變電站無人值班改造設(shè)計的模式選擇_secret

1、 變電站無人值班改造設(shè)計的模式選擇摘要論述了變電站無人值班改造的設(shè)計原則，介紹了可供選擇的3種設(shè)計模式，討論了3種模式的應(yīng)用范圍。關(guān)鍵詞變電站自動化無人值班0概述隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，微機繼電保護、自動化系統(tǒng)已逐步進入了電力系統(tǒng)，使變電站的管理達到無人值班（或無人值班有人值守）的水平。應(yīng)該說，實現(xiàn)變電站自動化和無人值班，已經(jīng)成為電網(wǎng)調(diào)度自動化和電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的必然趨勢。盡管目前所有新建的110 kV及以下的變電站均采用了自動化系統(tǒng)，滿足了無人值班的要求，但已經(jīng)運行若干年的傳統(tǒng)的常規(guī)變電站在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)中仍占相當(dāng)大的比例，那么，選擇何種模式，安全、省事、經(jīng)濟地加速這些常規(guī)變電

2、站的改造，使之成為無人值班變電站，達到現(xiàn)代化電力企業(yè)的要求，這是一個值得思考的問題。1設(shè)計原則為了加速變電站自動化的改造，在工程設(shè)計上首先必須遵循以下原則：變電站自動化系統(tǒng)作為電網(wǎng)調(diào)度自動化的一個子系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)服從電網(wǎng)調(diào)度自動化的總體設(shè)計，其功能配置以及硬件設(shè)備的布置等都應(yīng)當(dāng)滿足電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行以及信息分層傳輸、資源共享的原則。所以無論具體對哪一個常規(guī)變電站進行哪種模式的改造，都必須將其設(shè)計納入電網(wǎng)調(diào)度自動化的總體設(shè)計之中去，以保證整體設(shè)計的科學(xué)性、合理性。同時，對站內(nèi)自動化系統(tǒng)及無人值班站的接入系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)從技術(shù)上保證站內(nèi)自動化系統(tǒng)的硬件接口滿足國際標準，系統(tǒng)的支持軟件符合ISO開放系

3、統(tǒng)規(guī)定，系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)，通訊規(guī)約及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義、格式、編程、地址等與將接入的電網(wǎng)的調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)保持一致，以適應(yīng)電力工業(yè)信息化的發(fā)展需要。2設(shè)計模式21變電站自動化模式這種模式的主要特點是將常規(guī)變電站中的原有二次保護、測量設(shè)備全部取消，用一套完整的自動化系統(tǒng)代之，自動化系統(tǒng)具體為分層分布式結(jié)構(gòu)。我們通常將變電站自動化系統(tǒng)分為2個層次：變電站層由主站（或簡化為總控單元）和Modem構(gòu)成，負責(zé)完成整個變電站的控制、監(jiān)視及遠程維護，所有模擬量、數(shù)據(jù)量、開關(guān)量和脈沖量的實時采集、處理，按照通訊規(guī)約的要求，上傳到各個上級調(diào)度端，并對間隔層的設(shè)備進行管理和下發(fā)各種命令；另外就是間隔層，在橫向按站內(nèi)一次

4、設(shè)備（1臺主變，1條線路等）配置，各間隔的設(shè)備相對獨立地完成保護及測控功能，僅通過站內(nèi)總線網(wǎng)互聯(lián)，且同變電站層的設(shè)備通訊。110 kV終端變電站系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1。 對于建成年代久，原有二次設(shè)備陳舊，接線較亂，二次保護繼電器廠家雜亂的110 kV及以下變電站，推薦用一套完整的變電站自動化系統(tǒng)取代原常規(guī)變電站的二次部分，這樣雖投資相對高一些，但過渡簡單，有利于變電站的安全運行。對于這種老變電站的自動化改造，通常會遇到以下一些問題。a原變電站35 kV及以下電壓等級的出線有接地探索按鈕時，在新上的自動化中有2種方法處理：一是35 kV及以下出線為兩相電流互感器的變電站，接地信號由主變低壓側(cè)后備保護

5、單元發(fā)出，然后仍然象常規(guī)變電站一樣通過手動拉、合閘檢查接地線路；二是中、低壓出線電流互感器為三相星形接線或者有零序電流互感器的變電站，由各出線測控、保護單元軟件實現(xiàn)小電流接地選線，或整套自動化采用一套專門的小電流接地選線裝置來診斷并發(fā)選線信號。如采用專門的裝置，其主要缺點是裝置故障時無法選線，而且每條出線到專門裝置必須增加1根電纜，增加了總電纜數(shù)量，也給施工帶來麻煩，還必須增加投資，所以我認為能將小電流接地選線做在每個出線測控、保護單元中是較理想的軟、硬件結(jié)合方式。b電壓無功自動調(diào)節(jié)問題。電壓無功控制以維持電壓波動范圍和優(yōu)化無功補償為控制目標。實現(xiàn)對有載調(diào)壓開關(guān)和電容器投切的自動調(diào)節(jié)，在變電站

6、自動化系統(tǒng)中較好的實現(xiàn)方法是將此功能以軟件的形式做在主站（或總控單元）中，也可由一專門的電壓無功綜合控制裝置來實現(xiàn)主變分接開關(guān)與電容器的自動調(diào)節(jié)。c站用交直流系統(tǒng)監(jiān)視及計量問題。自動化系統(tǒng)中交直流系統(tǒng)的監(jiān)視由專門的監(jiān)視單元與主站通訊，如有接地、電壓過低、過高等異?，F(xiàn)象，可直接通過串行口向主站以至調(diào)度發(fā)信號；對于計量問題，關(guān)口（變壓器或有穿越功率的線路）計量由原來的普通電能表換成帶RS485接口電子表，由RS485口直接向主站傳送計量信息，而一般的線路（即非關(guān)口計量）可用帶RS485口的電子表計，也可采用脈沖型電能表，以脈沖累計的方式接入自動化系統(tǒng)。22分散式RTU（測控單元）加常規(guī)保護設(shè)計模式

7、即利用原有變電站二次保護設(shè)備，將各間隔的開關(guān)量、數(shù)據(jù)量及脈沖量等接入測量單元，由測控單元向各自的測控對象發(fā)控制信號。其主要特點是可將測控單元隨意安裝在原變電站的控制屏、保護屏的任意位置或另加測控屏。通常對于二次保護較先進且較復(fù)雜、完善的110 kV樞紐變電站，建議采用這種模式實現(xiàn)變電站的無人值班。而且此模式在施工過程中，變電站重要的保護、控制屏以及保護屏等均不需作變動，只要將各間隔的測控單元裝置掛在預(yù)先設(shè)計的控制屏或保護屏上，可使電網(wǎng)中重要的聯(lián)絡(luò)線、主變等停電時間短，甚至可做到不停電。主變和110 kV部分的信號、測量及控制均在主控制室內(nèi)可取得，不需另外增設(shè)電纜；主變低壓側(cè)（10 kV）測控單

8、元最好選擇掛柜式，直接掛在高壓開關(guān)柜上，在主控室備用屏位多的情況下，也可將中、低壓測控單元集中在主控室。對于電壓無功綜合控制、小電流接地選線以及站內(nèi)交直流系統(tǒng)和計量問題的處理方法與模式一相同。系統(tǒng)框圖如圖2。23常規(guī)保護加集中RTU設(shè)計模式該模式即常規(guī)保護加遙信、遙測、遙控及脈沖電度的形式。系統(tǒng)框圖如圖3。為簡化無人值班變電站的二次接線，取消原閃光回路和事故音響回路，但對變電站內(nèi)所有的事故信號或異常報警，必須有動作自保持，而且可手動和遠方電動復(fù)歸所有的信號繼電器；在實現(xiàn)斷路器遙控時，應(yīng)特別注意遠方操作同期和遙控跳閘閉鎖重合閘。下面分別就遙測、遙信、遙控及脈沖電度談?wù)剮c意見。a遙測。改造后的變

9、電站的遙測是由原常規(guī)變電站電壓互感器和各電流互感器的二次側(cè)分別接遙測量經(jīng)變送器送往集中RTU的，集中RTU對遙測量往往要采用變送器轉(zhuǎn)換后才能接收。通常在改造過程中并不拆除變電站原有的測量表計，而是在原表計的末尾端再接變送器。電能表全部由原來的普通電能表換成帶脈沖的電能表（施工中應(yīng)特別注意防止電流互感器開路）。b遙信。整個變電站的保護動作信號、預(yù)告信號等都應(yīng)以信號繼電器接點的形式接入RTU遙信板。信號繼電器均應(yīng)換成電復(fù)歸的靜態(tài)型繼電器，且復(fù)歸可由變電站就地和遠方分別復(fù)歸。當(dāng)調(diào)度端遙信接點數(shù)足夠多時，每個間隔的每種保護都可發(fā)該保護的動作信號。若考慮遙信量太多，也可對應(yīng)于某間隔（某個一次設(shè)備）只發(fā)一

10、個總的保護動作信號，然后由變電站維護班到故障現(xiàn)場落實具體是哪種保護動作。當(dāng)中央信號回路試驗時，為防止向遠動誤發(fā)事故和預(yù)告信號，應(yīng)在事故信號和預(yù)告試驗按鈕上接出一對常閉接點，去閉鎖發(fā)中央信號動作遙信。c遙控。對于無重合閘回路的開關(guān)，RTU只需向該開關(guān)發(fā)一簡單的分合命令即可完成其遙控操作；對于有重合閘回路的出線開關(guān)，由于常規(guī)保護、控制回路是由開關(guān)位置不對應(yīng)啟動重合閘繼電器的，為防止遙控跳閘時重合閘繼電器誤動作，通常對此開關(guān)的遙控除分、合各一對接點外，還需在重合閘放電回路也就是常規(guī)控制中KK開關(guān)的“24”接點上并聯(lián)一遙控放電接點，使遙控分閘操作時，重合閘放電不至于誤重合開關(guān)。另外，無人值班改造通常要求將110 kV主變壓器中性點接地刀閘改為電動操作機構(gòu)，其遙控操作根據(jù)中性點接地刀閘發(fā)送的刀閘位置信號進行。d遙調(diào)。主要是指調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器分接頭。根據(jù)遙測到的計算功率，投退主變低壓側(cè)的電容器，使變電站安全、經(jīng)濟、可靠地運行。這種常規(guī)保護加集中RTU模式，若要實現(xiàn)小電流接地選線，必須增加一專門的小電流接地選線裝置，把選線信號通過RTU送往調(diào)度，但不接地系統(tǒng)部分必須是三相電流互感器或加裝零序電流互感器，否則不能實現(xiàn)小電流接地選線功能。3結(jié)論綜合分析以上3種變電站無人值班改造設(shè)計模式，各有優(yōu)缺點，但總的來說，若資金充足，原二次保護設(shè)備廠家雜亂，各電壓等級