摘要：文章分析了變電所自動化改造的幾個關(guān)鍵技術(shù)。

    關(guān)鍵詞：變電所  自動化  改造

　　
    1 變電所改造的主要內(nèi)容

    常規(guī)變電所改造為無人值班變電所運行，首先要對一、二次設(shè)備進(jìn)行改造，使之適應(yīng)無人值班運行要求。

    1.1 一次設(shè)備主要改造及技術(shù)要求

    1.1.1 斷路器的改造：主要要求是能實現(xiàn)遙控操作功能，并提供可靠的斷路器位置信號。對使用年久且性能不能滿足電網(wǎng)運行要求的6～35kV油斷路器動作要求，應(yīng)以性能好、可靠性高、維護(hù)量小的無油設(shè)備(如真空斷路器或SF6 斷路器)來代替。斷路器輔助觸點改造為雙輔助觸點接線以防信號誤發(fā)。

    1.1.2 高壓開關(guān)柜的改造：完善機(jī)械防止誤操作措施；完善柜間距離，要求隔離物起絕緣支撐作用，要具有良好的阻燃性能；加強(qiáng)母線導(dǎo)體間、相對地間絕緣水平；改造高壓開關(guān)柜中的電流互感器，使之達(dá)到高壓開關(guān)柜使用工況絕緣水平、峰值和短時耐受電流、短時持續(xù)時間的要求。

    1.1.3 過電壓保護(hù)設(shè)備的改造：如對變電所6～35kV中性點加裝自動跟蹤、自動調(diào)諧的消弧線圈；為減少變電所的運行維護(hù)工作量，降低殘壓，防止避雷器的爆炸，變電所6～35kV避雷器宜更換為無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)。

    1.1.4 主變壓器有關(guān)輔助元件的改造：改造中性點隔離開關(guān)及其操作機(jī)構(gòu)，能實現(xiàn)遙控操作；對有載調(diào)壓分接開關(guān)實現(xiàn)當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方遙調(diào)操作；實現(xiàn)主變溫度遠(yuǎn)方測量等。

    1.2 二次設(shè)備改造內(nèi)容及要求 控制回路的改造要能適應(yīng)無人值班需要，主要有以下要求：

①斷路器控制回路改造后，要簡單、可靠、無迂回接線。

②斷路器控制回路斷線、失去控制電源時應(yīng)實現(xiàn)遠(yuǎn)方報警，并保留控制回路故障信號。

③保護(hù)回路單獨設(shè)有熔斷器的變電所，保護(hù)回路直流消失后，能遠(yuǎn)方報警。

④重合閘裝置要實現(xiàn)自動投退，在遙控和當(dāng)?shù)夭僮骱祥l后，重合閘電源應(yīng)自動投入，重合閘放電回路自動斷開。在遙控和當(dāng)?shù)夭僮魈l后，自動退出重合閘電源，同時重合閘裝置自動放電。根據(jù)需要實現(xiàn)重合閘后加速和一次重合閘。

⑤低頻減負(fù)荷裝置或其它系統(tǒng)穩(wěn)定措施裝置動作跳閘時，應(yīng)自動閉鎖重合閘。

⑥取消斷路器位置信號燈的不對應(yīng)閃光功能，信號燈具改為發(fā)光二極管等節(jié)能型燈具。

⑦加裝遙控與就地跳、合閘閉鎖回路。⑧中央信號裝置有關(guān)回路作相應(yīng)改造。

    2 改造方案的選擇

    對常規(guī)變電所進(jìn)行無人值班改造，總的指導(dǎo)思想是“安全、可靠、實用、經(jīng)濟(jì)”。二次設(shè)備改造任務(wù)重，改造難度大，需要對一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討，尋找恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方法。下面介紹幾種典型的二次設(shè)備改造方案。

    2.1 斷路器的控制與繼電保護(hù)合一的改造方案
    改造時保留有全部保護(hù)設(shè)備，取消控制屏(集中控制臺，集中控制柜)，將斷路器控制回路、控制設(shè)備安裝到保護(hù)屏適當(dāng)備用位置。這種方案將會取消控制屏上的全部光字牌信號、測量儀表和音響信號。為滿足當(dāng)?shù)夭僮骷案脑爝^渡期內(nèi)變電所運行操作人員對設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視要求，增設(shè)一套RTU當(dāng)?shù)毓ぷ髡炯帮@示設(shè)備。在顯示器上顯示有關(guān)一次接線圖，測量信息，事故及預(yù)告信息。采用這種改造方案，可以簡化二次回路接線，減少大量控制電纜，減少回路中的觸點，提高二次設(shè)備的運行可靠性。這種改造方案適合于由弱電控制，集控臺、集控柜等多臺設(shè)備組合的控制回路改造。

    變電所改造一般采用常規(guī)的RTU裝置。變電所無RTU裝置的可采用性能較好的分布式分散安裝的RTU遙測交流采樣，各RTU之間通信連接。變電所已有RTU裝置的，在原裝置中擴(kuò)大功能，增加RTU容量以滿足無人值班改造信息量的要求。

    2.2 只改造二次回路接線方案 這種改造方案保護(hù)設(shè)備、控制設(shè)備全部利用。在改造中根據(jù)無人值班變電所的技術(shù)要求，改造二次回路中的部分接線，如斷路器控制接線改接，重合閘接線改接，以及信號改接等；增加和更換部分繼電器，使其具備無人值班變電所的技術(shù)要求。這種方案，改造量最少，二次回路變動量小，是采用電磁式繼電器保護(hù)變電所的最方便、最經(jīng)濟(jì)的改造方案。變電所的RTU裝置采用常規(guī)遠(yuǎn)動設(shè)備。

    2.3 二次保護(hù)設(shè)備全部更新的改造方案 對于運行年限較長的變電所，在方案設(shè)計時可根據(jù)無人值班改造的技術(shù)要求，全部更新變電所二次及保護(hù)設(shè)備，采用目前國內(nèi)較先進(jìn)的綜合自動化裝置。這種改造方案投資較大，一般只適用于變電所相對陳舊，原有的二次回路已達(dá)不到安全要求的情況。

    3 如何進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控

    3.1 繼電器的更新 根據(jù)傳統(tǒng)變電所無人值班改造的實際情況，也為確保“四遙”功能的實現(xiàn)，改造中要將保護(hù)及自動裝置中的電流、電壓、時間、信號、重合閘等電磁型繼電器全部更新為靜態(tài)繼電器。由集成電路構(gòu)成的靜態(tài)繼電器與原電磁型繼電器相比具有整定直觀、功耗低、動作迅速、精度高等優(yōu)點，而且電流、電壓繼電器增加了直流輔助電源，可以通過電源監(jiān)視燈對繼電器的正常運行進(jìn)行監(jiān)視，從而大大提高了保護(hù)的可靠性與速動性。特別是信號繼電器既有電保持，又有磁保持，信號記憶可靠，還增加了多組動合觸點和電動復(fù)歸圈。保證了“遙信”功能及信號繼電器遙控復(fù)歸的實現(xiàn)。 

    3.2 遠(yuǎn)控和就地操作轉(zhuǎn)換 變電所實現(xiàn)無人值班，要方便設(shè)備檢修和事故現(xiàn)場的緊急處理，就必須要實現(xiàn)遠(yuǎn)控及就地控制兩種方式操作，因此要拆除原有的KK控制開關(guān)，在回路中增加具備“遠(yuǎn)控”和“就地”轉(zhuǎn)換功能的QK切換開關(guān)，在正常情況下，無人值班變電所所有運行或備用狀態(tài)的斷路器，必須置于“遠(yuǎn)控”位置，由監(jiān)控中心值班員進(jìn)行遠(yuǎn)控。

    4 線路的監(jiān)視

    大家知道，紅綠信號等除反映斷路器的實際位置以外，還擔(dān)負(fù)著監(jiān)視跳合閘回路是否正常的任務(wù)，雖然變電所內(nèi)可以通過紅綠燈來實現(xiàn)跳合閘回路的監(jiān)視，但卻無法從遠(yuǎn)方進(jìn)行監(jiān)視，為此在控制回路中加裝了跳閘位置繼電器TWJ和合閘位置繼電器HWJ，只要HWJ及TWJ的兩副常閉觸點同時閉合，就說明跳閘回路有問題，需要到現(xiàn)場檢修。

    5 遙信的實現(xiàn)

    常規(guī)變電所要進(jìn)行無人值班改造，則原理通過中央信號及光子牌反應(yīng)的各類預(yù)告信號就必須要具備遙信功能。同時，繼電器動作以后，必須能夠在監(jiān)控中心進(jìn)行遙控復(fù)歸。因此，信號繼電器的遙信問題以及信號繼電器的復(fù)歸問題也就成為突出的關(guān)鍵問題，在改造中應(yīng)當(dāng)加以重視。

    5.1 遙信的實現(xiàn) 變電所原中央信號解除以后，為正確反映所內(nèi)所有異常及事故信號，就必須將上述信號通過繼電器觸點提供給遠(yuǎn)動遙信裝置以實現(xiàn)遙信功能。按照無人值班的要求在反映具體保護(hù)動作事件的同時，變電所任何一套保護(hù)裝置動作及異常都要啟動變電所的遙信事故總信號，以提醒監(jiān)控人員及時處理。針對這一要求，將信號繼電器全部更換為帶有電動復(fù)歸線圈及多組動合觸點的靜態(tài)集成繼電器。每只信號繼電器單獨提供一對空觸點以反映具體保護(hù)動作事件，另外每只繼電器都提供一對空觸點并將這些空觸點并聯(lián)在一起以反映事故總信號。斷路器的實際運行位置采用開關(guān)的輔助觸點來反映。

    5.2 信號繼電器的復(fù)歸 信號繼電器更換為靜態(tài)繼電器以后，其內(nèi)部帶有電動復(fù)歸線圈。這樣既可以通過信號繼電器上的復(fù)歸按鈕就地復(fù)歸，又可以通過將所有信號繼電器的電壓復(fù)歸線圈并聯(lián)后與監(jiān)控屏遙控執(zhí)行屏上信號復(fù)歸繼電器的常開觸點串聯(lián)起來，實現(xiàn)全站信號的遙控總復(fù)歸。使得無人值班變電所的信號復(fù)歸問題得以解決。

    6 小結(jié)

    通過實踐，變電所實現(xiàn)無人值班，其優(yōu)越性可大致歸納為：

①傳送負(fù)荷和限電速度快，電壓調(diào)整迅速，從而改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，穩(wěn)定電網(wǎng)運行，提高無功管理水平；

②預(yù)防事故，加快事故處理：由于預(yù)告信號、事故信號、各種越限信號提供調(diào)度員分析，可以及時采取措施預(yù)防事故發(fā)生，事故掉閘后，調(diào)度員直接判斷并做遙控操作，加快事故處理，可避免事故擴(kuò)大，縮短事故處理時間；

③大量節(jié)省人員，提高企業(yè)勞動生產(chǎn)率；

④遙控由調(diào)度員直接執(zhí)行，無中間環(huán)節(jié)，不易發(fā)生誤操作。