110kV常規(guī)變電站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)研究

蔡樂

摘 要：針對(duì)110kV常規(guī)變電站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，探討了110kV常規(guī)變電站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)方案。結(jié)合這些內(nèi)容，研究110kV常規(guī)變電站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)原則。最后總結(jié)110kV常規(guī)變電站設(shè)備配置，內(nèi)容有：主變保護(hù)、110kV進(jìn)線保護(hù)、35kV/10kV線路保護(hù)、10kV接地變線路保護(hù)、10kV電容器組出線和電容器組保護(hù)等。希望通過對(duì)這些內(nèi)容的分析，能夠?yàn)?10kV常規(guī)變電站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：110kV常規(guī)變電站；自動(dòng)haul改造設(shè)計(jì)；改造設(shè)計(jì)原則

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）21-0137-02

1 引 言

當(dāng)前我國電力系統(tǒng)當(dāng)中，110kV變電站數(shù)量不斷增多，其在電網(wǎng)當(dāng)中具有至關(guān)重要的作用。110kV變電站出線比較多，操作起來也相對(duì)頻繁。這種情況下，能夠提升運(yùn)行的可靠性，同時(shí)也能夠提升自動(dòng)化水平，能夠有效減少誤操作現(xiàn)象。

2 110kV常規(guī)變電站設(shè)備配置

2.1 主變保護(hù)

實(shí)施主變保護(hù)，主要是按照雙主雙后的原則進(jìn)行配置。其中差動(dòng)保護(hù)，針對(duì)變壓器的繞組、套管和引出線的故障，需要設(shè)置兩套不同類型的跳變壓器各側(cè)斷路器。主要配置原則是兩套差動(dòng)，其中后備保護(hù)可以共同合用一組電流互感器。瓦斯保護(hù)主變需要設(shè)置本體以及有載調(diào)壓瓦斯保護(hù)，而重瓦斯動(dòng)作瞬時(shí)跳變壓器的不同側(cè)斷路器。其中輕瓦斯動(dòng)作僅發(fā)送信號(hào)。保護(hù)裝置閉鎖35kV橋開關(guān)自投。在110kV側(cè)可以設(shè)置三項(xiàng)式的電壓閉鎖過電流保護(hù)，而保護(hù)動(dòng)作延時(shí)跳變不同側(cè)斷路器。在35kV側(cè)可以設(shè)置三項(xiàng)式復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)，其中保護(hù)動(dòng)作延時(shí)跳的一側(cè)斷路器，將35kV分段開關(guān)閉鎖自投。10kV側(cè)配置三項(xiàng)式復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)，而對(duì)于保護(hù)動(dòng)作而言，可以延時(shí)跳本側(cè)的斷路器，并且同時(shí)將10kV分段開關(guān)進(jìn)行自投[1]。

2.2 110kV進(jìn)線保護(hù)

110kV分段斷路器設(shè)置復(fù)合電壓閉鎖的過電流充電保護(hù)，其中斷路器需要合入時(shí)，將充電保護(hù)開放，發(fā)生合入故障，對(duì)于復(fù)合電壓閉鎖過流則分別經(jīng)過延時(shí)跳閘。此時(shí)斷路器合入，充電保護(hù)則會(huì)自動(dòng)退出，這種情況下的保護(hù)裝置還需要過流充電保護(hù)能力。

2.3 35kV/10kV線路保護(hù)

對(duì)于35kV和10kV線路而言，可以為其設(shè)置三相時(shí)限電流速斷保護(hù)，也可以設(shè)置三相過電流保護(hù)裝置，對(duì)于保護(hù)動(dòng)作而言，延時(shí)跳10kV出線斷路器，擁有三相一次重合閘，同時(shí)還具備加速功能。在外部低周、低壓減載位置，動(dòng)作閉鎖線路重合閘，此時(shí)的重合閘能夠投切。這種情況下的保護(hù)裝置還需要具備較強(qiáng)的零序過流保護(hù)能力。

2.4 10kV接地變線路保護(hù)

對(duì)于10kV接地變線路保護(hù)裝置而言，其功能主要是以10kV線路為準(zhǔn)，做出相應(yīng)配置，也可以設(shè)置三相電流速斷保護(hù)以及三相定時(shí)限過電流保護(hù)。對(duì)于保護(hù)裝置而言，保護(hù)動(dòng)作跳10kV出線斷路器，擁有三相一次重合閘，同時(shí)也有后加速功能，外部低頻。而對(duì)于低壓減載動(dòng)作而言，閉鎖線重合閘，可以投切重合閘。對(duì)于保護(hù)裝置來說，還要擁有一定的零序過流保護(hù)能力[2]。

2.5 10kV電容器組出線和電容器組保護(hù)

10kV電容器組出線或者電容器組設(shè)置一定的反映相間故障的三段式相間電流保護(hù)，過電壓、低電壓、方電線圈開口位置有三角零序過電壓保護(hù)，該保護(hù)延時(shí)跳10kV電容器出線斷路器。在電容器組當(dāng)中，當(dāng)其進(jìn)行自動(dòng)投切過程時(shí)，不會(huì)向外發(fā)報(bào)警信號(hào)。在電容器的組內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的熔絲保護(hù)，對(duì)于保護(hù)裝置而言，同樣應(yīng)當(dāng)擁有零序過流保護(hù)能力[3]。

3 110kV常規(guī)變電站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)原則

110kV變電站自動(dòng)化改造需要實(shí)現(xiàn)無人值班目標(biāo)，技術(shù)人員主要采用分層分布綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)變電站進(jìn)行控制、保護(hù)和測量、數(shù)據(jù)采集等。

（1）在110kV常規(guī)變電站當(dāng)中，主變壓器主要使用的是有載調(diào)壓、低損耗三相電力變壓器，通過這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)、遠(yuǎn)程和就地調(diào)壓，其中中性點(diǎn)應(yīng)當(dāng)具備就地或者遠(yuǎn)控分合功能。在變電站當(dāng)中，主接線要足夠可靠、方便操作，維修起來也較為容易，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控以及投資經(jīng)濟(jì)等的需求。

（2）在變電站當(dāng)中，要求開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)無油化，同時(shí)還可以使用彈簧等儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，操作電源可以使用交流電源。對(duì)于不用斷路器和刀閘等，需要具備反分合位置的輔助觸點(diǎn)，若使用SF6斷路器，一定要裝設(shè)反映氣體壓力傳感器。

（3）對(duì)于變電站來說，可以配置相應(yīng)的電源，也可以在35kV側(cè)以及10kV側(cè)共同設(shè)置變壓器，兩路電源需要具備一定的自動(dòng)切換裝置。其中的直流電源一定要確保擁有較為可靠、體系小、占用屏位少，可以在交流失電后，持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行2h以上的系統(tǒng)[4]。

（4）對(duì)變電站各類的信息進(jìn)行采集，遙測量主要包含不同類型的電壓等級(jí)母線的相電壓、線電壓等，包括站用變低壓側(cè)電壓，直流母線電壓、主變壓器的各側(cè)、線路、電容器的電流等。其中遙信量中有變電站當(dāng)中的全部斷路器，還包含隔離開關(guān)和主變分接頭位置信號(hào)，不同保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等。對(duì)于搖信量而言，在保障事故定位的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行一定方式的合并。其中遙控量中包含變電站當(dāng)中的所有斷路器以及主變中性點(diǎn)接地刀閘，搖調(diào)量中包含變電壓有載調(diào)壓。

（5）保護(hù)裝置主要使用的是微機(jī)保護(hù)，保護(hù)跳閘命令，直接對(duì)斷路器跳閘線圈進(jìn)行應(yīng)用，不同保護(hù)裝置較為獨(dú)立，而獨(dú)立直流電源供電可以直接完成保護(hù)功能。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)退出之后，保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立工作，保護(hù)主要使用TA和測量用TA之間相互獨(dú)立。保護(hù)裝置邏輯判斷回路所需的開關(guān)不能和其他的回路之間相互混合，可以設(shè)置充足的通信接口，通信主要借助站內(nèi)通信網(wǎng)，逐漸向著監(jiān)控系統(tǒng)傳送。保護(hù)動(dòng)作應(yīng)當(dāng)擁有保持信號(hào)，借助遠(yuǎn)方或者就地動(dòng)手方式進(jìn)行復(fù)歸，而就地需要擁有保護(hù)定值修改功能，并且還需適當(dāng)?shù)谋Ａ暨h(yuǎn)方修改定值能效，但需依權(quán)限設(shè)置密碼。保護(hù)應(yīng)當(dāng)具備一定的自檢功能，若裝置發(fā)生故障，或者發(fā)生異常，則可以進(jìn)行閉鎖保護(hù)，并且向外發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

4 110kV常規(guī)變電站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)方案

對(duì)于變電站而言，一次設(shè)備大多是使用油斷路器，其缺乏一定的可靠性，因此改用六氟化流斷路器，從而可以適當(dāng)?shù)脑黾涌煽啃浴?10kV油斷路器中35kV、10kV少油開關(guān)可以改為真空斷路器。在主變壓器的中性點(diǎn)隔離開關(guān)是通過手動(dòng)操作方式進(jìn)行的。對(duì)變電站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)和分布式通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組建。其中35kV和10kV線路開關(guān)，主要使用的是微機(jī)保護(hù)方式[5]。對(duì)主變壓器溫度測量回路進(jìn)行改造，能夠有效適應(yīng)測溫的需要。對(duì)站內(nèi)舊式電能表進(jìn)行更換，使用智能電表，電能表主要是借助電度表電能采集裝置上傳到綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和地調(diào)。對(duì)站內(nèi)直流系統(tǒng)進(jìn)行更換，將其改變?yōu)楦哳l開關(guān)電源，配有通信485接口，從而促使微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)接口通信得以實(shí)現(xiàn)，使用免維護(hù)鉛酸蓄電池，對(duì)站用電系統(tǒng)進(jìn)行改造。

5 結(jié)束語

110kV變電站自動(dòng)化改造，能夠在一定程度上提升變電站的安全性與可靠性，能夠有效降低運(yùn)維成本，技術(shù)方案選擇和外設(shè)、回路接口、現(xiàn)場實(shí)際請(qǐng)款之間存在密切聯(lián)系。因此需要對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行充分應(yīng)用，從而進(jìn)一步滿足發(fā)展需要。當(dāng)前，電網(wǎng)自動(dòng)化以及變電站自動(dòng)化均得到迅速發(fā)展，因此110kV變電站自動(dòng)化已經(jīng)是電網(wǎng)建設(shè)中最為重要的內(nèi)容之一。

參考文獻(xiàn)

[1]杜 偉.110kV變電站綜自改造現(xiàn)狀及存在問題研究[J].機(jī)電信息，2013（09）：33～34.

[2]張志斌.淺析110kV無人值班變電站綜合自動(dòng)化的改造[J].科技與企業(yè)，2012（23）：118～119.

[3]許欣宇.110kV變電站的綜合自動(dòng)化技術(shù)改造[J].科技風(fēng)，2012（18）：39.

[4]張穎耀.110kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造的研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013（07）：310～311.

[5]張作煜.工廠110kV變電站綜合自動(dòng)化改造分析與設(shè)計(jì)[J].水泥工程，2014（01）：70～72.

收稿日期：2018-6-6

作者簡介：蔡 樂（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事電氣自動(dòng)化安裝、檢修、維護(hù)方面工作。