摘要：文章分析了變電所自動化改造的幾個關鍵技術。
關鍵詞：變電所 自動化 改造
1 變電所改造的主要內容
常規變電所改造為無人值班變電所執行，首先要對一、二次裝置進行改造，使之適應無人值班執行要求。
1.1 一次裝置主要改造及技術要求
1.1.1 斷路器的改造：主要要求是能實現遙控操作功能，並提供可靠的斷路器位置訊號。對使用年久且效能不能滿足電網執行要求的6～35kV油斷路器動作要求，應以效能好、可靠性高、維護量小的無油裝置(如真空斷路器或SF6 斷路器)來代替。斷路器輔助觸點改造為雙輔助觸點接線以防訊號誤發。
1.1.2 高壓開關櫃的改造：完善機械防止誤操作措施；完善櫃間距離，要求隔離物起絕緣支撐作用，要具有良好的阻燃效能；加強母線導體間、相對地間絕緣水平；改造高壓開關櫃中的電流互感器，使之達到高壓開關櫃使用工況絕緣水平、峰值和短時耐受電流、短時持續時間的要求。
1.1.3 過電壓保護裝置的改造：如對變電所6～35kV中性點加裝自動跟蹤、自動調諧的消弧線圈；為減少變電所的執行維護工作量，降低殘壓，防止避雷器的爆炸，變電所6～35kV避雷器宜更換為無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)。
1.1.4 主變壓器有關輔助元件的改造：改造中性點隔離開關及其操作機構，能實現遙控操作；對有載調壓分接開關實現當地和遠方遙調操作；實現主變溫度遠方測量等。
1.2 二次裝置改造內容及要求 控制迴路的改造要能適應無人值班需要，主要有以下要求：①斷路器控制迴路改造後，要簡單、可靠、無迂迴接線。②斷路器控制迴路斷線、失去控制電源時應實現遠方報警，並保留控制迴路故障訊號。③保護迴路單獨設有熔斷器的.變電所，保護迴路直流消失後，能遠方報警。④重合閘裝置要實現自動投退，在遙控和當地操作合閘後，重合閘電源應自動投入，重合閘放電迴路自動斷開。在遙控和當地操作跳閘後，自動退出重合閘電源，同時重合閘裝置自動放電。根據需要實現重合閘後加速和一次重合閘。⑤低頻減負荷裝置或其它系統穩定措施裝置動作跳閘時，應自動閉鎖重合閘。⑥取消斷路器位置訊號燈的不對應閃光功能，訊號燈具改為發光二極體等節能型燈具。⑦加裝遙控與就地跳、合閘閉鎖迴路。⑧中央訊號裝置有關回路作相應改造。
2 改造方案的選擇
對常規變電所進行無人值班改造，總的指導思想是“安全、可靠、實用、經濟”。二次裝置改造任務重，改造難度大，需要對一些關鍵技術進行探討，尋找恰當的解決方法。下面介紹幾種典型的二次裝置改造方案。
2.1 斷路器的控制與繼電保護合一的改造方案
改造時保留有全部保護裝置，取消控制屏(集中控制檯，集中控制櫃)，將斷路器控制迴路、控制裝置安裝到保護屏適當備用位置。這種方案將會取消控制屏上的全部光字牌訊號、測量儀表和音響訊號。為滿足當地操作及改造過渡期內變電所執行操作人員對裝置狀態的監視要求，增設一套RTU當地工作站及顯示裝置。在顯示器上顯示有關一次接線圖，測量資訊，事故及預告資訊。採用這種改造方案，可以簡化二次迴路接線，減少大量控制電纜，減少迴路中的觸點，提高二次裝置的執行可靠性。這種改造方案適合於由弱電控制，集控臺、集控櫃等多臺裝置組合的控制迴路改造。
變電所改造一般採用常規的RTU裝置。變電所無RTU裝置的可採用效能較好的分散式分散安裝的RTU遙測交流取樣，各RTU之間通訊連線。變電所已有RTU裝置的，在原裝置中擴大功能，增加RTU容量以滿足無人值班改造資訊量的要求。
2.2 只改造二次迴路接線方案 這種改造方案保護裝置、控制裝置全部利用。在改造中根據無人值班變電所的技術要求，改造二次迴路中的部分接線，如斷路器控制接線改接，重合閘接線改接，以及訊號改接等；增加和更換部分繼電器，使其具備無人值班變電所的技術要求。這種方案，改造量最少，二次迴路變動量小，是採用電磁式繼電器保護變電所的最方便、最經濟的改造方案。變電所的RTU裝置採用常規遠動裝置。
2.3 二次保護裝置全部更新的改造方案 對於執行年限較長的變電所，在方案設計時可根據無人值班改造的技術要求，全部更新變電所二次及保護裝置，採用目前國內較先進的綜合自動化裝置。這種改造方案投資較大，一般只適用於變電所相對陳舊，原有的二次迴路已達不到安全要求的情況。
3 如何進行遠方監控
3.1 繼電器的更新 根據傳統變電所無人值班改造的實際情況，也為確保“四遙”功能的實現，改造中要將保護及自動裝置中的電流、電壓、時間、訊號、重合閘等電磁型繼電器全部更新為靜態繼電器。由積體電路構成的靜態繼電器與原電磁型繼電器相比具有整定直觀、功耗低、動作迅速、精度高等優點，而且電流、電壓繼電器增加了直流輔助電源，可以通過電源監視燈對繼電器的正常執行進行監視，從而大大提高了保護的可靠性與速動性。特別是訊號繼電器既有電保持，又有磁保持，訊號記憶可靠，還增加了多組動合觸點和電動復歸圈。保證了“遙信”功能及訊號繼電器遙控復歸的實現。 3.2 遠控和就地操作轉換 變電所實現無人值班，要方便裝置檢修和事故現場的緊急處理，就必須要實現遠控及就地控制兩種方式操作，因此要拆除原有的KK控制開關，在迴路中增加具備“遠控”和“就地”轉換功能的QK切換開關，在正常情況下，無人值班變電所所有執行或備用狀態的斷路器，必須置於“遠控”位置，由監控中心值班員進行遠控。
4 線路的監視
大家知道，紅綠訊號等除反映斷路器的實際位置以外，還擔負著監視跳合閘迴路是否正常的任務，雖然變電所內可以通過紅綠燈來實現跳合閘迴路的監視，但卻無法從遠方進行監視，為此在控制迴路中加裝了跳閘位置繼電器TWJ和合閘位置繼電器HWJ，只要HWJ及TWJ的兩副常閉觸點同時閉合，就說明跳閘迴路有問題，需要到現場檢修。
5 遙信的實現
常規變電所要進行無人值班改造，則原理通過中央訊號及光子牌反應的各類預告訊號就必須要具備遙信功能。同時，繼電器動作以後，必須能夠在監控中心進行遙控復歸。因此，訊號繼電器的遙信問題以及訊號繼電器的復歸問題也就成為突出的關鍵問題，在改造中應當加以重視。
5.1 遙信的實現 變電所原中央訊號解除以後，為正確反映所內所有異常及事故訊號，就必須將上述訊號通過繼電器觸點提供給遠動遙信裝置以實現遙信功能。按照無人值班的要求在反映具體保護動作事件的同時，變電所任何一套保護裝置動作及異常都要啟動變電所的遙信事故總訊號，以提醒監控人員及時處理。針對這一要求，將訊號繼電器全部更換為帶有電動復歸線圈及多組動合觸點的靜態整合繼電器。每隻訊號繼電器單獨提供一對空觸點以反映具體保護動作事件，另外每隻繼電器都提供一對空觸點並將這些空觸點並聯在一起以反映事故總訊號。斷路器的實際執行位置採用開關的輔助觸點來反映。
5.2 訊號繼電器的復歸 訊號繼電器更換為靜態繼電器以後，其內部帶有電動復歸線圈。這樣既可以通過訊號繼電器上的復歸按鈕就地復歸，又可以通過將所有訊號繼電器的電壓復歸線圈並聯後與監控屏遙控執行屏上訊號復歸繼電器的常開觸點串聯起來，實現全站訊號的遙控總復歸。使得無人值班變電所的訊號復歸問題得以解決。
6 小結
通過實踐，變電所實現無人值班，其優越性可大致歸納為：①傳送負荷和限電速度快，電壓調整迅速，從而改善電網電壓質量，穩定電網執行，提高無功管理水平；②預防事故，加快事故處理：由於預告訊號、事故訊號、各種越限訊號提供排程員分析，可以及時採取措施預防事故發生，事故掉閘後，排程員直接判斷並做遙控操作，加快事故處理，可避免事故擴大，縮短事故處理時間；③大量節省人員，提高企業勞動生產率；④遙控由排程員直接執行，無中間環節，不易發生誤操作。