电力自动化改造技术

1、电力自动化改造技术 电力自动化改造技术 摘要：文章分析了变电所自动化改造的 几个关键技术。 关键词：变电所 自动化 改造 1 变电所改造的主要内容 常规变电所改造为无人值班变电所运 行，首先要对一、二次设备进行改造， 使之适应无人值班运行要求。 一次设备主要改造及技术要求 断路器的改造： 主要要求是能实现遥控 操作功能，并提供可靠的断路器位置信 号。对使用年久且性能不能满足电网运 行要求的635kV油断路器动作要求， 应以性能好、可靠性高、维护量小的无 油设备（如真空断路器或 SF6 断路器）来 代替。断路器辅助触点改造为双辅助触 点接线以防信号误发。 高压开关柜的改造： 完善机械防止误操 作

2、措施；完善柜间距离，要求隔离物起 绝缘支撑作用， 要具有良好的阻燃性能； 加强母线导体间、相对地间绝缘水平； 改造高压开关柜中的电流互感器，使之 达到高压开关柜使用工况绝缘水平、峰 值和短时耐受电流、短时持续时间的要 求。 过电压保护设备的改造：如对变电所 6 35kV 中性点加装自动跟踪、自动调 谐的消弧线圈；为减少变电所的运行维 护工作量，降低残压，防止避雷器的爆 炸，变电所635kV避雷器宜更换为无 间隙金属氧化物避雷器 (MOA) 。 主变压器有关辅助元件的改造： 改造中 性点隔离开关及其操作机构，能实现遥 控操作；对有载调压分接开关实现当地 和远方遥调操作；实现主变温度远方测 量等。

3、 二次设备改造内容及要求 控制回路的 改造要能适应无人值班需要，主要有以 下要求：断路器控制回路改造后，要 简单、可靠、无迂回接线。断路器控 制回路断线、失去控制电源时应实现远 方报警，并保留控制回路故障信号。 保护回路单独设有熔断器的变电所，保 护回路直流消失后，能远方报警。重 合闸装置要实现自动投退，在遥控和当 地操作合闸后， 重合闸电源应自动投入， 重合闸放电回路自动断开。在遥控和当 地操作跳闸后，自动退出重合闸电源， 同时重合闸装置自动放电。根据需要实 现重合闸后加速和一次重合闸。低频 减负荷装置或其它系统稳定措施装置动 作跳闸时，应自动闭锁重合闸。取消 断路器位置信号灯的不对应闪光功

4、能， 信号灯具改为发光二极管等节能型灯 具。加装遥控与就地跳、合闸闭锁回 路。中央信号装置有关回路作相应改 2 改造方案的选择 对常规变电所进行无人值班改造，总的 指导思想是 “安全、可靠、实用、经济 二次设备改造任务重，改造难度大，需 要对一些关键技术进行探讨，寻找恰当 的解决方法。下面介绍几种典型的二次 设备改造方案。 断路器的控制与继电保护合一的改造 方案 改造时保留有全部保护设备，取消控制 屏（集中控制台， 集中控制柜 ），将断路器 控制回路、控制设备安装到保护屏适当 备用位置。这种方案将会取消控制屏上 的全部光字牌信号、测量仪表和音响信 号。为满足当地操作及改造过渡期内变 电所运行操

5、作人员对设备状态的监视要 求，增设一套 RTU 当地工作站及显示设 备。在显示器上显示有关一次接线图， 测量信息，事故及预告信息。采用这种 改造方案，可以简化二次回路接线，减 少大量控制电缆，减少回路中的触点， 提高二次设备的运行可靠性。这种改造 方案适合于弱电控制，集控台、集控柜 等多台设备组合的控制回路改造。 变电所改造一般采用常规的 RTU 装置。 变电所无 RTU 装置的可采用性能较好的 分布式分散安装的 RTU 遥测交流采样， 各 RTU 之间通信连接。 变电所已有 RTU 装置的，在原装置中扩大功能， 增加 RTU 容量以满足无人值班改造信息量的要 求。 只改造二次回路接线方案 这

6、种改造方 案保护设备、控制设备全部利用。在改 造中根据无人值班变电所的技术要求， 改造二次回路中的部分接线，如断路器 控制接线改接，重合闸接线改接，以及 信号改接等；增加和更换部分继电器， 使其具备无人值班变电所的技术要求。 这种方案，改造量最少，二次回路变动 量小，是采用电磁式继电器保护变电所 的最方便、最经济的改造方案。变电所 的 RTU 装置采用常规远动设备。 二次保护设备全部更新的改造方案 对 于运行年限较长的变电所，在方案设计 时可根据无人值班改造的技术要求，全 部更新变电所二次及保护设备，采用目 前国内较先进的综合自动化装置。这种 改造方案投资较大，一般只适用于变电 所相对陈旧，原

7、有的二次回路已达不到 安全要求的情况。 3 如何进行远方监控 继电器的更新 根据传统变电所无人值 班改造的实际情况，也为确保 “四遥 ”功 能的实现，改造中要将保护及自动装置 中的电流、电压、时间、信号、重合闸 等电磁型继电器全部更新为静态继电 器。集成电路构成的静态继电器与原电 磁型继电器相比具有整定直观、 功耗低、 动作迅速、精度高等优点，而且电流、 电压继电器增加了直流辅助电源，可以 通过电源监视灯对继电器的正常运行进 行监视，从而大大提高了保护的可靠性 与速动性。特别是信号继电器既有电保 持，又有磁保持，信号记忆可靠，还增 加了多组动合触点和电动复归圈。保证 了“遥信”功能及信号继电器

8、遥控复归的 实现。 远控和就地操作转换 变电所实现无人 值班，要方便设备检修和事故现场的紧 急处理，就必须要实现远控及就地控制 两种方式操作，因此要拆除原有的 KK 控制开关，在回路中增加具备 “远控 ”和 “就地 ”转换功能的 QK 切换开关，在正 常情况下，无人值班变电所所有运行或 备用状态的断路器，必须置于 “远控 ”位 置，监控中心值班员进行远控。 4 线路的监视 大家知道，红绿信号等除反映断路器的 实际位置以外，还担负着监视跳合闸回 路是否正常的任务，虽然变电所内可以 通过红绿灯来实现跳合闸回路的监视， 但却无法从远方进行监视，为此在控制 回路中加装了跳闸位置继电器 TWJ 和合 闸

9、位置继电器HWJ，只要HWJ及TWJ 的两副常闭触点同时闭合，就说明跳闸 回路有问题，需要到现场检修。 5 遥信的实现 常规变电所要进行无人值班改造，则原 理通过中央信号及光子牌反应的各类预 告信号就必须要具备遥信功能。同时， 继电器动作以后，必须能够在监控中心 进行遥控复归。因此，信号继电器的遥 信问题以及信号继电器的复归问题也就 成为突出的关键问题，在改造中应当加 以重视。 遥信的实现 变电所原中央信号解除以 后，为正确反映所内所有异常及事故信 号，就必须将上述信号通过继电器触点 提供给远动遥信装置以实现遥信功能。 按照无人值班的要求在反映具体保护动 作事件的同时，变电所任何一套保护装 置

10、动作及异常都要启动变电所的遥信事 故总信号，以提醒监控人员及时处理。 针对这一要求，将信号继电器全部更换 为带有电动复归线圈及多组动合触点的 静态集成继电器。每只信号继电器单独 提供一对空触点以反映具体保护动作事 件，另外每只继电器都提供一对空触点 并将这些空触点并联在一起以反映事故 总信号。断路器的实际运行位置采用开 关的辅助触点来反映。 信号继电器的复归 信号继电器更换为 静态继电器以后，其内部带有电动复归 线圈。这样既可以通过信号继电器上的 复归按钮就地复归，又可以通过将所有 信号继电器的电压复归线圈并联后与监 控屏遥控执行屏上信号复归继电器的常 开触点串联起来，实现全站信号的遥控 总复归。使得无人值班变电所的信号复 归问题得以解决。 6 小结 通过实践，变电所实现无人值班，其优 越性可大致归纳为：传送负荷和限电 速度快，电压调整迅速，从而改善电网 电压质量，