110kV變電所保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)改造

王春寶

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司東?？h供電分公司 江蘇東海 222300）

1 前言

110kV變電所是進(jìn)行輸配電的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)監(jiān)督和控制的關(guān)鍵點(diǎn)，在變電所中運(yùn)用綜合自動(dòng)化技術(shù)可以將站內(nèi)的繼電保護(hù)、系統(tǒng)的監(jiān)督控制以及信號(hào)的采集等有效結(jié)合成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)資源的共享。但是在實(shí)際的工作開(kāi)展中，舊的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有很多方面的問(wèn)題，這就需要對(duì)其進(jìn)行升級(jí)和改造，才能確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，起到很好的保護(hù)作用。

2 110kV變電所供電系統(tǒng)案例概述

某110kV變電所在進(jìn)行一次接線的時(shí)候，使用單母線全橋的方式進(jìn)行接線，開(kāi)關(guān)選擇使用SF6氣體絕緣的開(kāi)關(guān)設(shè)備，斷路器應(yīng)該與彈簧操作結(jié)構(gòu)相互配合。同時(shí)綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該選擇NSC200NT系統(tǒng)，確保變電所保護(hù)、檢查視聽(tīng)、監(jiān)督測(cè)量等工作的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，其中110kV GIS設(shè)備中的保護(hù)和主變保護(hù)單位要集中在一起進(jìn)行組屏，這樣不僅可以對(duì)斷路器、隔離和接地刀閘等分合閘進(jìn)行操作，還可以監(jiān)督測(cè)量開(kāi)關(guān)的運(yùn)行情況。

3 110kV變電所保護(hù)

從目前的現(xiàn)狀來(lái)看，如果110kV變電所的元部件或者系統(tǒng)的設(shè)備發(fā)生了故障，就應(yīng)該采取相應(yīng)的動(dòng)作控制設(shè)備和元部件的保護(hù)裝置，對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的處理和解決，同時(shí)對(duì)于距離較近的斷路器，也可以很快的做好跳閘命令工作，將發(fā)生故障的電力設(shè)備從電力系統(tǒng)中分離出來(lái)，大大降低設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)的影響，滿足電力系統(tǒng)工作方面的需要和要求。

現(xiàn)階段，在電力系統(tǒng)中保護(hù)裝置是對(duì)電氣設(shè)備相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)備反映的關(guān)鍵，對(duì)這些不好的現(xiàn)象進(jìn)行分析，可以及時(shí)將不同的警告信號(hào)傳遞出來(lái)，那么就可以及時(shí)的通知工作人員對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的處理和修復(fù)，也可以保證保護(hù)裝置進(jìn)行自我的調(diào)節(jié)和優(yōu)化，從而對(duì)發(fā)生安全故障的元部件和設(shè)備進(jìn)行及時(shí)更換。因此110kV變電所保護(hù)的目的是在電力系統(tǒng)遭遇故障時(shí)一般由保護(hù)裝置對(duì)出現(xiàn)故障的元部件進(jìn)行及時(shí)的脫離，促使發(fā)生故障的元部件可以馬上從電力系統(tǒng)中斷開(kāi)，對(duì)元部件造成的破壞程度大大降低，確保電力系統(tǒng)供電的安全。

4 110kV變電所老綜合自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題

某電力系統(tǒng)中，伴隨著采掘工作層面的不斷延長(zhǎng)和伸展，供電系統(tǒng)得到了不斷的拓展，促使綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的遙控、遙測(cè)等方面的數(shù)據(jù)有所增加，但是在系統(tǒng)運(yùn)行的幾年之后，非常容易出現(xiàn)以下幾個(gè)方面的故障：

（1）如果操作開(kāi)關(guān)柜中的斷路器、接地刀等位置的信號(hào)發(fā)生了變化，而后臺(tái)機(jī)器沒(méi)有對(duì)這些設(shè)備的位置的遙信信號(hào)進(jìn)行及時(shí)更新，該現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在設(shè)備檢查和維修過(guò)程中保護(hù)裝置斷電之后重新接電的時(shí)候，保護(hù)裝置與后臺(tái)通訊不暢通的情況、后臺(tái)機(jī)器不能對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種各樣的狀態(tài)進(jìn)行正確反映時(shí)，從而就會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)很大的安全問(wèn)題和隱患。同時(shí)因?yàn)殡娏νㄓ嵪到y(tǒng)時(shí)常出現(xiàn)通訊延遲、嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)發(fā)生遙動(dòng)控制不能夠得到有效的執(zhí)行，在供電系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，就應(yīng)該進(jìn)行應(yīng)急倒閘操作，此時(shí)如果后臺(tái)機(jī)器操作失去功效，操作人員就要通過(guò)集控室，進(jìn)入到110kV GIS或者10kV設(shè)備室對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，但是此過(guò)程的操作非常艱巨，甚至?xí)斐伤劳觥?/p>

（2）目前使用的某公司的老版本保護(hù)裝置已經(jīng)停止生產(chǎn)了，已經(jīng)對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行了升級(jí)，這樣就給設(shè)備的使用帶來(lái)很大不方便，兩個(gè)版本有很多方面的不同，在開(kāi)始階段存在不兼容問(wèn)題，這樣在老版本的保護(hù)裝置發(fā)生故障的時(shí)候，設(shè)備不可以直接的換成新保護(hù)裝置，一定要對(duì)其進(jìn)行線路改裝，這樣就能施工現(xiàn)場(chǎng)的使用帶來(lái)很大的難度，沒(méi)有兼容的備用件進(jìn)行更換，就不能很快的故障進(jìn)行排除和解決，從而在使用保護(hù)裝置和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，就對(duì)供電的安全性造成很大威脅和影響。因此一定要升級(jí)和改造綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

5 110kV變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改造

對(duì)于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題，一定要對(duì)其進(jìn)行升級(jí)和改造，主要是對(duì)主要控制單元、后臺(tái)的監(jiān)督控制系統(tǒng)、0kV分散保護(hù)裝置等進(jìn)行改造，改造的內(nèi)容是對(duì)原來(lái)監(jiān)督控制的架構(gòu)進(jìn)行改變，對(duì)原來(lái)系統(tǒng)的通訊方式進(jìn)行改變，這樣就很大程度提高了通訊的速度，對(duì)雙層網(wǎng)絡(luò)的冗余結(jié)構(gòu)進(jìn)行了呈現(xiàn)，對(duì)原來(lái)系統(tǒng)中信號(hào)存在著不對(duì)應(yīng)的情況進(jìn)行及時(shí)有效的處理，對(duì)遙控不能執(zhí)行和高壓柜存在的安全方面的隱患問(wèn)題不能進(jìn)行及時(shí)處理。

在新的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，保護(hù)裝置主要是利用太網(wǎng)與交換機(jī)進(jìn)行直接的連接，而交換機(jī)是通過(guò)太網(wǎng)與前置機(jī)進(jìn)行直接通訊，前置機(jī)是通過(guò)太網(wǎng)后臺(tái)機(jī)直接通訊，并且每一臺(tái)保護(hù)裝置都可以將其與太網(wǎng)、交換機(jī)以及前置機(jī)等直接通訊，這樣就對(duì)很多信號(hào)的變換步驟進(jìn)行了省略。此外系統(tǒng)還對(duì)A/B網(wǎng)進(jìn)行了設(shè)置，并且各自配置了2套前置機(jī)和后臺(tái)機(jī)，從而就促使每一臺(tái)的保護(hù)裝置都可以利用A/B網(wǎng)進(jìn)行通信，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的可靠程度進(jìn)行大幅度提高。

關(guān)于，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)因?yàn)樵诒Ｗo(hù)裝置方面，新版本和舊版本存在不兼容的特征，這樣就需要將舊版本的保護(hù)裝置接上線纜，將每一個(gè)電纜線與新版本對(duì)接，這樣就促使新版本的保護(hù)裝置的測(cè)量和互感儀器的精度更高和準(zhǔn)確，信號(hào)的回路監(jiān)督控制也更加全面。此外對(duì)于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，由于其與原來(lái)系統(tǒng)存在信號(hào)不相對(duì)應(yīng)的情況，嚴(yán)重一點(diǎn)甚至出現(xiàn)故障不報(bào)的情況，這樣就應(yīng)該對(duì)10kV進(jìn)行間隔性的逐臺(tái)改造，改完之后，也就可以實(shí)現(xiàn)間隔性的遙測(cè)、遙信等測(cè)量，進(jìn)而促使信號(hào)更加穩(wěn)定和可靠。

6 110kV變電所新舊綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改造對(duì)比

6.1 通訊速度的對(duì)比

舊的系統(tǒng)首先是使用串口通信、各個(gè)綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置的串聯(lián)方式，之后對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，確保其與前置機(jī)通訊。因?yàn)榇诰哂幸粚?duì)多的特征，通訊的速度也受到限制，這樣就促使監(jiān)督控制的效果不夠理想。在新的系統(tǒng)中，綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置主要是利用交換機(jī)與前置機(jī)進(jìn)行直接的通訊，對(duì)中間包含的環(huán)節(jié)進(jìn)行去除，那么在進(jìn)行信號(hào)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控的時(shí)速度和反應(yīng)就比舊系統(tǒng)要快很多。此外，新系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)通訊要比原來(lái)串口通訊要快，通過(guò)改造之后的保護(hù)配置可以達(dá)到原來(lái)速度的10倍以上。

6.2 可靠性的對(duì)比

要想促使通訊中發(fā)生故障的時(shí)候，防止對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響，通過(guò)改造之后就對(duì)雙網(wǎng)的冗余結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新和增加，這樣如果某一點(diǎn)發(fā)生故障就可以及時(shí)準(zhǔn)確的將其切換到另外一段網(wǎng)絡(luò)上面開(kāi)展通訊工作。同時(shí)新系統(tǒng)采用的是A/B網(wǎng)進(jìn)行通訊，在A/B網(wǎng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)直接的切換到B/A網(wǎng)，這樣不僅不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行和操作造成影響，還會(huì)對(duì)供電的安全進(jìn)行提高。最后主控單位的前置機(jī)（2臺(tái)）應(yīng)該采用一個(gè)使用一個(gè)備用的模式，其中一臺(tái)發(fā)生故障的時(shí)候系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)的切換到另外一臺(tái)，促使可靠性得到很大程度的提高。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)上述的分析，在改造之后新系統(tǒng)和維修量和故障率不斷降低，存在很大的優(yōu)勢(shì)特征，同時(shí)隨著智能變電所的不斷發(fā)展和完善，改造后的綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)很大程度提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，也保證了系統(tǒng)在運(yùn)行中的可靠性。