浅谈无人值班变电站的改造

1、浅谈无人值班变电站的改造  黄文韬 (增城市电力局，广东 增城 511300)  摘要：从实际应用出发，阐述了无人值班变电站的组成框架及施工经验，提出了应用时要注意的问题和改良的意见。关键词：无人值班变电站；改造；实践；远动装置  实现无人值班变电站既是降低电力系统运行成本，提高电力企业经济效益的要求，又是衡量电力系统自动化程度高低的重要标尺。目前，增城市电力局正进行对变电站实施无人化改造，现已完成了三江、沙窖、城西、南安、岗岭、永和6个 110 kV 终端变电站的建设和改造，并投入运行。下面就无人值班变电站改造的具体问题作

2、一分析，供电力工作者参考。1 无人值班变电站的基本组成实现无人值班变电站的条件有两个：一是可靠的继电保护，只有具备可靠的保护，变电站的安全运行才有意义；二是具备“三遥”功能，这是实现远方监控的有力保证。改造无人值班变电站是在原有变电站继电保护的基础上，通过增加“三遥”设备来实现。增城局采用的“三遥”设备包括：FJY-2型型分布式交流采样远动装置、遥控执行柜、操作继电器柜、变送器以及微波通讯设备(或电力载波设备)等。FJY-2 型分布式交流采样远动装置是整个系统的核心，是集微机变送器、RTU于一体的新型远动装置。微波通讯设备是站端远动装置与调度中心联系的设备。增城局采用加拿大SRT公司的小型微波

3、产品，具有两个信道，可同时传送两路信号。2 无人值班变电站的改造经验2.1 遥信量的采集遥信量按站内继电保护可分为两种：一种是一对一接点量接法；另一种是通过串行总线实现微机保护与远动装置的通讯。一对一接点量接法是传统电磁型继电保护装置和早期微机型继电保护装置所采用的方法。继保装置发出的保护信号由一对对的机械接点送入远动装置的遥信端子，这种方法工程量大，材料消耗大，施工比较困难，而且当继电保护装置无空余的接点时(远动装置需要不带电位的空接点)，就存在问题，此时需要加装中间继电器来扩充接点量，工作量自然倍增。串行总线接法是将继电保护装置通讯单元的串行接口用一根电缆并接起来，再连接远动装置的通讯口来

4、实现通讯，这种方法工程量少，施工方便，节省材料，安全可靠，此方法一般用在新型微机继电保护装置的变电站上，改造旧有变电站，仍然不得不采用一对一接点量接法。对于空接点量不够时，一般要采取加装中间继电器的方法来扩充接点量。而对于光字牌信号一类的电接点，如要取得遥信接点，一般有两种方法可以采用，分别如图1和图2所示，但对于图1来说，存在着隐患，由于709L、710L是接在预告音响回路，在后面的回路里要经一个几百欧姆的电阻后才接至冲击继电器。当光字牌灯光信号越多时，越多灯泡发亮，通过电阻的电流越大，则电阻上的分压就越大，其结果必然导致709L、710L的电位升高。当达到一定的电位时，会使其它的中间继电器

5、KC动作，造成误发信。而采用图2的方法则没有此隐患，可靠性高，建议采用，但施工比较困难。  对于电能量的测量，一般也有两种方法：一种是根据负荷电流计算出有功功率和无功功率，再对有功功率和无功功率进行时间的积分运算，就可得到有功和无功电量；另一种采用脉冲电能表进行测量，远动装置根据脉冲表提供的脉冲量计算出电能量。一般来说，积分运算法只是近似运算，精确度不高；而脉冲测量法精确度很高，故建议用脉冲测量法。另外有一点要注意的是，在使用脉冲电能表时，建议采用的源脉冲电能表而不要采用无源脉冲电能表。有源脉冲电能表无需外加直流电压就可以输出脉冲量；而无源脉冲电能表则需要外加直流电压才可以

6、输出脉冲量，由于远动装置提供的电压值未必符合脉冲表对电压的要求，故容易造成脉冲表的损坏。在施工调试时和投运后，就曾因此而损坏多只脉冲表。2.2 遥测量的采集遥测量的采集分两种类型：一种是测量每个保护间隔的电压和电流的交流模拟量；另一种是测量直流模拟量。这里的直流模拟量并非单纯指直流电压、电流量，而是指一些站内交、直流电压等电压值较高的电气量，变压器温度、变压器有载分接开关抽头位置等非电气量，经变送器转换成线性的 05 V 直流电压模拟量。交流模拟量采集的是PT电压以及每一路保护间隔的CT电流。当需要计算出保护间隔的有功功率和无功功率以及电能时，必须要提供L1、L2、L3三相电压以及L1、L3两

7、相电流。但这样做的话，将占用相当多的测量单元，会出现测量单元数量不够的情况。此时可将并不十分重要的保护间隔(如 10 kV 馈线)不计算其有功功率、无功功率和电能，而只取其一相电流监视其负荷情况，这样处理后，测量单元完全足够，而又能满足实际应用的要求。在实际施工过程中，工程人员只取变压器和电容器组作有功功率、无功功率和电能计算。直流模拟量的采集需使用不同类型的变送器。按实际情况，工程人员使用了四种类型的变送器(直流电压变送器、交流电量变送器、温度变送器、变压器有载分接开关抽头位置变送器)分别测量站内直流电压、站内三相交流电压、变压器温度和变压器有载分接开关。其中以下两点值得注意：a) 变压器温

8、度铂电阻探头的三根引脚，必须按正确的顺序接入变送器才可以进行温度测量，同时铂电阻必须经切换开关作远、近方测温器使用，切忌用同一探头并接一起同时供两个测温器使用，这样只会产生测量误差，甚至使测温器不能正常工作。b) 某些变压器有载调压机构箱内的变压器有载分接开关位置接点可能只有一组，而变送器需要的是空接点，为了能满足远、近方测量的需要，此时就需加装中间继电器以作扩充接点量之用。2.3 实现远方遥控远动装置接收到调度中心的遥控指令后，将指令送给遥控执行柜，操作相应的中间继电器，利用其接点控制开关机构的动作，从而实现远方遥控的功能。需要注意的是，此时的变电站必须要保留近方操作的功能，同时必须消除在远

9、方遥控状态下，近方开关操作把手对继电保护装置的影响，此时就必须要加装远、近方操作切换开关。特别要注意的是，切换开关的接点量必须足够多，在开关操作把手kk的操作接点(如：开关分、合闸接点，开关预分、预合接点，启动事故音响接点以及重合闸启动、放电接点等)前都要加切换开关接点作切换，只有这样才能将远、近方操作的状态完全独立起来，不会互相牵连(如：闪光电源不能切换，远方分闸发事故音响信号，保护跳闸后不能重合闸等情况)。在实际施工过程中要注意检查和避免在此问题上出现设计失误的情况。至于使用操作继电器柜的原因是在远方操作状态下，必须对开关状态进行记忆处理，实现与继电保护系统的事故音响以及重合闸等回路的配合

10、，保证继电保护装置的正确动作。操作继电器柜里使用具有磁记忆性能的双位置继电器，在分、合电压触发后，掉电情况下亦能保持位置状态不变，用此继电器能实现在远方操作状态下，起动继电保护系统的事故音响回路以及闭锁重合闸回路等功能。要实现变电站无人值班，站内信号的复归必须可以由调度中心远方遥控。旧式的信号继电器KS并不具备电动复归功能，故变电站内的所有信号继电器必须更换成可以电动复归的信号继电器。微机型继电保护装置的复归回路需要空接点来实现，此时就需要加装中间继电器来扩充复归空接点提供给每一套保护装置。要注意的是，某些微机保护装置WBZ-81C型 10 kV 线路微机保护装置需要常开空接点并接在复归回路上

11、，如图3(a)所示，而有些微机保护装置，WBZ-01型110 kV变压器微机保护装置则需要常闭接点串接在复归回路上(如图3(b)所示)，施工时要查阅保护图纸，视具体情况作相应处理。  2.4 完善改造工作由于某些远动装置并不具备“遥调”功能，因此要实现对电压质量的控制(如：对变压器的有载分接开关进行“遥调”以及调度中心根据负荷潮流投、退电容器组等)，仍存在不少的困难，增城局工程人员在无人值班变电站安装了DWK-A型电压无功微机综合控制装置。该装置采用微机技术和数字信号处理技术，根据电网实时参数，自动综合进行变压器有载分接开关的控制及电容器组的投切，DWK-A型装置采用模块化

12、结构，可以对13台有载调压变压器和3×4组电容器组进行控制。该装置的应用免除了调度中心人工远方操作电容器组这样繁重的工作，同时可有效地提高电压质量。电源供应方面，由于FJY-2型远动装置和遥控执行柜内部拥有交流变压整流电路和直流电压逆变电路，既可由交流电源供电也可由直流电源供电，并能在交流失压后自动切换到由直流电源供电。施工时一定要将站内直流电压接到上述装置，或干脆只由站内直流电源供电，当发生事故造成全站交流失压时，远动装置仍可由站内蓄电池供电，而不至于不能正常工作。另外还要做好防雷击的工作，需要在远动装置与微波通讯设备之间装设光电隔离驱动器，以防止雷电通过微波通讯设备击坏远动装置，当然，光电隔离驱动器也要选择可由直流电源供电的。3 结束语改建后的无人值班变电站在实际运行中，能较好地实现“三遥”功能，电压质量比较高，运行状况良好、稳定，基本上达到了预期的目的。当然，还存在需要改进的地方，比如：可考虑在变电站里装设闭路电视系统，将视频