力自動化應用[J].山東工業技術,2018(20):210.
[2]周明昱.無人值守變電站發展與研究.
[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.
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