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摘要：变电站作为电网的一个重要环节，其安全运行直接影响到整个电力系统的安全运行。随着全国电网的互联和特高压的建设，变电站事故造成的影响也越来越严重。本文探讨了变电站的运行管理，分析了变压器运行条件及维护，研究了变电站异常事故处理及安全运行监控技术。
关键词：电力系统；变电站；运行；监控
作者简介：王超（1972-），男，河南南阳人，河南南阳供电公司，工程师、技师，主要研究方向：电力管理；刘阔（1979-），男，河南南阳人，河南南阳供电公司，助理工程师，主要研究方向：电力管理。（河南 南阳 473000）
电力系统是一个规模庞大的动态系统，而变电站是其中非常重要的组成部分。[1]变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。
变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备、汇集电流的母线、计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。
变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。变电运行的职责就是变电站运行维护和管理。因此，进行变电运行改革必须考虑其日常工作要实现的运行管理方式的变革，而变电站工作量是一个重要参考指标，其完成方式因在监控中心和在现场的不同而具有很大差异。
一、变压器运行条件及维护
1.变压器运行的允许温度
变压器在运行中要产生铜损和铁损，这两部分损耗最后全部转变为热能，使变压器的铁芯和绕组发热，变压器温度升高。当变压器温度高于周围介质（空气或油）的温度时，就会向外散热。
若变压器的温度长时间超过允许值，则变压器的绝缘容易损坏，因为绝缘长期受热后会老化，温度愈高，绝缘老化得愈快，当绝缘老化到一定程度时，在运行中受到振动后便会使绝缘层破损。
另一方面，即使绝缘还没有被损坏，但是温度愈高，在电动力的作用下，绝缘越容易破裂，绝缘的性能愈差，愈容易被高电压击穿而造成故障。因此，变压器正常运行时，不允许超过绝缘的允许温度。
我国电力变压器大部分采用A级绝缘，在正常运行中，当最高周围空气温度为40℃时，变压器绕组的极限工作温度为105℃。
然而，由于绕组的平均温度比油温高10℃，同时为了防止油质劣化，所以变压器上层油温最高不超过95℃。正常情况下，为保护绝缘油不致过度氧化，上层油温以不超过85℃为宜。对于采用强迫油循环水冷和风冷的变压器，上层油温最高不超过80℃，而正常运行时，上层油温不宜经常超过75℃。
2.变压器运行中电压的调整
变压器运行中，随着一次侧电源电压的变化，以及负载的变动，二次侧电压便有较大的变化。但从用电的角度来看，总是希望电源电压尽量稳定，当负载变动时，电源电压变动愈小，就说明供电电压的质量愈高。
因此，为了保证供电电压的质量，使负载电压在一定的范围内变动，就需根据负载的变化情况在电力系统中进行调压，以保证用电设备的正常需要。变压器调压方法分为无载调压和有载调压两种。
无载调压的变压器切换分接头后，必须测量直流电阻。当分接头位置改变以后，必须用欧姆表或电桥检查回路的完整性和三相电阻的一致性，根据测量结果判断三相电阻是否平衡，若不平衡，其差值不允许超过三相平均值的2%。有载调压变压器的调压速度快，调压范围大，主要用于电压质量要求严格的地方，如电力网中各负载的中心处以提高供电质量。
3.变压器运行中的维护
值班人员应按规定的分工及周期对变压器及其附属设备进行全面检查维护，每天至少进行一次；当系统发生短路或天气突然发生变化时，值班人员应对变压器及其附属设备进行重点检查；值班人员应根据油的化验结果选择主变压器的投运或停用，运行初期，应检查油枕的油位，并排除气体继电器中的空气；在地震预报期间，值班人员应根据变压器的具体情况和气体继电器的类型，来确定重瓦斯投入跳闸还是信号；地震引起重瓦斯动作停运的变压器，在投运前应对变压器及气体保护进行检查试验，确定无异状后方可投入。
设备安全、人身安全是电气运行的最高宗旨，变电所的一切工作都是以供电安全为出发点。变电所必须有安全记录，电气运行岗位每一个人也必须都有安全记录。变电所电气工作的安全措施包括保证安全的组织措施和技术措施。
组织措施是指进行电气工作时，将检修、试验和运行等有关部门组织起来，加强联系，密切配合，在统一指挥下，共同保证工作的安全。保证人身安全的组织措施有以下四方面：工作票制度；工作许可制度；工作监护制度；工作间断、转移和终结制度。[2]
一切电气设备的检修、安装或其他工作，如果直接在设备的带电部分上或与带电部分临近的设备上进行，为了保证工作人员的安全，一般是在停电状态下进行，必须完成下列四项保证安全的技术措施：停电；验电；装设接地线；悬挂标示牌和装设遮拦。这四项技术措施由运行值班员执行，对于无经常值班人员的电气设备和线路，可由断开电源的工作人员执行，并应有监护人在场。
二、变电设备异常及事故处理
电力系统发生的事故中可分为两类：一是设备事故，如设备绝缘损坏，设备事故将造成系统局部停电；二是全系统的停电或局部地区的停电事故。[3]系统事故可导致系统设备损坏，例如系统故障造成过电压。
因此，值班人员首先应以“预防为主”，避免事故的发生，及时消灭事故的苗子。这就需要值班人员加强巡视，进行设备绝缘分析，搞好设备管理，保证设备正常运行。同时，做好事故预想分析，一旦发生事故须迅速、正确地进行处理，防止事故扩大。
1.事故处理管理
（1）发生事故后，值班人员应迅速回到控制室进行事故处理，无关人员应自觉撤离控制室及事故现场，只允许与事故处理有关的领导以及工作人员留在控制室内。
（2）事故处理中，必要时高一级调度可越级发调度操作命令。
（3）事故处理中不得进行交接班。交接班时发生事故，应由交班人员负责处理，接班人员可在当值班长的要求下协助处理，在事故处理告一段落并征得调度同意后，方可进行交接班。
（4）在事故处理中，若故障设备和二级调度有关，应先向影响停电的一级调度汇报，以便及时处理故障和减少停电影响。
（5）在事故处理时，对系统运行方式有重大影响的操作，均应得到值班调度命令或许可后才能执行。
2.事故处理方法和顺序
（1）事故处理全部过程应有录音及记录，处理事故操作应填写操作票。按调度发布命令处理时，也应做好录音及记录，并严格执行操作监护制度、复诵和汇报制度。
（2）系统发生事故时，当值值班人员应根据表计变化、红绿灯变化，特别是中央信号盘信号的变化，迅速正确判断事故性质，然后检查保护装置动作情况，分析判断事故的范围。
三、变电站安全运行监控
随着计算机网络技术和人工智能技术的不断发展，安全监控技术在电力系统中的应用层出不穷，其在变电站中的应用提高了变电站运行的可靠性，使变电站更趋于自动化管理。
1.分层结构进行安全监控
变电站作为电力系统中的一个重要组成部分，聚集了大量的电气设备在线离线数据、SCADA数据、遥视数据、异常报警信息等，为变电站的安全运行监控提供了较全面的信息。变电站的在线与离线信息，在时间、空间上存在的差异以及不同的异常报警信息对不同故障的灵敏度各不相同，使得变电站的数据与信息表现出多层次性。
而安全监控系统可利用分层结构对变电站进行监控，全面掌握变电站的各种信息。
2.安全运行监控系统实现中的关键技术
（1）采集数据的预处理。从当地监测单元采集来的可疑数据，被送到监控计算机的主模块进行分析。由于各参数均反映了运行电压下设备的绝缘状况，通过在线测量就可以得到，从理论上说数据更为真实。但是由于在线数据容易受到现场运行环境及一些不确定因素等的影响，在数据的传输过程中也可能会出现失真，同时由于各种数据在数量级上差别很大，给系统分析带来了不便。因此需要对数据进行预处理。
（2）报警聚类算法。事故发生时的报警信息会出现大量冗余，有些报警信息可能有误，有的甚至出现矛盾，报警聚类算法要解决它们之间的矛盾，并达到去冗余和错误信息的作用。同时值班运行人员希望注意到的是最急迫的事件，而一些无关紧要的信息往往会扰乱工作人员的注意力。
（3）知识流处理研究。实时数据经过预处理及专家系统以后会产生事故原因、故障部件、事故范围、事故造成的影响事故处理时间、事故损失等各种信息，不同工作岗位需要不同的知识，如果将所有的知识不加区别地传递，可能会影响工作人员的工作效率、决策速度等，对变电站的安全都会起到一定的影响。所以需要根据事故处理的流程和特点，确立异常或事故时应该向运行人员、检修人员、管理人员发出的知识流。
四、结论
变电站是电力系统的核心和枢纽，其安全稳定运行关系着电力系统供电的可靠性和电能质量，应认真贯彻各级岗位责任制，保证生产运行的正常进行。同时，根据实际需要大力发展新技术，以适应智能电网建设的要求。
参考文献：
[1]华玉兴.变配电所的运行和维护[M].北京:中国铁道出版社,2002.
[2]陈家斌.变电运行与管理技术[M].北京:中国电力出版社,2004.
[3]郑耀南.浅析变电站的运行管理[J].通用机械,2009,2(8):14-5.
（责任编辑：刘辉）
关键词：电力系统；变电站；运行；监控
作者简介：王超（1972-），男，河南南阳人，河南南阳供电公司，工程师、技师，主要研究方向：电力管理；刘阔（1979-），男，河南南阳人，河南南阳供电公司，助理工程师，主要研究方向：电力管理。（河南 南阳 473000）
电力系统是一个规模庞大的动态系统，而变电站是其中非常重要的组成部分。[1]变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。
变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备、汇集电流的母线、计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。
变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。变电运行的职责就是变电站运行维护和管理。因此，进行变电运行改革必须考虑其日常工作要实现的运行管理方式的变革，而变电站工作量是一个重要参考指标，其完成方式因在监控中心和在现场的不同而具有很大差异。
一、变压器运行条件及维护
1.变压器运行的允许温度
变压器在运行中要产生铜损和铁损，这两部分损耗最后全部转变为热能，使变压器的铁芯和绕组发热，变压器温度升高。当变压器温度高于周围介质（空气或油）的温度时，就会向外散热。
若变压器的温度长时间超过允许值，则变压器的绝缘容易损坏，因为绝缘长期受热后会老化，温度愈高，绝缘老化得愈快，当绝缘老化到一定程度时，在运行中受到振动后便会使绝缘层破损。
另一方面，即使绝缘还没有被损坏，但是温度愈高，在电动力的作用下，绝缘越容易破裂，绝缘的性能愈差，愈容易被高电压击穿而造成故障。因此，变压器正常运行时，不允许超过绝缘的允许温度。
我国电力变压器大部分采用A级绝缘，在正常运行中，当最高周围空气温度为40℃时，变压器绕组的极限工作温度为105℃。
然而，由于绕组的平均温度比油温高10℃，同时为了防止油质劣化，所以变压器上层油温最高不超过95℃。正常情况下，为保护绝缘油不致过度氧化，上层油温以不超过85℃为宜。对于采用强迫油循环水冷和风冷的变压器，上层油温最高不超过80℃，而正常运行时，上层油温不宜经常超过75℃。
2.变压器运行中电压的调整
变压器运行中，随着一次侧电源电压的变化，以及负载的变动，二次侧电压便有较大的变化。但从用电的角度来看，总是希望电源电压尽量稳定，当负载变动时，电源电压变动愈小，就说明供电电压的质量愈高。
因此，为了保证供电电压的质量，使负载电压在一定的范围内变动，就需根据负载的变化情况在电力系统中进行调压，以保证用电设备的正常需要。变压器调压方法分为无载调压和有载调压两种。
无载调压的变压器切换分接头后，必须测量直流电阻。当分接头位置改变以后，必须用欧姆表或电桥检查回路的完整性和三相电阻的一致性，根据测量结果判断三相电阻是否平衡，若不平衡，其差值不允许超过三相平均值的2%。有载调压变压器的调压速度快，调压范围大，主要用于电压质量要求严格的地方，如电力网中各负载的中心处以提高供电质量。
3.变压器运行中的维护
值班人员应按规定的分工及周期对变压器及其附属设备进行全面检查维护，每天至少进行一次；当系统发生短路或天气突然发生变化时，值班人员应对变压器及其附属设备进行重点检查；值班人员应根据油的化验结果选择主变压器的投运或停用，运行初期，应检查油枕的油位，并排除气体继电器中的空气；在地震预报期间，值班人员应根据变压器的具体情况和气体继电器的类型，来确定重瓦斯投入跳闸还是信号；地震引起重瓦斯动作停运的变压器，在投运前应对变压器及气体保护进行检查试验，确定无异状后方可投入。
设备安全、人身安全是电气运行的最高宗旨，变电所的一切工作都是以供电安全为出发点。变电所必须有安全记录，电气运行岗位每一个人也必须都有安全记录。变电所电气工作的安全措施包括保证安全的组织措施和技术措施。
组织措施是指进行电气工作时，将检修、试验和运行等有关部门组织起来，加强联系，密切配合，在统一指挥下，共同保证工作的安全。保证人身安全的组织措施有以下四方面：工作票制度；工作许可制度；工作监护制度；工作间断、转移和终结制度。[2]
一切电气设备的检修、安装或其他工作，如果直接在设备的带电部分上或与带电部分临近的设备上进行，为了保证工作人员的安全，一般是在停电状态下进行，必须完成下列四项保证安全的技术措施：停电；验电；装设接地线；悬挂标示牌和装设遮拦。这四项技术措施由运行值班员执行，对于无经常值班人员的电气设备和线路，可由断开电源的工作人员执行，并应有监护人在场。
二、变电设备异常及事故处理
电力系统发生的事故中可分为两类：一是设备事故，如设备绝缘损坏，设备事故将造成系统局部停电；二是全系统的停电或局部地区的停电事故。[3]系统事故可导致系统设备损坏，例如系统故障造成过电压。
因此，值班人员首先应以“预防为主”，避免事故的发生，及时消灭事故的苗子。这就需要值班人员加强巡视，进行设备绝缘分析，搞好设备管理，保证设备正常运行。同时，做好事故预想分析，一旦发生事故须迅速、正确地进行处理，防止事故扩大。
1.事故处理管理
（1）发生事故后，值班人员应迅速回到控制室进行事故处理，无关人员应自觉撤离控制室及事故现场，只允许与事故处理有关的领导以及工作人员留在控制室内。
（2）事故处理中，必要时高一级调度可越级发调度操作命令。
（3）事故处理中不得进行交接班。交接班时发生事故，应由交班人员负责处理，接班人员可在当值班长的要求下协助处理，在事故处理告一段落并征得调度同意后，方可进行交接班。
（4）在事故处理中，若故障设备和二级调度有关，应先向影响停电的一级调度汇报，以便及时处理故障和减少停电影响。
（5）在事故处理时，对系统运行方式有重大影响的操作，均应得到值班调度命令或许可后才能执行。
2.事故处理方法和顺序
（1）事故处理全部过程应有录音及记录，处理事故操作应填写操作票。按调度发布命令处理时，也应做好录音及记录，并严格执行操作监护制度、复诵和汇报制度。
（2）系统发生事故时，当值值班人员应根据表计变化、红绿灯变化，特别是中央信号盘信号的变化，迅速正确判断事故性质，然后检查保护装置动作情况，分析判断事故的范围。
三、变电站安全运行监控
随着计算机网络技术和人工智能技术的不断发展，安全监控技术在电力系统中的应用层出不穷，其在变电站中的应用提高了变电站运行的可靠性，使变电站更趋于自动化管理。
1.分层结构进行安全监控
变电站作为电力系统中的一个重要组成部分，聚集了大量的电气设备在线离线数据、SCADA数据、遥视数据、异常报警信息等，为变电站的安全运行监控提供了较全面的信息。变电站的在线与离线信息，在时间、空间上存在的差异以及不同的异常报警信息对不同故障的灵敏度各不相同，使得变电站的数据与信息表现出多层次性。
而安全监控系统可利用分层结构对变电站进行监控，全面掌握变电站的各种信息。
2.安全运行监控系统实现中的关键技术
（1）采集数据的预处理。从当地监测单元采集来的可疑数据，被送到监控计算机的主模块进行分析。由于各参数均反映了运行电压下设备的绝缘状况，通过在线测量就可以得到，从理论上说数据更为真实。但是由于在线数据容易受到现场运行环境及一些不确定因素等的影响，在数据的传输过程中也可能会出现失真，同时由于各种数据在数量级上差别很大，给系统分析带来了不便。因此需要对数据进行预处理。
（2）报警聚类算法。事故发生时的报警信息会出现大量冗余，有些报警信息可能有误，有的甚至出现矛盾，报警聚类算法要解决它们之间的矛盾，并达到去冗余和错误信息的作用。同时值班运行人员希望注意到的是最急迫的事件，而一些无关紧要的信息往往会扰乱工作人员的注意力。
（3）知识流处理研究。实时数据经过预处理及专家系统以后会产生事故原因、故障部件、事故范围、事故造成的影响事故处理时间、事故损失等各种信息，不同工作岗位需要不同的知识，如果将所有的知识不加区别地传递，可能会影响工作人员的工作效率、决策速度等，对变电站的安全都会起到一定的影响。所以需要根据事故处理的流程和特点，确立异常或事故时应该向运行人员、检修人员、管理人员发出的知识流。
四、结论
变电站是电力系统的核心和枢纽，其安全稳定运行关系着电力系统供电的可靠性和电能质量，应认真贯彻各级岗位责任制，保证生产运行的正常进行。同时，根据实际需要大力发展新技术，以适应智能电网建设的要求。
参考文献：
[1]华玉兴.变配电所的运行和维护[M].北京:中国铁道出版社,2002.
[2]陈家斌.变电运行与管理技术[M].北京:中国电力出版社,2004.
[3]郑耀南.浅析变电站的运行管理[J].通用机械,2009,2(8):14-5.
（责任编辑：刘辉）