常规变电站无人值班改造中二次回路改造的实现.doc

常规变电站无人值班改造中二次回路改造的实现概述110kV、35kV常规变电站在我国的各级电网中仍占有较大的比重，由于建站时间早，其一次、二次设备都比较落后，继电保护装置多为电磁式继电器组合而成，一般只具有当地控制功能，多为有人值班运行方式。随着先进的科学技术在电网中的应用，对常规变电站进行无人值班的改造也日益显现出其必要性。虽然常规变电站中一次二次设备都较为落后，但目前大部分常规变电站在电网中运行良好，能满足社会对电力的需求，有的还处于枢纽变电站的位置，如果重新建造变电站，资金投入较大，造成资历源的浪费。在现有常规设备条件不变的情况下，对其进行切实可行的改造，不失为一种好的方案。1改造设计指导思想在利用现有一次二次设备条件不变的情况下，通过加装远方监控终端装置（RTU），有条件的常规站可将直流系统改造为高频开关电源直流系统，实现常规站的综合自动化，使其具有以下四遥功能：1.1遥控：站内所有继电器。对于隔离开关一般站内较多，大部分为人工操作，实现遥控较为繁琐，较多局里采用中心站及操作队方式。若站内设备检修，操作人员应实际到达现场，可不予遥控。1.2遥信：站内所有断路器、隔离开关的位置信号，主变压器、各馈线、电容器的保护信号，35kV、10kV母线接地信号，直流系统接地信号，直流系统交流故障信号，事故总信号等。1.3遥调：调度主站中心根据远主监控终端装置采集的实时数据信息，合理调整主变压器的分接开关，实现远方控制各侧母线电压始终在合格范围内。1.4遥测：各断路器的直流，有功、无功电度，有功、无功功率，主变压器的温度，各侧母线电压，直流母线电压，站用变母线电压等。2二次回路具体改造方案2.1遥控回路的改造分布式RTU遥控功能的实现，是通过遥合继电器和遥分继电器，并且遥分继电器的一对接点还可用来对重合闸继电器进行放电，保证正常遥分断路器时，闭锁重合闸，不至于使断路器误重合。但其缺点是不能远方控制重合闸继电器的充电，对于带有重合闸功能的10kV、35kV馈线，应考虑在断路器的控制回路中间加装一付接点，此接点所属继电器动作应受调度主站遥合，遥分动作的控制（此继电器一付接点可采用SX系列电压型信号继电器的一付常开触点），当调度主站遥合断路器时，此继电器应动作能为相应重合闸继电器充电，遥分继电器时此继电器应能复归，对相应重合闸继电器进行放电，从而保证重合闸动作的正确性。考虑到继电器应有自保持功能，并且消耗的功率应尽可能的小，当此继电器起动或者复归时，不能因为此继电器的分流而影响断路器的正常合分，因此建议选用BX系列电压型信号继电器，BX系列电压型信号继电器造价低廉，更换维护方便，动作、运行都较为可靠。具体改造方案如下图1，为防止指示灯回路将控制开关继电器误起动或误复归，在指示灯与继电器之间加装了逆止二极管，从而完成现场断路器的控制回路改造。2.2遥信回路的改造2.2.1断路器位置信号的远传可采用三种方式选取：a.路器辅助触点上选取：b.从更换带接点的红、绿信号灯接点上选取；c.在回路中加装继电器或光耦开关量转换选取。2.2.1.1从断路器或转换开关上选取，现场运行实践证明，断路器的辅助触点，除用于跳合闸回路的触点相当可靠而外，其它触点由于运行环境差，易赃污，加之检测、维护不如跳合闸辅助触点那样重视，工作在弱电回路常有接触不良，造成遥信漏报的情况。完成开关量接入还要敷设较长的电缆，使得二次回路复杂化，投资较贵又难于维护。2.2.1.2用带接点信号灯KXD-25/20X如图2所示，可直接监视分合闸位置的红、绿灯。由于带接点信号灯内部采用延时消抖回路且使用进口继电器，因此不存在继电器误发信号情况，可直接使用，从而缩短了改造时间，并节约了改造费用。2.2.1.3.1用（继电器）开关量转换端子（电压型），借用断路器的分合闸控制回路接入继电器型开关量转换端子。2.2.1.3.2用光耦隔离端子，反应断路器分闸位置的转换器，其输入端负端必需按要求接在TBJ常闭触点之后（回路编号通常为7）。对不能接在TBJ常闭触点之前（回路3），否则当断路器在掉闸后可能开有TBJ继电器自保持而闭锁合闸回路，造成重合闸拒动。2.2.2高低压信号的耦合及转换在常规变电站中，预告和事故信号的采集方式可大致分为三种： a.是通过信号继电器选取，当设备运行异常或故障时，起动信号继电器，利用信号继电器的接点发出信号，如出线各种保护信号，主变压器重瓦斯掉闸信号等。b.是直接亮光字牌，如主变压器过负荷、轻瓦斯动作、油温高，直流系统接地等。c.是可在光字牌信号回路中加装继电器端子排或光耦端子排。2.2.2.1对于由信号继电器选取的信号，可直接取一对空接点，引至远动监控设备。（信号继电器应用图）2.2.2.2对于光字牌信号，可采用KXD-10XB直接从光字牌上取接点信号。（带接点光字牌应用图）2.2.2.3对于已换节能型光字牌信号可在借用现场就地信号的触点回路，加继电器端子或光耦端子。2.2.2.3.1继电器端子应用图（电流图）：2.2.2.3.2继电器端子应用图（电压图）：2.2.2.3.3光耦端子应用：为防止就地信号光字牌查灯时，造成迂回回路。借用现场就地信号的触点回路，接入光耦隔离端子高压侧需加逆止二极管。2.3主变分接开关遥调回路的改造2.3.1因此近年来变电站已广泛使用有载调压变压器，有效地提高了电压质量。同时为了提高运行可靠性，在无人值班改造时，各级调度中心均要求及时掌握变压器有载分接开关位置，以及提高遥调的可靠性，因此迫切要求具有监测有载分接开关动作情况、及时传送位置信号等功能的装置。遥调回路的改造，可通过更换UP858有载分接开关档位显示变送器来实现。UP858有载分接开关档位变送器有一付远传信号给RTU，并可提供另一付远传信号给无功调压补偿装置。 a.一对一或十进制方式，输入遥信方式输出。b.一对一或十进制方式等输入，遥测方式输出。c.自整角机输入遥信或遥测方式输出。d.德国MR电阻式或电流式输出。（1）机构改造方式：（2）机构不需改造方式：2.3.2主变分接开关的防滑挡及改造方式通过采用上述UP858有载分接开关档位显示变送器实现了变电站有载调压档位位置的远传。有载分接开关在运行中会出现连调故障，严重影响了运行安全，尤其在无人值班变电站，远方遥调对有载分接开关可靠性要求更高。由于连调故障的出现，给运行人员造成了很大的心理压力，严重影响了有载分接开关的投入率和使用率，同时调度端未能及时掌握有载分接开关的位置，也影响了远方遥调的投运率，不能充分以挥有载分接开关的作用。因此，分析有载分接开关连调故障原因，改进调压控制回路具有一定的意义。2.3.2.有载分接开关连调故障分析通过对有载分接开关机械电气结构的分析，总结统计其连调故障等资料，分析出连调故障原因有：a.行程开关长时间运行后，弹簧部分变形，位置信号不正确；b.电动机控制继电器出现“卡壳”现象，失电后未能正常复位；c.电动机控制继电器触点长时间运行后，因电流发热，使触点烧结在一起，不能正常分断；d.行程开关长时间运行后，因振动等原因发生移位，造成位置不准确；e.有载分接开关机械结构长时间运行后，缺少正常维护工作，机械电气配合特性变坏，会不时出现连调故障。2.3.2有载分接开关防连调对策有载分接开关机械电气配合特性良好时，其每档运行时间是确定的，因此可通过监测有载分接开关运行时间，判断其运行状态，防止连调故障。根据上述原理，我们研制了新颖的UP858A系列有载分接开关防连调位置变送器，其主要功能如下：a.具有有载分接开关防连调功能，连调故障时，能有效切断分接开关电动机电源，保证调压操作可靠。b.采用LED显示有载分接开关位置，寿命长，显示清晰。c.远方和就地操作相互闭锁。d.具有RTU接口功能，提供输出空触点，符合电力系统规范。e.功耗低，抗干扰能力强，可靠性高。装置适应性强，适用于进口或国产有载分接开关，有多种输入方式：个位、十位对应输入；电阻式、自整角式输入；BCD码输入等。f.分接开关信号光电阻离输入，可靠性高。g.具有连调报警功能，有遥信、光字牌输出触点。2.4遥测回路的改造2.4.1对主变压器温度、直流母线电压等可通过温度变送器和XMT203E、KDY系列直流变送器得以实现。选取温度变送器时，应根据温度表中远方测温电阻选取，目前常用的有Pt100、Cu