馬鋼桃沖礦總降變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造分析

彭如斌

（安徽蕪湖繁昌縣馬鋼桃沖礦機(jī)動(dòng)科，安徽 蕪湖 241233）

我礦總降變電所為我礦生產(chǎn)和生活用電的變電所，該變電所于20世紀(jì)60年代建成，于1987年技改。該變電所投運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，一次設(shè)備、二次設(shè)備老化嚴(yán)重。所內(nèi)一次設(shè)備 6千伏少油開關(guān)技術(shù)上已經(jīng)淘汰，目前國內(nèi)電網(wǎng)普遍采用真空開關(guān)，油開關(guān)備件難以購買；所內(nèi)二次設(shè)備電磁式繼電器保護(hù)裝置也屬于技術(shù)上淘汰產(chǎn)品，國內(nèi)電網(wǎng)已經(jīng)普遍采用微機(jī)綜合繼電保護(hù)裝置。且我礦是在井下100多米開采，這些設(shè)備的老化降低了供電可靠性，該變電所的故障可能給井下安全生產(chǎn)帶來不利影響，因此，有必要對(duì)該變電所進(jìn)行自動(dòng)化改造。但總降變電所是我礦生產(chǎn)和生活用電的唯一變電所，生產(chǎn)、生活上都不允許連續(xù)停電改造，只有間斷施工，改造施工難度大。我礦35kV變電所線路簡(jiǎn)介：35kV系統(tǒng)為雙回路進(jìn)線，單母線接線，經(jīng)高壓計(jì)量箱至主變35kV母線側(cè)，母線上有一組PT，一臺(tái)50kVA所用變。35kV有饋電線2回，為戶外交流高壓真空斷路器；2臺(tái)主變壓器，一臺(tái)4000kVA，一臺(tái)3150kVA，6kV系統(tǒng)為單母線分段制，單母線分段開關(guān)1回。6kV饋出線16回，6kV PT 柜2臺(tái)，6kV電容器 柜 2臺(tái)。6kV所用變 1臺(tái)。6kV斷路器為SN10配CD10型操動(dòng)機(jī)構(gòu)。

1 改造主要內(nèi)容

1）將全所（35kV和6kV整個(gè)系統(tǒng)）電磁式繼電保護(hù)裝置改造成最新微機(jī)綜合保護(hù)裝置。

2）在變電所內(nèi)設(shè)后臺(tái)保護(hù)上位機(jī)兩臺(tái)，通過以太網(wǎng)構(gòu)成監(jiān)控保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，上位機(jī)兩臺(tái)互為備用。

3）用光纜將變電所所有運(yùn)行參數(shù)傳到遠(yuǎn)方礦業(yè)公司調(diào)度室監(jiān)控中心，并實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。

4）35kV、6kV隔離刀閘全部加裝輔助接點(diǎn)，檢測(cè)刀閘位置。

5）將配電所室內(nèi) 6kV（SN10）斷路器全部更換為真空斷路器（VS1）。

2 改造步驟

1）因總降變電所是我礦生產(chǎn)和生活用電的唯一變電所，生產(chǎn)、生活上都不允許連續(xù)停電改造,因此首先量好變電所老開關(guān)柜的面板尺寸，重新坐好一塊新面板（提前做好），將微機(jī)綜保裝在新面板上，根據(jù)原來的控制線路配好線，做好線號(hào)標(biāo)記。

2）根據(jù)開關(guān)柜、VS1尺寸大小，提前做好上下隔離開關(guān)至VS1端子的銅排大小、角度。

3）停電將老式SN10拆除，將新面板各種控制線引到接線端子上，并把VS1裝在開關(guān)柜中，因我礦是老式GGA型開關(guān)柜，尺寸較大，新式VS1尺寸較小，因此安裝空間比較開闊，

4）將銅排和VS1上端子連接好，并將VS1裝在開關(guān)柜中并接好線，同時(shí)接好過電壓保護(hù)器。

5）停一臺(tái) 6kV分柜，改造一臺(tái)分柜，每個(gè)分柜改造時(shí)間大約在7h，完全滿足改造需要。

3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本次我礦改造采用南京弘毅電氣自動(dòng)化公司的DP3000變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括DPS301M和DPR300系列各保護(hù)、測(cè)控、自動(dòng)、安穩(wěn)通信，該系統(tǒng)采用具有高可靠性大型實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件平臺(tái)，利用基于 TCP/IP的以太網(wǎng)通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)分層分部式綜合自動(dòng)化功能。主要有以下4部分組成：

1）DPS301M 變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用國際通用的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系型商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)WINDOWS 2000/xp等操作平臺(tái)，配置方便、靈活。采用國際通用的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系型商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Microsoft SQL SERVER2000 提高了系統(tǒng)的可升縮性、可維護(hù)性以及安全性，更加利于變更維護(hù)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范。系統(tǒng)集成了各種先進(jìn)的軟件技術(shù)，具有開放的支撐環(huán)境，良好的維護(hù)性和擴(kuò)展性。

2）DPR321CM通信服務(wù)器。改服務(wù)器是DP3000變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信管理單元，采用以太網(wǎng)和網(wǎng)上測(cè)量控制裝置、保護(hù)裝置等其他自動(dòng)化智能交換數(shù)據(jù)，通信服務(wù)器按照功能劃分上位機(jī)模塊和下位機(jī)模塊2部分，上位機(jī)模塊完成收集站內(nèi)信息并向調(diào)度主站轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)功能，下位機(jī)模塊完成站內(nèi)智能裝置的轉(zhuǎn)換功能，將其他非 DP3000系統(tǒng)內(nèi)裝置通過規(guī)約及通信接口的轉(zhuǎn)換橋接入DP3000系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。上位機(jī)模塊與下位機(jī)模塊使用相同的硬件，將模塊分開后便于工程維護(hù)及管理。

3）間隔層。DP3000變電站自動(dòng)化系統(tǒng)間隔層設(shè)備按間隔分散式配置，可以直接接地分散安裝，減少大量的二次電纜。各間隔層相互獨(dú)立，僅通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接，并同變電站層通信，不僅節(jié)省投資，而且大大提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

4）以太網(wǎng)。本礦改造采用雙以太網(wǎng)通訊，實(shí)時(shí)信息利用平衡式的TCP/IP協(xié)議棧，在保證傳輸效率的前提下實(shí)現(xiàn)了通信系統(tǒng)的可靠性和兼容性。

4 保護(hù)監(jiān)控設(shè)備配置

由于我礦供電的特殊性，是雙回路供電，正常一路運(yùn)行，另一路備用，2路電都?xì)w供電公司，因此戶外真空斷路器只有過負(fù)荷、過流、速斷、接地保護(hù)，兩臺(tái)主變只有瓦斯、過流、速斷、接地保護(hù)，所有室內(nèi)配電柜綜保只有過流、速斷、接地保護(hù)。

5 DP3000變電站自動(dòng)化系統(tǒng)軟件功能

我礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)軟件采用弘毅公司綜合自動(dòng)化組態(tài)軟件。能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，能將每一個(gè)保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)反映出來（電壓、電流、功率因素、有功、無功、刀閘位置等），并能事故報(bào)警，各種報(bào)表齊全（年報(bào)表、月報(bào)表、日?qǐng)?bào)表），故障波形自動(dòng)錄波，記錄故障發(fā)生前后的波形，以便分析事故發(fā)生的原因，操作票自動(dòng)生成功能。

6 改造過程中遇到問題及解決

1）電腦畫面上無法顯示真空開關(guān)、隔離刀閘的分、合位置。

原因是原來是電磁式繼電保護(hù)，沒有過多的常開、常閉觸點(diǎn)，也不需要在電腦上顯示各種開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)，現(xiàn)在改成微機(jī)綜保需要在電腦畫面上顯示開關(guān)、隔離刀閘位置狀態(tài)如（合位、分位、刀閘分、合、儲(chǔ)能等），因此沒有那么多觸點(diǎn)上后臺(tái)，解決辦法是在儲(chǔ)能回路中并連一個(gè)小的中間繼電器線圈，中間繼電器線圈和儲(chǔ)能電機(jī)的某一對(duì)常開觸點(diǎn)串聯(lián)，當(dāng)儲(chǔ)能電機(jī)儲(chǔ)能到位時(shí)，和繼電器線圈串聯(lián)的儲(chǔ)觸點(diǎn)閉合，儲(chǔ)能觸點(diǎn)一閉合，中間繼電器線圈得電，線圈的常開、常閉觸點(diǎn)隨意接指示燈或接到微機(jī)綜保上分、和開關(guān)量上面。這樣電腦后臺(tái)就能顯示，各種開關(guān)、刀閘的位置指示了。

2）改造完畢中，電腦上畫面上35kV和6kV的實(shí)時(shí)數(shù)值中有功、無功、Q顯示不正確。

當(dāng)時(shí)一出現(xiàn)這種情況，我們首先懷疑后臺(tái)監(jiān)控軟件有問題，將后臺(tái)監(jiān)控軟件中遙信量計(jì)算系數(shù)反復(fù)核對(duì)，發(fā)現(xiàn)沒問題，又查35kV和6kV的電壓、電流互感器，查了一遍又沒問題，最后沒辦法我們找來一臺(tái)相序表，將每一個(gè)進(jìn)綜保的電流、電壓相位檢查一遍，發(fā)現(xiàn)了問題，因?yàn)槲覀冊(cè)诟脑爝^程中考慮到不能停電時(shí)間過長(zhǎng)，首先要保證送電成功，就是將老式少油開關(guān)拆除，新的真空短路器裝好等時(shí)間控制在7小時(shí)之內(nèi)，因此戶外的35kV電壓、電流線接到綜保上沒有核對(duì)相序，隨便接入，同樣6kV室內(nèi)也是同樣問題，造成線電壓、相電壓角度差不對(duì)，必然造成有功、無功、Q顯示不正確，通過相序表一一核對(duì)好A、B、C電壓和電流，問題就解決了。解決問題的過程中走了彎路，但是為下次改造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

7 結(jié)論

采用真空斷路器改造老系列的開關(guān)柜的少油斷路器，其技術(shù)是成熟可行的，并具有投資少、見效快，改造期間停電時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，該項(xiàng)技術(shù)值得在城網(wǎng)和企業(yè)電網(wǎng)的技術(shù)改造中推廣應(yīng)用。我礦35kV供電系統(tǒng)改造以來通過6個(gè)約實(shí)際運(yùn)行故障率大為減少，且配電所實(shí)現(xiàn)了“四遙”功能，供電可靠性大為提高，現(xiàn)在（6kV）供配電網(wǎng)中仍有少油斷路器在運(yùn)行，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及用戶對(duì)供電可靠性提出更高的要求，這部分開關(guān)柜均面臨著技術(shù)改造。其改造方案可分為兩類；一是開關(guān)柜的整體更新；二是保留開關(guān)柜的柜體，僅對(duì)內(nèi)部電氣設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代。第一種方案其投資大、改造工作量大、停電時(shí)間長(zhǎng)，比較適合變電站的異地改造。而第二種方案具有投資少、改造工作量小、停電時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。 真空斷路器具有使用壽命長(zhǎng)、可頻繁操作、開斷能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)少油開關(guān)柜改造中應(yīng)作為首選開關(guān)。采用真空斷路器整體替代原由的少油開關(guān)，均采取保留柜體的技術(shù)改造方案，并對(duì)柜內(nèi)其他電氣設(shè)備根據(jù)其技術(shù)性能及投資情況，進(jìn)行相應(yīng)的產(chǎn)品換代和技術(shù)升級(jí)，同時(shí)對(duì)變電站的開關(guān)柜柜體進(jìn)行整體整理和噴漆，以提高（6kV）開關(guān)柜內(nèi)部電氣設(shè)備技術(shù)水平，也使開關(guān)柜外觀也煥然一新。即節(jié)約了技術(shù)改造費(fèi)用，又減少因改造停電影響生產(chǎn)的時(shí)間，是今后開關(guān)柜實(shí)施技術(shù)改造應(yīng)推廣的實(shí)用技術(shù)方案。