常规变电站二次系统的自动化改造方案

提供给 Ｒ Ｕ Ｔａ
（ ）如保留光字牌， ２ 可利用保护动作或设备异常时 角发站内光字牌的 直 虫 流电源， 加装一级中间继 电器或采用 有从动继电器的光字牌 ， 当装置动作时 ， 点亮现场光字牌 ， 同时启动继电器， 利用继电器的动合触 点 发远动信号。 （ ）采用光端子 ， ３ 利用光电隔离的方法， 从光字牌并 接人 Ｒ Ｕ Ｔ 。当保护动作或设备异常时， 在启动现场光字牌 的同时， 驱动光 电隔离 ， 利用 开关管 的开关特性 与远 动 Ｒ Ｃ的直流２ Ｖ ４ Ｖ 电源构成回 发出远动信号。 Ｔ ４ ８ （ ） 路， （ ）传统改造方法 因大量使用 中间继 电器 ， ４ 就会
设 备 进行通 信 。
３ 自动化系统模式的选择
常规变 电站 自动化 改造 的关 键 是 自动 化 模 式 的 选择 ， 必须根据 各 变 电站 的实 际情 况 全 面 、 系统 地 考 虑 。 目前 国内变 电站 实 现 自动化 改造 主要 有 常 规 远 动方式和综合 自动化方式二种模式 。
屏 至 电能表 屏 ， 电能 表 屏 至 Ｒ Ｕ采 集 屏 的 回路 及 电 Ｔ 缆接线不变 ， 运后 直 接 拆 除 旧 Ｒ Ｕ 即可 。这样 保 投 Ｔ 证 了改造施 工 中 旧 Ｒ Ｕ 的运 行 不 受 影 响 ， 运 后 旧 Ｔ 投
４２ ４ 其他遥信量 ．．
其他遥 信量包括 主变 压 器 的温 度 越 限 、 瓦斯 、 轻
期的晶体管保护、 集成电路保护 、 承担全站中央信号职能
的弱电选控设 备 ， 到 “ 直 四合一 ” 的集 控 台等 ， 在 同时 都
运行。这些设备的老化对变电站的安全 、 、 优质 高效运行 构成很大威胁。因此 ， 如何合理 、 经济 、 先进可行地改造 这些 旧站 ， 使其满足无 人值班或少人值班的要求 ， 已成为
加 及 时 、 面地 掌 握 电 网及 变 电 站 的运 行 情 况 ， 现 全 实
（ ） Ｕ的电气模拟量采集采用交流采样 ， ５ Ｒ Ｔ 系统 框架和容量按变 电站最终规模考 虑 ， 测控 部分按现状 规模配置 。系统 的扩充应简易 、 灵活 、 方便 。 （ ）系统通过多媒体 服务器 ， ６ 与变 电站 工业 电视
４ 改造的具体方案
４ １ 遥测部分 ．
需要进人计算机监控系统的测量参数根据有关 规定和用户的实际需要来确定。主要 问题是如何保 证系统在更换过程 中， Ｒ Ｕ不停运。 旧 Ｔ 原老变 电站 普 遍 设 计 测 量 和 计 量 共 用 １个 Ｔ Ａ 卷 ，Ｔ Ｒ Ｕ作为全站测量 回路的终端 ， 串接在 电能表屏 后 面 。应 根据 Ｄ ／ ５ ３ －２ ０ 《 Ｌ Ｔ ７ ０ １ 电测量及 电能计 量 １ 装置设计技术规程》 结合扩建和技改工程更换 Ｔ 设 Ａ， 置专用计量 Ｔ 。遥测信号 串接在仪表之后 ， Ａ 电缆 由 控制屏至 Ｒ Ｕ采集屏 ； Ｔ 电能表接专用 Ｔ 原 由控制 Ａ， 屏 至 电能表 屏 ， 电能 表 屏 至 Ｒ Ｕ采集 屏 的 回路及 电 Ｔ 缆接线不变 ， 投运后 直接拆 除 旧 Ｒ Ｕ即可 。 Ｔ 无法更换 Ａ的， Ｔ 遥测信号 串接在仪表之后 ， 采
电力系统工程技术人员面临的迫切 问题 。
本文结合已建成和改造完 的无人值 班站 的实践 经验 ， 以河北南 网典 型 的 常规 变 电站 为 例 ， 讨 常规 探
变 电站 的 自动 化 改造 与设 计 方案 。
１ 改造的主要目的
（ ）实现对变电站所有电气设备的实时监控 ， １ 提 高变电站安全运行的可靠性。 （ ）达到无人／ 少人值班 的要求 ， ２ 减少变 电站运行 值班人员 ， 改善工作条件 ， 实现 Ｃ Ｔ实时监控及运行记 Ｒ 录 自动化 ， 提高变 电站的 自动化水平和运行效率 。 （ ）满足电网调度 自动化 的功能要求和对远动 ３ 数据 的实时性 、 可靠 性 、 确 性 和 准确 性 的要 求 。更 正
４２ 遥信部分 ． ４２１ 事故总信号 ．．
（ ）事故 总信 号 的采集 比较 繁 琐 ， 案 也 很 多 ， １ 方 一般方法是改造二次 回路 ， 中央信号 回路 中采集 ， 从 不是放弃 当地音 响功能 ， 就是通过加装 压板 或继 电器 进行人 为地在 “ 当地 ” “ 方 ” 间切换 ， 和 远 之 并且 无 法 解决信号误发 的问题 ； 利 于 长期 运 行 和不 满 足 “ 不 双 轨制 ” 运行条件 ， 同时每 当所 内进行事故音 响检查 时 ，
电 力 设
备
第６ 第 １ 卷 期
但 改造后 的二 次 回路设 计 较 复杂 。原 则 上 运 行 一 二 十年 的变 电站 宜采用该 方 案 。
３２ 综合 自动化方式 ．
综合 自 动化方式是指采用保护、 测量、 控制一体化的 监控系统实现 自动化的模式。该方式集变电站二次功能 为一体， ＠高度共享， 信 Ｉ 结构简单， 功能较多， 需进行全面 的二次系统改造， 取消中央信号系统（ 信号屏、 控制屏）保 ， 护屏更换为保护测控屏 ， 远动系统和计算机监控系统统 ． 考虑 ， 采用乡Ｗ分布式结构的开放式系统， － ｉ 将信号和控制 回路接入ｉ算机监控系统。该方案需更换大量原有保护 １ ｀ 及二次设备， 投资高 ， 改造难度大， 施工复杂、 工作量大。 采用该方式对 旧站进行 改造 比较 困难 ， 改造后 但 的二 次 回路设计大为简化 。通 常适用 于新 建变 电站 ， 运行超过 ３ 的变 电站可考虑 。 ０年
测控功能及信 号 。控 制 室 的继 电保 护 屏 和 中央信 号 系统 保 持 原设 计 不 变 ， 留 了原 二 次 系 统 ， 对 原 有 保 仅 二次回路进行了改动 ， 易于运行和维护。该方式能充 分 利用 原 有设 备 ． 资 小 ， 造 施 工 简 便 ， 作 量 少 。 投 改 工
万方数据
各套保护中的信号继电器接点并接后送给 Ｒ Ｕ， Ｔ 这样 就产生了事故总信号。当站内任一套保护启动并 出 口跳 闸时 ， 事故总信号与该套保护动作信号就同时送
出。采用这种方法 ， 当地与远方 的事故 总信 号相互 使 独立运行 ， 而解决 了上述 问题 。 从 （ ）事故总信号 由 Ｒ Ｌ软件处理 生成 ， 由调 ３ Ｔ 或 度端 主站软件 处 理 生 成 。将 所有 启 动 跳 闸的保 护 信 号通过软件处 理 生成 事 故 总信号 。采 用 这 种 方 法 现
Ｒ Ｕ的拆除方便 、 Ｔ 快捷。
油位异常、Ｆ 断路器的压力异常、 Ｓ６ 压力闭锁、 弹簧未
贮能 、 机构异常、 直流接地 、 事故信号熔丝熔断 、 预报 信号熔丝熔 断等信 号量 。上 述 诸 多 信 号 一 次 设 备 只 能提供一对有 源接点 ， 动作后用 以点亮光字牌 。 （ ）如取消光字牌 ， １ 则将 其改为无源接 点或 直接
Ｒ Ｕ实现 自动化改造 的模 式 。该方式在原有 Ｒ Ｕ的 Ｔ Ｔ
基础上 ， 采用局域 以太 网或 Ｒ ４ ５星形结构 ， Ｓ一 ８ 由功
能分 布式 网络 化 的 Ｒ Ｕ 构 成 监 控 系 统 ， 加 相 应 的 Ｔ 增
２ 改造的主要原则
（ ）充分利用原有设备 ， １ 尽量降低 改造成本 ； 合
３１ 常规远动方式 ．
常规 远 动方 式 是 指 采 用 调 度 自动 化 系 统 的远 动
“ 四遥” 和电压／ 无功调整 自动控制（ Ｑ ） Ｖ Ｃ 功能， 增强
调度 中心监 视和控制 的能力 。 （ ）减 少改 造投 资 ， ４ 降低 工 程 造 价 ， 而 降低 电 从
网成 本 ， 高经济 效益 。 提
２０ ０ ５年 １月 第 ６卷 第 １ 期
电
力
设
备
Ｊ ｎ２ ０ ａ ． ５ ０ Ｖ ｌ Ｎｏ １ ｏ． ． ６
Ｅ ｃ ｃｌ ｉ ｅｔ ｌ ｔ ａ Ｅｕ ｍ ｎ ｅｒ ｑｐ ｉ
常规变电站二次系统的自动化改造方案
杜雪莉
（ 河北省电力勘测设计研究院， 河 中一大批运行 多年 ， 目前仍起 着重要作 用的 ２０ 变电站 ， ２ ｋ Ｖ 如何通过 高效、 经济、 实用的方法进行改 造， 从而 实现 变电站的 自动化 ， 使其满足无人值 班或 少人值班 的要 求 ， 高变电站 的 自动化 水平和运行 的可靠性 ， 提 已 成为一巫待解决的问题 。文章结合河北南网 ２０ ２ ｋ Ｖ变电站 的具体情 况 ， 出了旧站二 次 系统改造 的基本原 则 ， 提 如
场信号回路和接线基本不变， 安全可靠 、 简便易行 ， 施 工工作量小 。
４ ２ ２ 控制回路断线信号 ．．
控制 回路 断线 是 监 视 断路器 分 合 闸 回路 是 否完 好 的信号 ， 如果 原控 制 回路 中装 设 了位 置 继 电器 ， 则 可将 分 、 闸 位 置 继 电器 备 用 的 动 断 触 点 接 送 至 合
要 充分利 用原有设备 ， 量 降低 改造 成本 等 ， 尽 以及提 出了改造 的主要 思路及具体技 术解 决方案 。
关键词 ：变电站 ； 二次 系统 ； 远动 ； 自动化改造
中 图分 类 号 ： Ｍ ４ ． Ｔ ６ ５２
近年来 ， 随着计算 机技 术在 电力 系统 的应 用 和发 展， 越来越多的新建变电站采用了综合 自动化设计 ， 综合 自动化设 计在河北 南 网所有新 建 变 电站 已成 为成 熟 的 定型设计 。但是 ， 在电力系统中， 仍存在着大量服役多年 的常规变电站 ， 这些老变 电站一般都是 电网的枢纽变 电 站， 容量大 ， 出线多 ， 投运久 ， 其一次设备老化 、 损坏及腐 蚀严重 ， 维护及 更新的工作量和费用逐年上升 ， 而且效果 不 明显 。站内二次设备从最早 的电磁型继 电器保护到早
了资金 投 人 和施 工难 度 。
４２３ 断路器和隔离刀闸位置信号 ．．
断路器和隔离 刀 闸 的位 置 信 号 是 反 映其 运 行 状 态 的信号 ， 一般从 断路器 和隔离刀 闸的备用辅 助接点 处采集 ， 电缆施工工作量大 。以上述 的成 功 经验为基 础， 用控制 回路 中红 、 灯具 的从 动 继 电器 动 合触 点 绿 来输 出开关位置信号 ， 与控制 回路断线 信号共用 电 缆， 进一步减少 了成本投人 和施工工作量 。
理设 计 回路 ， 减小 改造 难 度 。
（） 四遥” ２ 增强“ 功能 ， 利用远方终端单元 （ Ｔ ） ＲＵ 组 建站内自动化系统 以及相应的分布式通信 网络 ， 实现全 站自 动化技术。从而保证远动信息直采直送 ， 远动命令 直收直控。至 中调 、 地调的远动信息传输采用数据 网串 行接 口通信和远程计算机网络接 口通信二种力式 。 （ ）继 电保护装 置 、 障录波器 和系统安 全 自动 ３ 故 装置独立设置 ， 护 信号 采 用 双重采 集 ， 保 即微 机 保 护 装置 的主保护信 号 以硬 接点 方 式 分别 接 人 中央 信号 和监控系统 ， 同时数字输 出通过 串行 口或 由保 护管理 机接人 以太 网与监控 系统相连 。 （ ）电能量信 息 由智 能 电能 表 以 串行 接 口方式 ４ 接人测控装置 ， 计量关 口点 的电能量信息采 用无源脉 冲接 点方 式 接 入测 控装 置 。
用 １ 四芯 电 缆 由控 制 屏 至 Ｒ Ｕ 采 集 屏 ， 由控 制 根 Ｔ 原
Ｒ Ｕ， Ｔ 即可实现 ； 实际上绝大多数老式变 电所设计 中 均未考虑装设位置继 电器 ， 如重新加装位置继 电器 ， 则增 大 了投资 ， 施工难 度大 ， 而且会破坏屏 的整体感 。 （） １ 一般采用光 电隔离的方法 ， 信号转接人 Ｒ Ｌ 将 Ｔ。 （ ）采用带从 动接 点 的红 、 指 示灯 具 ， 灯具 ２ 绿 该 有一 常开与一 常 闭接 点 ， 同一 控制 回路 中 的红 、 将 绿 指示灯的常闭接点 串接送给 Ｒ Ｕ， Ｔ 即可获得控制 回路 断线信号 ， 施工时只需更换指示灯具 ， 接上 ２根信号 线， 同屏控制 回路 可共 用 电缆 。采 用 这 种 方 法 ， 降低