1、淺談無(wú)人值班變電站的改造  黃文韜 (增城市電力局，廣東 增城 511300)  摘要：從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，闡述了無(wú)人值班變電站的組成框架及施工經(jīng)驗(yàn)，提出了應(yīng)用時(shí)要注意的問題和改良的意見。關(guān)鍵詞：無(wú)人值班變電站；改造；實(shí)踐；遠(yuǎn)動(dòng)裝置  實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班變電站既是降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的要求，又是衡量電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度高低的重要標(biāo)尺。目前，增城市電力局正進(jìn)行對(duì)變電站實(shí)施無(wú)人化改造，現(xiàn)已完成了三江、沙窖、城西、南安、崗嶺、永和6個(gè) 110 kV 終端變電站的建設(shè)和改造，并投入運(yùn)行。下面就無(wú)人值班變電站改造的具體問題作

2、一分析，供電力工作者參考。1 無(wú)人值班變電站的基本組成實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班變電站的條件有兩個(gè)：一是可靠的繼電保護(hù)，只有具備可靠的保護(hù)，變電站的安全運(yùn)行才有意義；二是具備“三遙”功能，這是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控的有力保證。改造無(wú)人值班變電站是在原有變電站繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上，通過增加“三遙”設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。增城局采用的“三遙”設(shè)備包括：FJY-2型型分布式交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)裝置、遙控執(zhí)行柜、操作繼電器柜、變送器以及微波通訊設(shè)備(或電力載波設(shè)備)等。FJY-2 型分布式交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)裝置是整個(gè)系統(tǒng)的核心，是集微機(jī)變送器、RTU于一體的新型遠(yuǎn)動(dòng)裝置。微波通訊設(shè)備是站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置與調(diào)度中心聯(lián)系的設(shè)備。增城局采用加拿大SRT公司的小型微波

3、產(chǎn)品，具有兩個(gè)信道，可同時(shí)傳送兩路信號(hào)。2 無(wú)人值班變電站的改造經(jīng)驗(yàn)2.1 遙信量的采集遙信量按站內(nèi)繼電保護(hù)可分為兩種：一種是一對(duì)一接點(diǎn)量接法；另一種是通過串行總線實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)與遠(yuǎn)動(dòng)裝置的通訊。一對(duì)一接點(diǎn)量接法是傳統(tǒng)電磁型繼電保護(hù)裝置和早期微機(jī)型繼電保護(hù)裝置所采用的方法。繼保裝置發(fā)出的保護(hù)信號(hào)由一對(duì)對(duì)的機(jī)械接點(diǎn)送入遠(yuǎn)動(dòng)裝置的遙信端子，這種方法工程量大，材料消耗大，施工比較困難，而且當(dāng)繼電保護(hù)裝置無(wú)空余的接點(diǎn)時(shí)(遠(yuǎn)動(dòng)裝置需要不帶電位的空接點(diǎn))，就存在問題，此時(shí)需要加裝中間繼電器來(lái)擴(kuò)充接點(diǎn)量，工作量自然倍增。串行總線接法是將繼電保護(hù)裝置通訊單元的串行接口用一根電纜并接起來(lái)，再連接遠(yuǎn)動(dòng)裝置的通訊口來(lái)

4、實(shí)現(xiàn)通訊，這種方法工程量少，施工方便，節(jié)省材料，安全可靠，此方法一般用在新型微機(jī)繼電保護(hù)裝置的變電站上，改造舊有變電站，仍然不得不采用一對(duì)一接點(diǎn)量接法。對(duì)于空接點(diǎn)量不夠時(shí)，一般要采取加裝中間繼電器的方法來(lái)擴(kuò)充接點(diǎn)量。而對(duì)于光字牌信號(hào)一類的電接點(diǎn)，如要取得遙信接點(diǎn)，一般有兩種方法可以采用，分別如圖1和圖2所示，但對(duì)于圖1來(lái)說，存在著隱患，由于709L、710L是接在預(yù)告音響回路，在后面的回路里要經(jīng)一個(gè)幾百歐姆的電阻后才接至沖擊繼電器。當(dāng)光字牌燈光信號(hào)越多時(shí)，越多燈泡發(fā)亮，通過電阻的電流越大，則電阻上的分壓就越大，其結(jié)果必然導(dǎo)致709L、710L的電位升高。當(dāng)達(dá)到一定的電位時(shí)，會(huì)使其它的中間繼電器

5、KC動(dòng)作，造成誤發(fā)信。而采用圖2的方法則沒有此隱患，可靠性高，建議采用，但施工比較困難。  對(duì)于電能量的測(cè)量，一般也有兩種方法：一種是根據(jù)負(fù)荷電流計(jì)算出有功功率和無(wú)功功率，再對(duì)有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行時(shí)間的積分運(yùn)算，就可得到有功和無(wú)功電量；另一種采用脈沖電能表進(jìn)行測(cè)量，遠(yuǎn)動(dòng)裝置根據(jù)脈沖表提供的脈沖量計(jì)算出電能量。一般來(lái)說，積分運(yùn)算法只是近似運(yùn)算，精確度不高；而脈沖測(cè)量法精確度很高，故建議用脈沖測(cè)量法。另外有一點(diǎn)要注意的是，在使用脈沖電能表時(shí)，建議采用的源脈沖電能表而不要采用無(wú)源脈沖電能表。有源脈沖電能表無(wú)需外加直流電壓就可以輸出脈沖量；而無(wú)源脈沖電能表則需要外加直流電壓才可以

6、輸出脈沖量，由于遠(yuǎn)動(dòng)裝置提供的電壓值未必符合脈沖表對(duì)電壓的要求，故容易造成脈沖表的損壞。在施工調(diào)試時(shí)和投運(yùn)后，就曾因此而損壞多只脈沖表。2.2 遙測(cè)量的采集遙測(cè)量的采集分兩種類型：一種是測(cè)量每個(gè)保護(hù)間隔的電壓和電流的交流模擬量；另一種是測(cè)量直流模擬量。這里的直流模擬量并非單純指直流電壓、電流量，而是指一些站內(nèi)交、直流電壓等電壓值較高的電氣量，變壓器溫度、變壓器有載分接開關(guān)抽頭位置等非電氣量，經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成線性的 05 V 直流電壓模擬量。交流模擬量采集的是PT電壓以及每一路保護(hù)間隔的CT電流。當(dāng)需要計(jì)算出保護(hù)間隔的有功功率和無(wú)功功率以及電能時(shí)，必須要提供L1、L2、L3三相電壓以及L1、L3兩

7、相電流。但這樣做的話，將占用相當(dāng)多的測(cè)量單元，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量單元數(shù)量不夠的情況。此時(shí)可將并不十分重要的保護(hù)間隔(如 10 kV 饋線)不計(jì)算其有功功率、無(wú)功功率和電能，而只取其一相電流監(jiān)視其負(fù)荷情況，這樣處理后，測(cè)量單元完全足夠，而又能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。在實(shí)際施工過程中，工程人員只取變壓器和電容器組作有功功率、無(wú)功功率和電能計(jì)算。直流模擬量的采集需使用不同類型的變送器。按實(shí)際情況，工程人員使用了四種類型的變送器(直流電壓變送器、交流電量變送器、溫度變送器、變壓器有載分接開關(guān)抽頭位置變送器)分別測(cè)量站內(nèi)直流電壓、站內(nèi)三相交流電壓、變壓器溫度和變壓器有載分接開關(guān)。其中以下兩點(diǎn)值得注意：a) 變壓器溫

8、度鉑電阻探頭的三根引腳，必須按正確的順序接入變送器才可以進(jìn)行溫度測(cè)量，同時(shí)鉑電阻必須經(jīng)切換開關(guān)作遠(yuǎn)、近方測(cè)溫器使用，切忌用同一探頭并接一起同時(shí)供兩個(gè)測(cè)溫器使用，這樣只會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，甚至使測(cè)溫器不能正常工作。b) 某些變壓器有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的變壓器有載分接開關(guān)位置接點(diǎn)可能只有一組，而變送器需要的是空接點(diǎn)，為了能滿足遠(yuǎn)、近方測(cè)量的需要，此時(shí)就需加裝中間繼電器以作擴(kuò)充接點(diǎn)量之用。2.3 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控遠(yuǎn)動(dòng)裝置接收到調(diào)度中心的遙控指令后，將指令送給遙控執(zhí)行柜，操作相應(yīng)的中間繼電器，利用其接點(diǎn)控制開關(guān)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控的功能。需要注意的是，此時(shí)的變電站必須要保留近方操作的功能，同時(shí)必須消除在遠(yuǎn)

9、方遙控狀態(tài)下，近方開關(guān)操作把手對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響，此時(shí)就必須要加裝遠(yuǎn)、近方操作切換開關(guān)。特別要注意的是，切換開關(guān)的接點(diǎn)量必須足夠多，在開關(guān)操作把手kk的操作接點(diǎn)(如：開關(guān)分、合閘接點(diǎn)，開關(guān)預(yù)分、預(yù)合接點(diǎn)，啟動(dòng)事故音響接點(diǎn)以及重合閘啟動(dòng)、放電接點(diǎn)等)前都要加切換開關(guān)接點(diǎn)作切換，只有這樣才能將遠(yuǎn)、近方操作的狀態(tài)完全獨(dú)立起來(lái)，不會(huì)互相牽連(如：閃光電源不能切換，遠(yuǎn)方分閘發(fā)事故音響信號(hào)，保護(hù)跳閘后不能重合閘等情況)。在實(shí)際施工過程中要注意檢查和避免在此問題上出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤的情況。至于使用操作繼電器柜的原因是在遠(yuǎn)方操作狀態(tài)下，必須對(duì)開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行記憶處理，實(shí)現(xiàn)與繼電保護(hù)系統(tǒng)的事故音響以及重合閘等回路的配合

10、，保證繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作。操作繼電器柜里使用具有磁記憶性能的雙位置繼電器，在分、合電壓觸發(fā)后，掉電情況下亦能保持位置狀態(tài)不變，用此繼電器能實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)方操作狀態(tài)下，起動(dòng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的事故音響回路以及閉鎖重合閘回路等功能。要實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值班，站內(nèi)信號(hào)的復(fù)歸必須可以由調(diào)度中心遠(yuǎn)方遙控。舊式的信號(hào)繼電器KS并不具備電動(dòng)復(fù)歸功能，故變電站內(nèi)的所有信號(hào)繼電器必須更換成可以電動(dòng)復(fù)歸的信號(hào)繼電器。微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的復(fù)歸回路需要空接點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)就需要加裝中間繼電器來(lái)擴(kuò)充復(fù)歸空接點(diǎn)提供給每一套保護(hù)裝置。要注意的是，某些微機(jī)保護(hù)裝置WBZ-81C型 10 kV 線路微機(jī)保護(hù)裝置需要常開空接點(diǎn)并接在復(fù)歸回路上

11、，如圖3(a)所示，而有些微機(jī)保護(hù)裝置，WBZ-01型110 kV變壓器微機(jī)保護(hù)裝置則需要常閉接點(diǎn)串接在復(fù)歸回路上(如圖3(b)所示)，施工時(shí)要查閱保護(hù)圖紙，視具體情況作相應(yīng)處理。  2.4 完善改造工作由于某些遠(yuǎn)動(dòng)裝置并不具備“遙調(diào)”功能，因此要實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓質(zhì)量的控制(如：對(duì)變壓器的有載分接開關(guān)進(jìn)行“遙調(diào)”以及調(diào)度中心根據(jù)負(fù)荷潮流投、退電容器組等)，仍存在不少的困難，增城局工程人員在無(wú)人值班變電站安裝了DWK-A型電壓無(wú)功微機(jī)綜合控制裝置。該裝置采用微機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)參數(shù)，自動(dòng)綜合進(jìn)行變壓器有載分接開關(guān)的控制及電容器組的投切，DWK-A型裝置采用模塊化

12、結(jié)構(gòu)，可以對(duì)13臺(tái)有載調(diào)壓變壓器和3×4組電容器組進(jìn)行控制。該裝置的應(yīng)用免除了調(diào)度中心人工遠(yuǎn)方操作電容器組這樣繁重的工作，同時(shí)可有效地提高電壓質(zhì)量。電源供應(yīng)方面，由于FJY-2型遠(yuǎn)動(dòng)裝置和遙控執(zhí)行柜內(nèi)部擁有交流變壓整流電路和直流電壓逆變電路，既可由交流電源供電也可由直流電源供電，并能在交流失壓后自動(dòng)切換到由直流電源供電。施工時(shí)一定要將站內(nèi)直流電壓接到上述裝置，或干脆只由站內(nèi)直流電源供電，當(dāng)發(fā)生事故造成全站交流失壓時(shí)，遠(yuǎn)動(dòng)裝置仍可由站內(nèi)蓄電池供電，而不至于不能正常工作。另外還要做好防雷擊的工作，需要在遠(yuǎn)動(dòng)裝置與微波通訊設(shè)備之間裝設(shè)光電隔離驅(qū)動(dòng)器，以防止雷電通過微波通訊設(shè)備擊壞遠(yuǎn)動(dòng)裝置，當(dāng)然，光電隔離驅(qū)動(dòng)器也要選擇可由直流電源供電的。3 結(jié)束語(yǔ)改建后的無(wú)人值班變電站在實(shí)際運(yùn)行中，能較好地實(shí)現(xiàn)“三遙”功能，電壓質(zhì)量比較高，運(yùn)行狀況良好、穩(wěn)定，基本上達(dá)到了預(yù)期的目的。當(dāng)然，還存在需要改進(jìn)的地方，比如：可考慮在變電站里裝設(shè)閉路電視系統(tǒng)，將視頻