電力自動(dòng)化改造技術(shù)

1、電力自動(dòng)化改造技術(shù) 電力自動(dòng)化改造技術(shù) 摘要：文章分析了變電所自動(dòng)化改造的 幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。 關(guān)鍵詞：變電所 自動(dòng)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(wú)人值班變電所運(yùn) 行，首先要對(duì)一、二次設(shè)備進(jìn)行改造， 使之適應(yīng)無(wú)人值班運(yùn)行要求。 一次設(shè)備主要改造及技術(shù)要求 斷路器的改造： 主要要求是能實(shí)現(xiàn)遙控 操作功能，并提供可靠的斷路器位置信 號(hào)。對(duì)使用年久且性能不能滿足電網(wǎng)運(yùn) 行要求的635kV油斷路器動(dòng)作要求， 應(yīng)以性能好、可靠性高、維護(hù)量小的無(wú) 油設(shè)備（如真空斷路器或 SF6 斷路器）來(lái) 代替。斷路器輔助觸點(diǎn)改造為雙輔助觸 點(diǎn)接線以防信號(hào)誤發(fā)。 高壓開(kāi)關(guān)柜的改造： 完善機(jī)械防止誤操 作

2、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(duì)地間絕緣水平； 改造高壓開(kāi)關(guān)柜中的電流互感器，使之 達(dá)到高壓開(kāi)關(guān)柜使用工況絕緣水平、峰 值和短時(shí)耐受電流、短時(shí)持續(xù)時(shí)間的要 求。 過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備的改造：如對(duì)變電所 6 35kV 中性點(diǎn)加裝自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)調(diào) 諧的消弧線圈；為減少變電所的運(yùn)行維 護(hù)工作量，降低殘壓，防止避雷器的爆 炸，變電所635kV避雷器宜更換為無(wú) 間隙金屬氧化物避雷器 (MOA) 。 主變壓器有關(guān)輔助元件的改造： 改造中 性點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān)及其操作機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)遙 控操作；對(duì)有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)?和遠(yuǎn)方遙調(diào)操作；實(shí)現(xiàn)主變溫度遠(yuǎn)方測(cè) 量等。

3、 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(wú)人值班需要，主要有以 下要求：斷路器控制回路改造后，要 簡(jiǎn)單、可靠、無(wú)迂回接線。斷路器控 制回路斷線、失去控制電源時(shí)應(yīng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 方報(bào)警，并保留控制回路故障信號(hào)。 保護(hù)回路單獨(dú)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(bào)警。重 合閘裝置要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投退，在遙控和當(dāng) 地操作合閘后， 重合閘電源應(yīng)自動(dòng)投入， 重合閘放電回路自動(dòng)斷開(kāi)。在遙控和當(dāng) 地操作跳閘后，自動(dòng)退出重合閘電源， 同時(shí)重合閘裝置自動(dòng)放電。根據(jù)需要實(shí) 現(xiàn)重合閘后加速和一次重合閘。低頻 減負(fù)荷裝置或其它系統(tǒng)穩(wěn)定措施裝置動(dòng) 作跳閘時(shí)，應(yīng)自動(dòng)閉鎖重合閘。取消 斷路器位置信號(hào)燈的不對(duì)應(yīng)閃光功

4、能， 信號(hào)燈具改為發(fā)光二極管等節(jié)能型燈 具。加裝遙控與就地跳、合閘閉鎖回 路。中央信號(hào)裝置有關(guān)回路作相應(yīng)改 2 改造方案的選擇 對(duì)常規(guī)變電所進(jìn)行無(wú)人值班改造，總的 指導(dǎo)思想是 “安全、可靠、實(shí)用、經(jīng)濟(jì) 二次設(shè)備改造任務(wù)重，改造難度大，需 要對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討，尋找恰當(dāng) 的解決方法。下面介紹幾種典型的二次 設(shè)備改造方案。 斷路器的控制與繼電保護(hù)合一的改造 方案 改造時(shí)保留有全部保護(hù)設(shè)備，取消控制 屏（集中控制臺(tái)， 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(huì)取消控制屏上 的全部光字牌信號(hào)、測(cè)量?jī)x表和音響信 號(hào)。為滿足當(dāng)?shù)夭僮骷案脑爝^(guò)渡期內(nèi)變 電所運(yùn)行操

5、作人員對(duì)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(cè)量信息，事故及預(yù)告信息。采用這種 改造方案，可以簡(jiǎn)化二次回路接線，減 少大量控制電纜，減少回路中的觸點(diǎn)， 提高二次設(shè)備的運(yùn)行可靠性。這種改造 方案適合于弱電控制，集控臺(tái)、集控柜 等多臺(tái)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(wú) RTU 裝置的可采用性能較好的 分布式分散安裝的 RTU 遙測(cè)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(wú)人值班改造信息量的要 求。 只改造二次回路接線方案 這

6、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(wú)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(hào)改接等；增加和更換部分繼電器， 使其具備無(wú)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(dòng) 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(dòng)設(shè)備。 二次保護(hù)設(shè)備全部更新的改造方案 對(duì) 于運(yùn)行年限較長(zhǎng)的變電所，在方案設(shè)計(jì) 時(shí)可根據(jù)無(wú)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(guó)內(nèi)較先進(jìn)的綜合自動(dòng)化裝置。這種 改造方案投資較大，一般只適用于變電 所相對(duì)陳舊，原

7、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 繼電器的更新 根據(jù)傳統(tǒng)變電所無(wú)人值 班改造的實(shí)際情況，也為確保 “四遙 ”功 能的實(shí)現(xiàn)，改造中要將保護(hù)及自動(dòng)裝置 中的電流、電壓、時(shí)間、信號(hào)、重合閘 等電磁型繼電器全部更新為靜態(tài)繼電 器。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(dòng)作迅速、精度高等優(yōu)點(diǎn)，而且電流、 電壓繼電器增加了直流輔助電源，可以 通過(guò)電源監(jiān)視燈對(duì)繼電器的正常運(yùn)行進(jìn) 行監(jiān)視，從而大大提高了保護(hù)的可靠性 與速動(dòng)性。特別是信號(hào)繼電器既有電保 持，又有磁保持，信號(hào)記憶可靠，還增 加了多組動(dòng)合觸點(diǎn)和電動(dòng)復(fù)歸圈。保證 了“遙信”功能及信號(hào)繼電器

8、遙控復(fù)歸的 實(shí)現(xiàn)。 遠(yuǎn)控和就地操作轉(zhuǎn)換 變電所實(shí)現(xiàn)無(wú)人 值班，要方便設(shè)備檢修和事故現(xiàn)場(chǎng)的緊 急處理，就必須要實(shí)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(kāi)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(kāi)關(guān)，在正 常情況下，無(wú)人值班變電所所有運(yùn)行或 備用狀態(tài)的斷路器，必須置于 “遠(yuǎn)控 ”位 置，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(hào)等除反映斷路器的 實(shí)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(guò)紅綠燈來(lái)實(shí)現(xiàn)跳合閘回路的監(jiān)視， 但卻無(wú)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

9、位置繼電器HWJ，只要HWJ及TWJ 的兩副常閉觸點(diǎn)同時(shí)閉合，就說(shuō)明跳閘 回路有問(wèn)題，需要到現(xiàn)場(chǎng)檢修。 5 遙信的實(shí)現(xiàn) 常規(guī)變電所要進(jìn)行無(wú)人值班改造，則原 理通過(guò)中央信號(hào)及光子牌反應(yīng)的各類(lèi)預(yù) 告信號(hào)就必須要具備遙信功能。同時(shí)， 繼電器動(dòng)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(hào)繼電器的遙 信問(wèn)題以及信號(hào)繼電器的復(fù)歸問(wèn)題也就 成為突出的關(guān)鍵問(wèn)題，在改造中應(yīng)當(dāng)加 以重視。 遙信的實(shí)現(xiàn) 變電所原中央信號(hào)解除以 后，為正確反映所內(nèi)所有異常及事故信 號(hào)，就必須將上述信號(hào)通過(guò)繼電器觸點(diǎn) 提供給遠(yuǎn)動(dòng)遙信裝置以實(shí)現(xiàn)遙信功能。 按照無(wú)人值班的要求在反映具體保護(hù)動(dòng) 作事件的同時(shí)，變電所任何一套保護(hù)裝 置

10、動(dòng)作及異常都要啟動(dòng)變電所的遙信事 故總信號(hào)，以提醒監(jiān)控人員及時(shí)處理。 針對(duì)這一要求，將信號(hào)繼電器全部更換 為帶有電動(dòng)復(fù)歸線圈及多組動(dòng)合觸點(diǎn)的 靜態(tài)集成繼電器。每只信號(hào)繼電器單獨(dú) 提供一對(duì)空觸點(diǎn)以反映具體保護(hù)動(dòng)作事 件，另外每只繼電器都提供一對(duì)空觸點(diǎn) 并將這些空觸點(diǎn)并聯(lián)在一起以反映事故 總信號(hào)。斷路器的實(shí)際運(yùn)行位置采用開(kāi) 關(guān)的輔助觸點(diǎn)來(lái)反映。 信號(hào)繼電器的復(fù)歸 信號(hào)繼電器更換為 靜態(tài)繼電器以后，其內(nèi)部帶有電動(dòng)復(fù)歸 線圈。這樣既可以通過(guò)信號(hào)繼電器上的 復(fù)歸按鈕就地復(fù)歸，又可以通過(guò)將所有 信號(hào)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(hào)復(fù)歸繼電器的常 開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全站信號(hào)的遙控 總復(fù)歸。使得無(wú)人值班變電所的信號(hào)復(fù) 歸問(wèn)題得以解決。 6 小結(jié) 通過(guò)實(shí)踐，變電所實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，其優(yōu) 越性可大致歸納為：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，