宛 俊
（浙江万里学院 继续教育学院，浙江 宁波 315000）
摘 要：10kV变电所的安全需求主要有三点，分别是人员安全需求、系统运行稳定性的安全需求、设备安全需求.变电所的安全影响因素主要有五点，分别是人的因素、设备的因素、网络的因素、天气的因素、其他因素.通过结合本文工程实例，使用黑箱分析法，对以上安全需求和影响因素进行交叉建模分析，本文认为，10kV变电所的安全要素较为明晰，安全运行可以得到有效的控制.
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关键词 ：10kV变电所；运行安全；要素分析
中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2015）05-0154-03
目前，10kV变电所基本实现了无人值守和广泛化分布，通过在居民区、街道沿线等部署分布式10kV变电所，可以让10kV线路得到更大程度的延伸，进一步压缩400V和其他较低电压等级线路的分布面积，使得用户接入环更加简单，最大程度的降低了电阻热对电能的消耗.因为目前10kV变电所的数量已经达到了20年前的十余倍，所以，输变电单位的人力资源无法实现变电所的全部有人值守，所以，走动式变电所管理也在智能化电网的建设过程中逐渐的发展起来.
某无人值守10kV变电所拥有2个10kV进线，2个680V出线，8个400V出线，共有10kV断路器4个，680V断路器6个，400V断路器24个，高压母线隔离开关4个，680V母线隔离开关2个，400V母线隔离开关4个，10kV接地刀闸2个，680V接地刀闸2个，400V接地刀闸8个.以上系统涉及到的开关共有56个.本文试图研究一个近端安全管理系统，可以将以上开关设备进行管理和检修.变电所有10/680/400-2400kVA变压器2台，所用10/400-300kVA变压器1台，10kV互感器6台，680V互感器6台，400V母线没有安装互感器，而是采用了直接测量法.本文使用的感抗性设备15台.
1 运行安全需求分析
变电站的运行安全主要分为三个部分，分别是人员安全需求、系统运行稳定性的安全需求、设备安全需求.此三个部分的安全需求的优先级是依次递减的.所以，系统应该首先保障接近系统或者进入系统的人员出于绝对安全地位，其次应该保证系统的稳定性得到保障，再次应该保证系统的设备不会在正常运行和常见故障中损坏.假设人员安全需求、系统运行稳定性的安全需求、设备安全性需求的影响系数分别为γ1、γ2、γ3，那么可以得到以下三个变量的黑箱关系.
建立一个数列ζy（γ1，γ2，γ3），该数列标定了每个开关设备对三个安全指标的影响.实际建立矩阵如公式（1）.
3 实际运行数据研究
首先，从不同年份发生的不同类型的事故来看，随着变电所安全管理制度的深化，不同类型的事故均有减少.详见表1.
表格具体中故障因素说明如下：
（1）人为因素分析：主要有10KV 6KV倒闸操作不当，2次；检修高低母线二次回路控制线路失误4次检修TR2 2500KVA变压器副边5000A低压断路器故障失误1次，6KV高压补偿柜分合闸投切误操作1次，TR3 630KVA变压器副边1200A低压断路器因检修线路失误发生故障跳闸2次.
（2）设备因素分析：主要有10KV真空断路器内部机构引起分合闸失灵故障2次；6KV高压电机熔断器过载发生缺相故障3次，纸机复卷传动发生短路故障引起TR22500KVA变压器副边5000A低压断路器跳闸1次，380V低压母线个别连接线路绝缘老化造成故障2次.
（3）天气因素分析：主要有夏季雷雨引起过电压10KV 6KV真空断路器跳闸4次，2013年10月水灾TR1 2500KVA变压器副边5000A低压断路器跳闸1次.
（4）电网因素分析：主要因为夏季雷雨，台风，水灾等电网远端接雷，回路接地，相间短路造成外部停电事故3次.
（5）其他因素分析：夏季限电，2次，小动物窜入造成TR1 2500KVA变压器副边5000A低压断路器跳闸1次.
上述各个因素分析故障原因描述，通过合理科学预防和管理可减少故障发生.
4 运行安全机制要素总结
4.1 运行安全的外部影响
天气原因，电网影响，不可抗力及其他原因对对系统的影响属于外部影响.在变电所正常运行是，可能受到此三类（ηwE、ηnE、ηoE）因素的影响，导致事故的发生.所以，针对此三类影响，应该制定如下策略：
4.1.1 加强监测
在十二五期间，一方面完成了大量10kV拉手线路的部署和10kV变电站的建设.另一方面，10kV变电站的远程抄表系统都向着临近的有人值守的220kV变电站和110kV变电站集中.一个城市仅保留3~5个有人值守变电站的部署方式得到了普及.而普及此中人员部署方式的关键方式是监测设备的大量部署.电能质量监测为核心，温度监测、高频噪音监测为补充，主要的变压器安装了对变压器油、震动波形和电弧的变压器全面检测系统，甚至个别变电站部署了完善的母线监测系统.
4.1.2 加强电能质量管理.
在变电所进口位置部署ZnO避雷器可以将浪涌电流有效接地，同时，柔性变压技术让变电所可以作为隔离电能质量问题的主要设施.智能电网模式下，虽然400V母线之间无法实现远程互联，但是10kV母线之间可以实现全面互联，电能传输在10kV网络中形成了与35kV网络相互独立的拓扑，所以，相对闭塞的400V环路与相对开放的10kV回路之间需要通过10kV变电站形成隔离，让上级网络中出现的各种电能质量问题无法进入到400V环路中，以增加400V环路的安全性.
4.1.3 制定恶劣天候运行预案
恶劣天候下一般不进行电网的人工操作和检修，但是电网故障模式下，可能需要在恶劣天候下对电网进行紧急倒闸和抢修.这是造成事故的最大隐患.通过状态检修方法，合理选择检修窗口，确保设备运行在完好状态下.同时，制定应急预案，在恶劣天候下执行更加复杂的安全状态确认路径，同时在恶劣天候下优先采用替换拆修法，尽可能减少人员接触到网络的时间和简化人员接触到网络的环节，将维修工作转入室内.
4.2 运行安全的内部影响
人的影响、设备的影响是运行安全的内部影响，通过前文分析，此两类（ηpE、ηsE）影响可能直接造成事故.所以，针对此两类影响，制定以下策略：
4.2.1 尽快普及自动化操作
上世纪60年代，通过继电器的遥控线引出实现了变电所的集控台，通过电磁仪表的数据线引出形成了模拟屏.这是自动化操作的雏形.上世纪80年代开始，PLC为主的简单自动化开始执行，90年代的五防系统已经实现了完全自主操作.但是，目前虽然系统进入到了SCM多核心联动控制和蚁群控制，同时各种智能化系统已经在系统中完整部署，但给予系统全自主的运行权限仍然需要进一步的演练和论证.
4.2.2 尽快普及状态检修
状态检修已经在十二五期间基本普及，通过全面的监测系统支持，使得系统的检修窗口可以提前确定，系统的突发故障减少.而实际统计中发现，系统的突发故障是造成衍生事故的关键诱因.
4.2.3 研发系统自愈和自检技术
自愈网络是通过冗余线路的全自主倒闸，及时切换有微故障的线路，使得线路得到冷却和自我修正，再次启动线路时，作为瞬时故障的线路故障可能会消失.在自愈网络中，瞬时故障出现的次数也被看做是系统状态的主要标志.
5 结束语
通过本文分析，10kV变电所的主要安全威胁来自五个方面，通过对以上五个方面的逐一建模分析并建立对策，本文认为，10kV变电所的安全要素较为明晰，安全运行可以得到有效的控制.在十三五期间，随着智能电网的建设逐渐深入，电网的完全自主倒闸会大幅度降低变电所的故障和事故几率.
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参考文献:
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