[align=left]1　引言 　　隨著我國(guó)電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)日趨龐大，電力系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)度和管理工作日益復(fù)雜繁忙。自動(dòng)化功能完善的無(wú)人值守遙控變電站可以大大減輕調(diào)度人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)保證電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要意義。為了在廣西推廣無(wú)人值班變電站，廣西電力局在1994年立項(xiàng)，決定把桂林雉山變電站作為110 kV老站改造成為無(wú)人值班變電站的試點(diǎn)。為了搞好這個(gè)試點(diǎn)，桂林供電局成立了設(shè)計(jì)小組，在廣西電力局中心調(diào)度所的大力支持下，改造獲得了成功。目前，該系統(tǒng)已穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。 [b]2　設(shè)備與系統(tǒng)介紹 [/b]　　雉山變電站原是一座110 kV有人值班的常規(guī)變電站，采用傳統(tǒng)的強(qiáng)電控制方式。圖1為該站主結(jié)線(xiàn)圖。站內(nèi)有兩臺(tái)有載調(diào)壓變壓器，配置許昌繼電器廠(chǎng)生產(chǎn)的電磁型保護(hù)；110 kV側(cè)為單母線(xiàn)分段帶旁路，4回進(jìn)線(xiàn)裝配SW6型斷路器，保護(hù)采用南京自動(dòng)化設(shè)備廠(chǎng) PxD-32成套晶體管保護(hù)；10 kV側(cè)為單母線(xiàn)分段，32回出線(xiàn)配南京自動(dòng)化設(shè)備廠(chǎng) JSGC-4 型晶體管速斷過(guò)流重合閘；2組電容器配置電磁型保護(hù)，裝配手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜。所有開(kāi)關(guān)操作均為手動(dòng)的電控方式，刀閘操作為手動(dòng)方式。站內(nèi)各項(xiàng)控制、測(cè)量、信號(hào)以及繼電保護(hù)等二次設(shè)備均為常規(guī)方式。本次改造工程的遙控系統(tǒng)由調(diào)度端的主控計(jì)算機(jī)（稱(chēng)上位機(jī)）與變電站端的可編程序邏輯控制器PLC（稱(chēng)下位機(jī)）兩大部分組成，兩者之間以遠(yuǎn)動(dòng)通道相聯(lián)系，見(jiàn)圖2。遙控系統(tǒng)的核心PLC驅(qū)動(dòng)遙控執(zhí)行屏上的執(zhí)行繼電器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的分合、同期檢定、主變壓器調(diào)壓、信號(hào)復(fù)歸等。此外，PLC還具有以下完善的站內(nèi)自動(dòng)化功能。 　　2.1　電容自動(dòng)投切和主變壓器自動(dòng)調(diào)壓功能 　　PLC根據(jù)調(diào)度端下達(dá)的電壓和無(wú)功功率（或功率因數(shù)）合格范圍，按照九域圖規(guī)律自動(dòng)操作主變壓器調(diào)壓和電容投切。 　　2.2　小接地電流自動(dòng)檢測(cè)與選跳 　　PLC采集各10 kV線(xiàn)路零序電流3I0和各段母線(xiàn)開(kāi)口三角零序電壓3U0。系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí)，根據(jù)3U0越限前后3I0的變化率來(lái)選跳10 kV線(xiàn)路，或只選不跳，或跳后又重合。徹底消除了采取3I0絕對(duì)值作整定值而產(chǎn)生的種種弊病。 [img=515,349]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/gxdljs/gxdljs99/gxdl9902/image2/47.gif[/img] 　　圖1　雉山變一次主結(jié)線(xiàn)圖 [img=514,299]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/gxdljs/gxdljs99/gxdl9902/image2/47-.gif[/img] 　　圖2　遙控系統(tǒng)原理圖 　　2.3　低頻自動(dòng)減載功能 　　PLC快速n次測(cè)頻（n可整定）的平均值低于定值并滿(mǎn)足滑差等閉鎖條件時(shí)，則出口跳開(kāi)關(guān)自動(dòng)減載，同時(shí)經(jīng)遙控執(zhí)行屏-執(zhí)行繼電器起動(dòng)故障錄波裝置。該功能可方便地設(shè)置不同輪次跳不同的斷路器而無(wú)需改動(dòng)二次接線(xiàn)。 　　2.4　備用電源自動(dòng)投入（BZT）功能 　　當(dāng)某段10 kV母線(xiàn)失去工作電源則自動(dòng)合母聯(lián)開(kāi)關(guān)，以維持對(duì)該段母線(xiàn)供電的連續(xù)性。在10 kV線(xiàn)路事故時(shí)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)而越級(jí)跳母線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)斷路器（901號(hào)或902號(hào)）的情況下合900號(hào)會(huì)擴(kuò)大事故造成全站失壓，為防止此種情況，在合900號(hào)母聯(lián)之前，先向無(wú)壓段進(jìn)線(xiàn)斷路器施加一次跳閘脈沖，檢查10 kV線(xiàn)路有無(wú)事故，主變壓器后備保護(hù)有無(wú)動(dòng)作，如有則閉鎖此功能。合上母聯(lián)后，PLC檢查主變壓器有無(wú)過(guò)載并根據(jù)過(guò)載情況按設(shè)定順序自動(dòng)減載至正常。 　　該系統(tǒng)采用了高可靠性的美國(guó)原裝整機(jī)進(jìn)口MODICON-984可編程序控制器做RTU，一次性地采集模塊量和開(kāi)關(guān)量，各種信息資源共享，不僅實(shí)現(xiàn)了“四遙”功能，而且實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)閉環(huán)控制的許多站內(nèi)自動(dòng)化功能，真正用單機(jī)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)動(dòng)和自動(dòng)化等綜合自動(dòng)化功能。 [b]3　改造的基本原則及思路 [/b]　　改造的基本原則是在基本上不改變?cè)锌刂菩盘?hào)等功能的基礎(chǔ)上增加“四遙”功能。保護(hù)與遠(yuǎn)動(dòng)相對(duì)獨(dú)立，并且基本上保持原有設(shè)備外觀。改造后既可實(shí)現(xiàn)有人值班，也可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班。根據(jù)具體情況將目前的二次回路及設(shè)備如何進(jìn)行改造使之與遠(yuǎn)動(dòng)部分很好地聯(lián)系起來(lái)，形成一整 套遙控系統(tǒng)是這次改造工程的關(guān)鍵所在。遙控系統(tǒng)與原有站內(nèi)控制系統(tǒng)并列運(yùn)行，不影響原控制功能的使用，仍可利用原控制屏的 KK 把手進(jìn)行一對(duì)一手動(dòng)操作，所有的測(cè)量?jī)x表、預(yù)告信號(hào)及事故音響仍然有效。遙控執(zhí)行屏作為界面連接于遠(yuǎn)動(dòng)部分和二次部分之間，除了執(zhí)行遙控功能外，還能完成與遙控相對(duì)應(yīng)的輔助功能，如與遙控合閘相對(duì)應(yīng)的起動(dòng)同期回路，遙合后加速，遙跳閉鎖重合閘（放電），低周減載起動(dòng)故障錄波裝置等。為了保證遙控和輔助功能的實(shí)現(xiàn)，要求PLC驅(qū)動(dòng)執(zhí)行屏上繼電器的吸合時(shí)間約1 s。遙控執(zhí)行屏完全根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件的自行設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單可靠，方便實(shí)用，沒(méi)有多余的引出接點(diǎn)和切換開(kāi)關(guān)。根據(jù)遙控順序表所列的遙控量，擬配置兩面遙控執(zhí)行屏，另外配置一面遙信轉(zhuǎn)接屏。第一面遙控執(zhí)行屏專(zhuān)門(mén)用于10 kV線(xiàn)路的跳合閘控制，第二面遙控執(zhí)行屏執(zhí)行10 kV線(xiàn)路以外的所有遙控操作。遙信轉(zhuǎn)接屏用于轉(zhuǎn)接所有通向RTU的遙信信號(hào)。遙控功能的投切通過(guò)執(zhí)行屏上的壓板直接控制操作正電源，形成明顯的斷開(kāi)點(diǎn)并以此作為檢修時(shí)的安全措施。沒(méi)有必要設(shè)置無(wú)明顯斷開(kāi)點(diǎn)的就地、遠(yuǎn)方切換開(kāi)關(guān)。 [b]4　改造的內(nèi)容及原理 [/b]　　為滿(mǎn)足與遠(yuǎn)動(dòng)部分配合實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的要求，需要對(duì)站內(nèi)的控制回路、信號(hào)裝置、測(cè)量回路、同期回路，重合閘回路等進(jìn)行諸多方面的改造，具體如下。 　　4.1　斷路器控制回路改造 　　更換控制屏上的手動(dòng)定位控制開(kāi)關(guān)為自動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)，避免了控制把手 KK 位置與斷路器實(shí)際位置不對(duì)應(yīng)造成的麻煩，如 KK 在合后位置，遙控跳閘后斷路器在跳閘位置，與 KK 不對(duì)應(yīng)等。新裝 KK 順時(shí)針旋合45°為合閘，逆時(shí)針旋合45°為分閘，操作完畢放手后，KK 把手自動(dòng)復(fù)位在垂直位置。在原控制回路中增加遙控回路，將遙控執(zhí)行屏上的執(zhí)行繼電器接點(diǎn)根據(jù)需要分別接入各個(gè)斷路器的跳合閘回路、同期合閘回路、重合閘加速和閉鎖回路等，如圖3、4、5所示。 　　4.2　10 kV線(xiàn)路重合閘回路改造 　　見(jiàn)圖3，每回路增加一個(gè)時(shí)間繼電器，由開(kāi)關(guān)跳位來(lái)起動(dòng)，整定時(shí)間為5～7 s，躲重合閘最大周期，其延時(shí)接點(diǎn)與遙跳執(zhí)行繼電器接點(diǎn)和 KK 接點(diǎn)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)遙控分閘，手動(dòng)分閘對(duì)重合閘瞬時(shí)放電，跳閘后SJ接點(diǎn)又長(zhǎng)期放電閉鎖重合閘。拉合直流，回路會(huì)重新起動(dòng)恢復(fù)。試送電時(shí)，保證不會(huì)重合。另外，手合 KK 接點(diǎn)與遙合執(zhí)行電繼器接點(diǎn)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)手合、遙合加速保護(hù)動(dòng)作。每塊10 kV保護(hù)屏增設(shè)一個(gè)信號(hào)復(fù)歸繼電器，由遙控屏控制復(fù)歸整塊屏的8套保護(hù)。 [img=523,355]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/gxdljs/gxdljs99/gxdl9902/image2/49.gif[/img] 　　圖3　10 kV線(xiàn)路控制、重合閘改造原理圖 [/align] 　　 圖4　130、900、131（132）、901（902）開(kāi)關(guān)、 　　 電容器開(kāi)關(guān)加遙控原理圖 　　4.3　110 kV線(xiàn)路重合閘回路改造 　　見(jiàn)圖6，每回路增加一個(gè)時(shí)間繼電器和一個(gè)中間繼電器共同取代原來(lái)的 KK 把手。一個(gè)信號(hào)復(fù)歸繼電器用于復(fù)歸整塊屏的信號(hào)。改進(jìn)后的回路既保持了原來(lái) KK 把手構(gòu)成的回路優(yōu)點(diǎn)，又兼容了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)遙控的特點(diǎn)，遙控操作過(guò)程各種閉鎖功能自動(dòng)完成。手動(dòng)分閘 KK 放電，遙控分閘YTJ放電。分閘后TWJ支作起動(dòng)SJ 5～7 s后，起動(dòng)ZJ并自保持。ZJ常閉接點(diǎn)斷開(kāi)重合閘正電源并長(zhǎng)期閉鎖重合閘。即使拉合直流，該電路也能重新起動(dòng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。開(kāi)關(guān)合閘后，HWJ解除ZJ自保持，ZJ常閉接點(diǎn)接通重合閘正電源。 　　4.4　同期回路改造 　　在中央信號(hào)繼電器屏上加裝兩個(gè)低電壓繼電器，用于檢測(cè)110 kV母線(xiàn)無(wú)壓和線(xiàn)路無(wú)壓，與原有的檢測(cè)同期繼電器共同構(gòu)成110 kV線(xiàn)路合閘操作的允許條件。當(dāng)滿(mǎn)足下列條件之一時(shí)，允許進(jìn)行合閘操作。 [img=528,289]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/gxdljs/gxdljs99/gxdl9902/image2/50.gif[/img] 　　圖5　110 kV線(xiàn)路控制回路加遙控原理圖 [img=517,271]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/gxdljs/gxdljs99/gxdl9902/image2/50-.gif[/img] 　　圖6　110 kV線(xiàn)路重合閘回路圖 　?、倌妇€(xiàn)無(wú)壓； 　?、诰€(xiàn)路無(wú)壓； 　?、勰妇€(xiàn)、線(xiàn)路有壓并滿(mǎn)足同期條件。 　　見(jiàn)圖7，a603Ⅰ、a603Ⅱ分別為110 kVⅠⅡ段母線(xiàn)同期電壓，和各條110 kV線(xiàn)路電壓A609均引至遙控執(zhí)行屏，通過(guò)各控制單元的同期執(zhí)行繼電器TQJ形成A611、A621電壓接入中繼屏的無(wú)壓、同期檢定繼電器。當(dāng)合閘條件滿(mǎn)足后，725、722回路接通允許進(jìn)行合閘操作。 　　4.5　預(yù)告信號(hào)回路改造 　　原主變保護(hù)和電容器保護(hù)以及低周減載屏的信號(hào)繼電器采用掉牌式就地復(fù)位，按無(wú)人值班要求更換成電流起動(dòng)、電壓保持、電動(dòng)復(fù)位式信號(hào)繼電器。由遙控執(zhí)行屏上信號(hào)復(fù)位執(zhí)行繼電器的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)信號(hào)繼電器保持電壓復(fù)歸信號(hào)。更換控制屏上的光字牌為帶光耦輸出的LED光字牌。取消閃光回路（因影響遙信），取掉試燈操作把手，不允許試燈，以防止直流短路。更換控制屏上的斷路器位置指示燈（紅綠燈）為帶光耦輸出的LED信號(hào)燈。 [img=534,275]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/gxdljs/gxdljs99/gxdl9902/image2/51.gif[/img] 　　圖7　改造同期回路原理接線(xiàn)圖 　　4.6　事故音響回路改造 　　改造前事故音響采用 KK 把手位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)來(lái)起動(dòng)。KK 把手更換后，必須尋找另外一條起動(dòng)事故音響的新途徑。這次改造的事故音響起動(dòng)方式要滿(mǎn)足保護(hù)動(dòng)作和開(kāi)關(guān)跳閘兩個(gè)條件，見(jiàn)圖8。TWJ為單元開(kāi)關(guān)跳位繼電器接點(diǎn)，保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)取自單元所有出口跳閘保護(hù)信號(hào)繼電器備用常開(kāi)觸點(diǎn)。如信號(hào)繼電器接點(diǎn)不夠用，則加裝中間繼電器增加接點(diǎn)數(shù)量。 　　4.7　主變調(diào)壓控制回路的改造 　　見(jiàn)圖9，遙控執(zhí)行屏上的升壓繼電器SYJ和降壓繼電器JYJ，其接點(diǎn)引至主變控制屏上的調(diào)壓控制器上。當(dāng)升壓操作時(shí)，閉鎖降壓操作回路；當(dāng)降壓操作時(shí)，閉鎖升壓操作回路。QA3為操作器上的升壓按扭，QA4為降壓按扭。 　　 圖8　事故音響起動(dòng)回路 [align=left]4.8　遙信量的采集所有遙信信號(hào)的名稱(chēng)大都與控制屏上的指示燈和光字牌名稱(chēng)相同。因此，大部分的遙信信號(hào)可以這樣來(lái)獲?。簩⒖刂破辽系臄嗦菲魑恢弥甘緹簦t綠燈）和光字牌更換成帶光耦輸出的LED指示燈和光字牌，這樣既保留了原信號(hào)，又獲得了大量的同名遙信信號(hào)。特別指出的是開(kāi)關(guān)位置遙信一定要從紅綠燈上雙位置獲取，這樣既監(jiān)視了開(kāi)關(guān)跳合回路正常與否，又可以監(jiān)視有無(wú)操作直流。光耦輸出按信號(hào)的歸類(lèi)并聯(lián)引出。另外，主變壓器調(diào)壓檔位的遙信信號(hào)采取下列步驟獲取。 　?、僮灾普?、濾波、降壓電路，裝于有載調(diào)壓戶(hù)外操作箱內(nèi)的端子排上，將檔位顯示的電源由交流變?yōu)橹绷?，以免交流過(guò)零影響遙信。 　?、谧灾乒怆婑詈蠙n位采集電路板，裝于主變壓器控制屏，從原有的檔位顯示回路采集一對(duì)一的檔位遙信信號(hào)。 　　4.9　遙測(cè)量的采集 　　母線(xiàn)電壓、線(xiàn)路電流、單元設(shè)備的電流和有功無(wú)功遙測(cè)量的采集，通過(guò)更換和加裝新型抗干擾能力強(qiáng)的電流型（4～20 mA）變送器。另外，新安裝了主變壓器油溫和10 kV高壓室溫度、濕度變送器，改造控制屏上的10 kV小接地電流選線(xiàn)器為小接地電流變送器。采用電流型變送器的好處是既能提高抗干擾能力，又能監(jiān)視變送器有無(wú)故障。當(dāng)有故障時(shí)，輸出電流不在4～20 mA范圍內(nèi)。[/align][align=left][b]5　結(jié)語(yǔ) [/b]　　這次工程是全區(qū)的試點(diǎn)項(xiàng)目，施工的難度和工作量很大，又不允許因施工而影響正常供電。因此，施工前首先組織施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，做了周密的施工計(jì)劃和準(zhǔn)備工作，然后才開(kāi)始動(dòng)工。施工程序遵循從簡(jiǎn)到難，從不需停電到停電施工，最后在10 kV出線(xiàn)分批停電施工。在基本上不影響正常供電的情況下一次將一個(gè)老站改造成了一個(gè)遙控變電站。經(jīng)過(guò)各種試驗(yàn)證實(shí)改造是成功的，并于1996年底通過(guò)了廣西電力局的驗(yàn)收。該系統(tǒng)已運(yùn)行了兩年多時(shí)間，經(jīng)歷了多次的雷雨季節(jié)，PLC沒(méi)有受到任何損傷，“四遙”功能發(fā)揮正常，表明了PLC做RTU具有很高的可靠性。[/align]