智能車載移動(dòng)變電站中二次設(shè)備的優(yōu)化方案

文/張中冠

智能車載移動(dòng)變電站中二次設(shè)備的優(yōu)化方案

文/張中冠

本文以某35kV車載移動(dòng)變項(xiàng)目為例，著重介紹一種可以針對(duì)車載移動(dòng)變實(shí)施的就地化主變保護(hù)方案，該方案的使用可以減少屏柜內(nèi)設(shè)備，節(jié)省車載變上有限的空間，和常規(guī)保護(hù)相比增加了安全性，減少了預(yù)制電纜的使用，是一種值得推廣使用的優(yōu)化方案。

車載移動(dòng)變 就地化保護(hù) 預(yù)制光纜

智能車載移動(dòng)變電站具有集成化程度高、智能化水平高等特點(diǎn)，在自然災(zāi)害、突發(fā)設(shè)備事故等緊急狀況下能迅速替代常規(guī)變電站恢復(fù)供電。在高負(fù)荷季節(jié)投入運(yùn)行，它可以臨時(shí)解決區(qū)域供電不足問(wèn)題，在城區(qū)發(fā)生大面積停電情況下可保證上萬(wàn)戶居民正常用電。它對(duì)于城市電網(wǎng)應(yīng)急負(fù)荷接入具有示范意義，改變了傳統(tǒng)檢修、狀態(tài)檢修模式下必須全過(guò)程停電作業(yè)的弊端，具有很好的推廣價(jià)值。移動(dòng)變電站因其使用靈活，只要有合適的電源地點(diǎn)，就可以將其拖到現(xiàn)場(chǎng)，很快形成臨時(shí)性替代供電。該體系將有效解決建寧城區(qū)變電站主變過(guò)載的問(wèn)題，應(yīng)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)各類突發(fā)故障，提升電網(wǎng)應(yīng)急供電和防災(zāi)減災(zāi)能力。

智能車載移動(dòng)變電站一般由兩個(gè)車體構(gòu)成，分別為高壓車和中壓車。高壓車由戶外交流金屬封閉開(kāi)關(guān)及控制設(shè)備（GIS）、抗震型臥式變壓器以及二次保護(hù)設(shè)備組成；中壓車由全封閉的箱式車體、二次配套控制設(shè)備、交直流電源、自動(dòng)化設(shè)備及微機(jī)成套保護(hù)裝置等組成。在科技不斷進(jìn)步和開(kāi)展的時(shí)期，車載移動(dòng)式變電站的繼電維護(hù)設(shè)備的關(guān)鍵性也備受矚目，因此對(duì)車載移動(dòng)式變電站的繼電維護(hù)設(shè)備開(kāi)展研究和討論具有現(xiàn)實(shí)價(jià)值。變壓器作為車載移動(dòng)變上的重要設(shè)備，需要配置完善可靠的保護(hù)裝置，本文主要針對(duì)車載移動(dòng)變的變壓器設(shè)備，提出一種新型的就地化保護(hù)實(shí)施方案。

1 車載移動(dòng)變二次保護(hù)常規(guī)方案介紹

1.1 主接線形式及設(shè)備布置

一般車載移動(dòng)變電站采用線變組接線形式，外部35kV進(jìn)線經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)和斷路器接變壓器，主變10kV進(jìn)線經(jīng)斷路器及小車接至10kV母線排。10kV按需設(shè)置出線間隔。

設(shè)備布置方案如下：

高壓變電車設(shè)備布置包括：35kV開(kāi)關(guān)設(shè)備、主變壓器、電源屏2面、主變保護(hù)測(cè)控裝置柜1面、遠(yuǎn)動(dòng)裝置柜1面（含對(duì)時(shí)裝置）；

高壓變電車配置對(duì)外接口端子箱，1臺(tái)，主變附件配置主變本體端子箱，1臺(tái)，集裝箱體1座。

中壓配電車設(shè)備布置包括：10kV開(kāi)關(guān)設(shè)備7面、電源屏2面。

中壓配電車配置對(duì)外接口端子箱，1臺(tái)，集裝箱體1座。

1.2 常規(guī)主變保護(hù)方案介紹

主變保護(hù)采用純常規(guī)方式考慮。單獨(dú)配置差動(dòng)保護(hù)，高后備保測(cè)一體裝置，低后備保測(cè)一體裝置，非電量及操作箱，本體測(cè)控。以上設(shè)備需單獨(dú)組一面屏柜，考慮主變放置在高壓車體，電纜大多集中在高壓車，這個(gè)屏柜放置在高壓車車體。10kV采用保測(cè)一體裝置，安裝在中壓車車體開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。兩個(gè)車體之間主要采用硬電纜方式連接。

1.3 常規(guī)主變保護(hù)方案存在的弊端

主變保護(hù)集中組屏只能選擇安裝在其中的1個(gè)車體，因35kV變壓器及線路間隔和10kV主進(jìn)間隔分別安裝在兩個(gè)車體，主變差動(dòng)保護(hù)涉及到的高壓側(cè)及低壓側(cè)電流、10kV主進(jìn)間隔的開(kāi)關(guān)量信息等都需要在兩個(gè)車體之間交互。原方案采用常規(guī)裝置，信息交互只能通過(guò)硬電纜方式，這樣的話兩個(gè)車體之間存在的預(yù)制電纜比較多，統(tǒng)計(jì)需要4芯預(yù)制光纜8根以上，主要包括傳輸差動(dòng)電流信息，聯(lián)閉鎖信息，兩個(gè)車體之間的對(duì)時(shí)信息等。另外因?yàn)樯婕暗絺鬏旊娏鲾?shù)據(jù)，經(jīng)常拔插的預(yù)制電纜長(zhǎng)期使用，可能會(huì)造成松動(dòng)，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)造成CT回路開(kāi)路，這在電力系統(tǒng)里是決不允許的，存在一定的安全隱患。

2 車載移動(dòng)變二次保護(hù)改進(jìn)方案

2.1 就地化保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)

隨著變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來(lái)越成熟可靠。為實(shí)現(xiàn)變電站高質(zhì)量、高速度、高靈活性運(yùn)行，提出了就地化保護(hù)實(shí)施的方案。數(shù)字化變電站為保護(hù)就地化提供了平臺(tái)和載體，將分散布置的保護(hù)、監(jiān)控、計(jì)量等設(shè)備通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)緊密聯(lián)系起來(lái)，形成功能分散、物理分散、信息集中、采集共享，提高整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力，減少運(yùn)行維護(hù)人員的工作量。

2.2 就地化保護(hù)在車載移動(dòng)變項(xiàng)目中的優(yōu)化應(yīng)用

2.2.1 方案介紹

本方案考慮采用最新研發(fā)的就地化主變保護(hù)裝置，單臺(tái)保護(hù)裝置集成非電量、保護(hù)測(cè)控、智能終端及合并單元功能。1號(hào)車體主變保護(hù)旁放置一臺(tái)主變保護(hù)柜，其中的保護(hù)作為高壓側(cè)保護(hù)測(cè)控，含高壓側(cè)相關(guān)的智能終端及MU功能；2號(hào)車體主進(jìn)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)放置一臺(tái)主變保護(hù)，作為低壓側(cè)保護(hù)測(cè)控，含低壓側(cè)相關(guān)的智能終端及MU功能。同時(shí)兩個(gè)保護(hù)內(nèi)都配置差動(dòng)功能，二者所需要的差動(dòng)電流數(shù)據(jù)通過(guò)光纖傳輸，這樣兩個(gè)車體之間主要靠光纜交互數(shù)據(jù)，即使光纜松動(dòng)斷開(kāi)也不存在CT開(kāi)路的情況。兩個(gè)車體之間僅需要1根4芯預(yù)制光纜，總數(shù)量減少的同時(shí)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。

2.2.2 裝置配置

配置兩臺(tái)就地化主變保護(hù)裝置，分別實(shí)現(xiàn)功能如下：

（1）裝置一（差動(dòng)+高后備）：

就地安裝在高壓側(cè)間隔。

常規(guī)交流量輸入：高壓側(cè)電壓、高壓側(cè)差動(dòng)電流、高壓側(cè)保護(hù)電流、高壓側(cè)測(cè)量電流。

完成功能：差動(dòng)保護(hù)、高后備保護(hù)、高壓側(cè)測(cè)控、調(diào)檔、非電量保護(hù)

信息交互：通過(guò)跨間隔光纜接收低壓側(cè)差動(dòng)電流，通過(guò)本間隔電纜跳高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，通過(guò)跨間隔光纜GOOSE信息跳低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

（2）裝置二（差動(dòng)+低后備）：

就地安裝在低壓側(cè)間隔。

常規(guī)交流量輸入：低壓側(cè)電壓、低壓側(cè)差動(dòng)電流、低壓側(cè)保護(hù)電流、低壓側(cè)測(cè)量電流。

完成功能：差動(dòng)保護(hù)、低后備保護(hù)、低壓側(cè)測(cè)控

保護(hù)出口：通過(guò)跨間隔光纜接收高壓側(cè)差動(dòng)電流，通過(guò)本間隔電纜跳低壓側(cè)開(kāi)關(guān)，通過(guò)跨間隔光纜GOOSE信息跳高壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)優(yōu)化整合的就地化主變保護(hù)在車載移動(dòng)式變電站中推廣使用，是對(duì)車載移動(dòng)式變電站進(jìn)行系統(tǒng)性的完善，解決了傳統(tǒng)常規(guī)保護(hù)存在的一些弊端，能夠使車載移動(dòng)變更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行，充分提升車載移動(dòng)變應(yīng)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)各類突發(fā)故障、電網(wǎng)應(yīng)急供電和防災(zāi)減災(zāi)的能力。

[1]劉華春,李偉林.車載移動(dòng)式超短波監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)施測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)方案探討[J].移動(dòng)通信,2013.

[2]許艷陽(yáng).110 kV車載移動(dòng)式變電站在銀川電網(wǎng)應(yīng)用的可行性研究[J].中國(guó)電力教育,2013.

作者單位國(guó)電南瑞科技股份有限公司 江蘇省南京市210061

張中冠，男，工學(xué)學(xué)士，工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置的設(shè)計(jì)工作。