基于集合論的變電站保護(hù)及綜自改造優(yōu)化方案討論

張耀天

摘要：由于一些老站在電網(wǎng)中地位重要，而其老、舊保護(hù)裝置對電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來很大安全隱患，因而要求在不停電的情況下進(jìn)行全站保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造。文章基于集合論，探討了一座110 kV變電站的優(yōu)化改造方案。

關(guān)鍵詞：保護(hù)；綜合自動(dòng)化；改造；方案

中圖分類號(hào)：TM63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2011）22-0118-02

1選題理由

隨著國民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，社會(huì)對電力的需求迅猛增長，很多老站雖容量小，保護(hù)設(shè)備陳舊，但由于處于重要負(fù)荷區(qū)，停電壓力大，全站停電改造困難。同時(shí)在現(xiàn)場，施工單位因?yàn)闊o統(tǒng)一指導(dǎo)意見，各自為戰(zhàn)，各家改造思路不同，從而會(huì)造成施工效率低，安全性要求難以得到保證。如何針對現(xiàn)場保護(hù)配置需要，進(jìn)行改造順序最優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有很大挑戰(zhàn)。

文章充分考慮到老站改造中出現(xiàn)的諸多困難，如：老站保護(hù)回路復(fù)雜、保護(hù)類型繁多；不能全站停電進(jìn)行改造；改造時(shí)無預(yù)留屏位；改造過程中，新舊保護(hù)同時(shí)運(yùn)行；需鋪設(shè)大量臨時(shí)電纜等，在此基礎(chǔ)上，以增加經(jīng)濟(jì)性、加強(qiáng)安全性、提高工作效率為目標(biāo)，提出了一種“集合”新思路，探索出一種優(yōu)化變電站綜自改造順序的新模式。

2基本思想

由于保護(hù)及綜自系統(tǒng)改造時(shí)，變電站不能停止對外供電，所以從改造一開始就存在新、舊兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)存在的情況，我們將改造前運(yùn)行的保護(hù)及綜自系統(tǒng)（舊系統(tǒng)）以及改造后即將形成的新系統(tǒng)分別看作兩個(gè)集合。在改造過程中，兩個(gè)集合的交集越小，即：它們的回路連接越少，需要帶電搭接的地方越少，需要局部設(shè)備停電改造的時(shí)間越少，此方案就越好，我們在改造時(shí)的難度就越小。

其中，一個(gè)變電站的保護(hù)及綜自系統(tǒng)所包含的屏及其改造思路如下：

總控屏：涉及每一部分改造的通信，故要在改造前將新屏安放好，如果有預(yù)留位置，就一次放到位，如果沒有，則臨時(shí)安放，最后搬遷。錄波屏：涉及到每一個(gè)大開關(guān)改造的電壓、電流、開關(guān)量的接入工作，故最好在改造前將新屏安放好，每改造一個(gè)開關(guān)就將新回路接入新屏，本開關(guān)的舊回路在舊屏上退出運(yùn)行，直到全站改造完成后，將舊屏拆除。如果沒有預(yù)留位置，則是在原屏上做好安全措施，拆除舊錄波裝置，安裝新錄波裝置，將舊回路全部接入新錄波裝置，然后改造一路拆除一路的舊回路接入新回路，知道完成。PT并列及測控屏：涉及全站保護(hù)測量、計(jì)量的二次交流電壓，改造過程中會(huì)出現(xiàn)新舊二次交流電壓并存，故要在改造前將新屏安放好。備自投及分段操作屏：涉及110 kV線路及主變改造時(shí)進(jìn)線電流、進(jìn)線電壓、母線電壓、開關(guān)位置及跳閘回路的接入，故要在改造前將新屏安放好。母差屏：涉及到每一個(gè)110 kV開關(guān)改造時(shí)電流、電壓、跳閘、閉鎖放電（針對進(jìn)線開關(guān)）、刀閘位置的接入的回路接入，應(yīng)在開始改造之前安放新屏。電度表屏：涉及110 kV線路及主變改造時(shí)電流、電壓、刀閘位置的接入，應(yīng)在開始改造之前安放新屏。直流屏：涉及全站保護(hù)、測控及自動(dòng)裝置等的裝置電源，新安放一面屏就要接入直流電源，如果不利舊，應(yīng)在開始改造之前安放新屏。35 kV線路、10 kV線路保護(hù)不涉及其他開關(guān)，可以最早開始停電改造，也可以等110 kV及主變部分改造完成后再停電改造。

3幾種方案對比分析

改造前主控室屏位圖如圖1所示。

其中，1G～8G是控制屏，9G～13 G是35 kV線路保護(hù)屏（1）至35 kV線路保護(hù)屏（5），14 G是繼電器屏（包含三側(cè)電壓并列及重動(dòng)、三側(cè)分段操作），15 G是低周繼電器屏（聯(lián)切35 kV、10 kV線路），16 G是2#主變保護(hù)屏，17 G是1#主變保護(hù)屏，18 G是1#主變電度屏，19G~23G是通訊用屏，24 G是錄波屏，25G是 110 kV官崍、寶崍線路保護(hù)屏，26G是110 kV臨崍線路保護(hù)屏，27G是2#主變及110 KV、35 kV線路電度屏，28 G是電能采集屏。

方案一：1 G～8 G不動(dòng)，由于35 kV線路保護(hù)已移至35 kV保護(hù)室，所以可將原35kV線路保護(hù)屏（9G~13G）移除，在原屏位分別安置新屏：分段測控屏、110 kV備自投屏、電壓切換屏、2#主變保護(hù)屏、2#主變測控屏。按照設(shè)計(jì)方案，將在舊2#主變保護(hù)屏位（16 G）置新線路測控屏。這樣將造成無屏位可用，只能采用“停一路，改一路”長時(shí)間停電的方式進(jìn)行線路保護(hù)改造。同時(shí)因?yàn)樵^電器屏（14 G）上有電壓并列裝置，若要將其移除，為了保證新舊設(shè)備正常運(yùn)行，將需要大量的臨時(shí)電纜。該方案跟本文其他方案相比，新舊兩個(gè)系統(tǒng)的回路連接多，帶電搭接的地方多，需要局部設(shè)備停電改造的時(shí)間長，即，兩個(gè)集合的交集最大，所以不可取。

方案二：1 G～8 G不動(dòng)，將原35 kV線路保護(hù)屏（9 G~13 G）移除，在原屏位上分別安置新屏：1#主變保護(hù)屏，1#主變測控屏，2#主變保護(hù)屏、2#主變測控屏，三側(cè)PT重動(dòng)、并列及測控屏。這樣改造好處是有屏位可用，并且在不影響新、舊設(shè)備正常運(yùn)行的前提下完成改造。但是由于將新110 k母差屏改至17 G，這樣需要更多的臨時(shí)電纜（至少三根），同時(shí)會(huì)出現(xiàn)帶電接線的問題，安全性差。該方案跟跟本文其他方案相比，新舊兩個(gè)系統(tǒng)的回路連接少，帶電搭接的地方多，需要局部設(shè)備停電改造的時(shí)間長，即，兩個(gè)集合的交集較小，但不是最優(yōu)方案，所以不可取。

方案三：1 G～8 G不動(dòng)，先將新總控屏臨時(shí)安置，并和相關(guān)設(shè)備接上電纜；接著將原35 kV線路保護(hù)屏（9 G~13 G）移除，在原屏位9 G上安置新110 k母差屏，11 G上安置新電壓切換屏；利用將PT端子箱的相關(guān)端子短接的方式，實(shí)現(xiàn)新、舊電壓切換裝置并列運(yùn)行。在改造最后一步，將臨時(shí)安置的新總控屏放至14 G。至此改造可以順利完成。該方案跟跟本文其他方案相比，新舊兩個(gè)系統(tǒng)的回路連接少，帶電搭接的地方少，需要局部設(shè)備停電改造的時(shí)間短，即，兩個(gè)集合的交集仍最小，是最優(yōu)方案。

通過從臨時(shí)電纜、人工費(fèi)用、帶電接線三方面對三種方案的分析，所選定的方案是安全性和經(jīng)濟(jì)性都最優(yōu)越的方案，并在現(xiàn)場的改造過程中收到了滿意的結(jié)果。

4結(jié)論

文章在全面考慮到老站改造過程中所遇到各種難題的基礎(chǔ)上，以增加經(jīng)濟(jì)性、加強(qiáng)安全性、提高工作效率為目標(biāo)，提出了一種基于“集合”論的變電站綜自改造優(yōu)化方案。能否依據(jù)“集合”思維，結(jié)合實(shí)際情況，對各個(gè)裝置進(jìn)行評(píng)級(jí)劃分，并利用計(jì)算機(jī)等手段開發(fā)出一套實(shí)用性軟件，實(shí)現(xiàn)改造順序的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。這是該項(xiàng)目在今后的進(jìn)一步研究目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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