110kv變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)改造研究

孫凡

（遼河石油勘探局電力集團(tuán)公司，遼寧 盤錦 124010）

1 110kv變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問題

1.1 電力管理體制與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)未能形成一個(gè)有機(jī)的整體。變電站遠(yuǎn)動(dòng)與保護(hù)專業(yè)雖然有明確的專業(yè)設(shè)備劃分,但其內(nèi)部聯(lián)系已經(jīng)成為不可分割的整體,一旦有設(shè)備缺陷均需兩個(gè)專業(yè)同時(shí)到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行檢查分析,這樣極易造成推諉責(zé)任的情況,且兩專業(yè)銜接部分的許多缺陷問題成為“兩不管地帶”,不利于開展工作。

1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題。目前變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),這是當(dāng)前迫切需要解決的問題。

1.3 運(yùn)行維護(hù)人員水平低。目前,變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的部分管理和維護(hù)人員專業(yè)素質(zhì)差,不能很好適應(yīng)新形勢下變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)管理和維護(hù)需要,工作效率低,只求過得去,不求技術(shù)高,工作缺乏積極性和創(chuàng)造性。

2 110kv變電站自動(dòng)化改造的內(nèi)容及技術(shù)要求

2.1 一次設(shè)備的改造及技術(shù)要求

2.1.1 高壓開關(guān)柜的改造。完善機(jī)械防止誤操作措施,完善柜間距離。要求隔離物起絕緣支撐作用,要具有很高的阻燃性能;采用包絕緣護(hù)套的辦法加強(qiáng)母線導(dǎo)體間、相對地間絕緣水平;采用額定電壓12kv,最高工作電壓75kv的電流互感器,使之達(dá)到高壓開關(guān)柜使用工況要求的絕緣水平。

2.1.2 主變壓器輔助元件的改造。改造中性點(diǎn)隔離開關(guān)及操作機(jī)構(gòu),能實(shí)現(xiàn)遙控操作;對有載調(diào)壓分接開關(guān)實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方遙控操作;實(shí)現(xiàn)主變溫度遠(yuǎn)方測量及上傳功能等。

2.1.3 斷路器的改造。主要是能實(shí)現(xiàn)無油化及遙控操作功能,提供可靠的斷路器位置信號;斷路器輔助觸點(diǎn)改造為雙輔助觸點(diǎn)接線以防信號誤發(fā)。

2.1.4 過電壓保護(hù)設(shè)備的改造。對變電站10kv中性點(diǎn)加裝自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)調(diào)諧的消弧線圈或經(jīng)小電阻接地;為減少變電站的運(yùn)行維護(hù)工作量,降低殘壓,防止避雷器爆炸,變電站10kv避雷器宜更換為無間隙金屬氧化物避雷器。

2.2 二次設(shè)備的改造內(nèi)容及技術(shù)要求

2.2.1 二次設(shè)備的改造內(nèi)容要求:(1)斷路器控制回路改造后,要簡單、可靠、無迂回接線,控制、保護(hù)、信號及測控單元電源分離;(2)斷路器控制回路斷線、失去控制電源時(shí)應(yīng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方報(bào)警,并保留控制回路故障信號;(3)保護(hù)回路單獨(dú)設(shè)有熔斷器的變電站,保護(hù)回路直流消失后,能遠(yuǎn)方報(bào)警;(4)重合閘裝置要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投退,在遙控和當(dāng)?shù)夭僮骱祥l后,重合閘電源應(yīng)自動(dòng)投入,重合閘放電回路自動(dòng)斷開。在遙控和當(dāng)?shù)夭僮魈l后,自動(dòng)退出重合閘電源,同時(shí)重合閘裝置自動(dòng)放電。根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)重合閘后加速和一次重合閘;(5)低頻減負(fù)荷裝置或其他系統(tǒng)穩(wěn)定措施裝置動(dòng)作跳閘時(shí),應(yīng)自動(dòng)閉鎖重合閘;(6)斷路器位置信號燈具改為發(fā)光二極管等節(jié)能燈具,提高可靠性;(7)加裝遙控與就地跳、合閘閉鎖回路;(8)對中央信號裝置作必要改造。

2.2.2 二次設(shè)備改造的注意事項(xiàng):(1)檢查全站所接電壓互感器的二次回路確實(shí)只有一個(gè)接地點(diǎn),且接地位置應(yīng)設(shè)在PT接口屏地排處;(2)檢查電流互感器中性線確實(shí)是一點(diǎn)接地且接地點(diǎn)應(yīng)設(shè)在保護(hù)室內(nèi),滿足“安評”要求;(3)檢查控制電纜屏蔽層是否兩點(diǎn)接地。

3 110kv變電站自動(dòng)化改造中應(yīng)重點(diǎn)把握的問題

3.1 對一、二次設(shè)備進(jìn)行改造

110kv變電站改造為無人值班站后,需要穩(wěn)定可靠的一、二次設(shè)備,只有可靠的設(shè)備才能使值班員避免疲于奔命,有充裕的時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控、操作和對設(shè)備故障、事故的處理。

3.2 完善四遙功能

有人值班變電站中一般具有遙信、遙測功能,但不具備遙控功能,其遙信、遙測功能只是為調(diào)度自動(dòng)化服務(wù)。因調(diào)度所關(guān)注的遙信量相對較少,而無人值班后監(jiān)控值班員對變電站運(yùn)行情況的判斷和處理就全部依賴監(jiān)控系統(tǒng)。所以在無人值班改造中要充分考慮所采集的信息全面、夠用,也要考慮遙控、遙調(diào)點(diǎn)的實(shí)用性,保證能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)處理異常和事故,盡可能減少值班員在變電站和監(jiān)控中心間無謂的往返。

3.2.1 遙信的完善

對遙信的調(diào)整原則是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方對異常和事故的判斷,為此需增加如下遙信項(xiàng)目：中央信號:預(yù)告總信號、直流接地信號、直流裝置異常信號、10kv系統(tǒng)接地信號、PT二次回路異常信號、故障錄波器動(dòng)作信號、故障錄波器異常信號、低周減載裝置動(dòng)作信號、低周減載裝置異常信號、站用電源自投裝置動(dòng)作信號、備用電源自投裝置異常信號、站用電系統(tǒng)異常信號、消防裝置動(dòng)作及報(bào)警信號、消防裝置異常信號、遠(yuǎn)動(dòng)及通訊裝置異常信號、控制方式由遙控轉(zhuǎn)為當(dāng)?shù)乜刂频男盘?、防盜報(bào)警信號、GIS設(shè)備的有關(guān)信號等。線路(旁路)單元:隔離開關(guān)位置信號、斷路器操作機(jī)構(gòu)異常信號、斷路器控制回路斷線信號、保護(hù)裝置異常信號、回路斷線信號、光端機(jī)裝置異?；蛲ǖ栏婢盘?、重合閘動(dòng)作信號、斷路器三相位置不一致、SF6氣壓低、SF6低壓閉鎖、油泵頻繁啟動(dòng)、遠(yuǎn)方和就地控制信號、小電流接地信號、單元事故總信號;主變單元:冷卻系統(tǒng)異常信號、冷卻器全停信號、控制回路斷線信號、主變油位異常信號;3.2.2遙測的完善。對遙測主要增加以下內(nèi)容:110kv三相操動(dòng)機(jī)構(gòu)開關(guān)電流增加至三相;采集母線三相電壓;分段、母聯(lián)電流;直流電壓;變壓器油溫;站用變低壓側(cè)三相電壓。

3.2.2 遙控和遙調(diào)的完善

由于對電壓質(zhì)量的控制要求越來越嚴(yán)格,需頻繁對主變分接頭進(jìn)行調(diào)節(jié)。在多變壓器的站中,這將伴隨變壓器中性點(diǎn)接地刀閘的頻繁操作,故結(jié)合改造,實(shí)現(xiàn)了主變中心點(diǎn)接地刀閘的遙控。為了方便檢修和調(diào)試,防止誤控開關(guān),在每個(gè)開關(guān)上安裝了遠(yuǎn)方就地切換開關(guān),只有切至“遠(yuǎn)方”位置時(shí)才能進(jìn)行遙控。

3.2.3 改進(jìn)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)

進(jìn)行此項(xiàng)改造工程時(shí),要使用電源,如后臺機(jī)、通信主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等,如果對這些設(shè)備斷電的話,將造成變電站失去監(jiān)控,歷史數(shù)據(jù)丟失,所以這些設(shè)備都要求不間斷供電。傳統(tǒng)的電源都采用UPS,但實(shí)踐證明,由于UPS的電池得不到及時(shí)的維護(hù),電池的容量在1～2年后將大幅度減少,在市電失去后,不能保證供電時(shí)間。故在改造中,經(jīng)過對站用蓄電池容量驗(yàn)算后,安裝了在線式逆變電源。在運(yùn)行中還嚴(yán)格要求非重要負(fù)荷不能接到逆變電源上,保證了這些重要設(shè)備的不間斷供電和切換。

3.2.4 提升數(shù)據(jù)通信處理能力

為提高與110kv變電站數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性、信息傳輸容量、擴(kuò)展性和可靠性,在改造中應(yīng)用電力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約,采用網(wǎng)絡(luò)通信和常規(guī)串行通信兩種方式自動(dòng)切換,保證信息傳輸?shù)目煽啃?、唯一性和一致?并依靠可靠、快速的自愈光纖通信網(wǎng)絡(luò),充分發(fā)揮新型通信規(guī)約傳輸容量大、功能豐富、實(shí)時(shí)的優(yōu)勢,進(jìn)而解決系統(tǒng)難題。

[1]張繼雄.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選型中應(yīng)注意的問題.內(nèi)蒙古電力技術(shù).2005.

[2]楊奇遜.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢.電力系統(tǒng)自動(dòng)化.1995.