秦皇島港110KV2#站繼電保護及綜合自動化系統(tǒng)改造

張斌

摘要：秦皇島港110KV2#變電站建于上世紀(jì)八十年代，隨著設(shè)備長期運行，部分綜保裝置二次元件及線路出現(xiàn)老化。通過采用繼電保護及綜合自動化系統(tǒng)替代原變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化變電站二次接線。通過變電站綜合自動化保護系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息、數(shù)據(jù)共享，完成對變電站設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)。

關(guān)鍵詞：繼電保護及綜合自動化;變壓器保護屏

本次改造內(nèi)容是以原變電站一次設(shè)備為基礎(chǔ)，對綜合自動化保護設(shè)備重新進行選型，采用施耐德同型號高版本繼電保護裝置及綜合自動化系統(tǒng)取代原綜合自動化保護系統(tǒng)，并根據(jù)新設(shè)備特點對相關(guān)二次線路重新設(shè)計改造，延長變電站整套設(shè)備的使用壽命。

一、立項背景

秦皇島港110KV2#變電站內(nèi)的所有繼電保護裝置均為2003年安裝并投入運行的施耐德產(chǎn)品，目前屬于超設(shè)計年限運行，存在安全問題：

（一）由于設(shè)備長期不間斷帶電運行，內(nèi)部電子元件逐漸老化，端子出現(xiàn)松動、過熱發(fā)黑現(xiàn)象，繼電器出現(xiàn)線圈拒動，觸點粘連問題。在近幾年的繼電保護裝置試驗過程中，發(fā)現(xiàn)部分保護裝置出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移，動作靈敏度下降的情況。

（二）該站變壓器保護屏在設(shè)計時存在嚴重缺陷，沒有按規(guī)程規(guī)定將兩臺主變的保護分屏安裝，而是安裝在了同一面屏內(nèi)，這種安裝模式存在極大地安全隱患，當(dāng)一臺主變維修調(diào)試時，由于兩臺主變保護安裝于同一屏內(nèi)，二次線路和設(shè)備混雜，極易發(fā)生觸電危險，也容易造成對另一臺運行變壓器的誤操作，造成全站停電。

隨著運行時間的增長，上述問題變得更加嚴重。一旦出現(xiàn)因保護拒動無法正確及時的切除故障，形成事故，必將影響該站的供電，造成不必要的損失。

二、 技術(shù)方案

（一）改造內(nèi)容包括：

1、拆除原中控室內(nèi)的保護屏（3面）和屏內(nèi)的所有裝置（包括變壓器主保護、后備保護、遙控遙信裝置、油溫顯示裝置、檔位顯示裝置等），重新配置組屏，新屏共設(shè)計3面。

2、更新變壓器主保護裝置，高壓側(cè)后備保護裝置，保留原有保護裝置的控制、信號等二次電纜。

3、更新6KV進線低后備保護裝置、所有6KV出線保護裝置（包括出線柜、電容柜、消弧線圈柜等）和6KV分段保護裝置、電流電壓采集裝置，柜內(nèi)其它設(shè)備如指示燈，分合閘按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、二次線路等全部保留。

4、更新所有的公用測控裝置（包括110KV設(shè)備、主變壓器及其他設(shè)備的遙測、遙信、遙控裝置，電流、電壓的采集裝置等）。

5、更新原保護屏內(nèi)的其他裝置，包括油溫及繞組溫度顯示裝置，檔位顯示裝置，調(diào)壓控制裝置等。

6、更新站內(nèi)的通訊裝置和后臺監(jiān)控系統(tǒng)（包括通訊管理機，網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)施，后臺監(jiān)控計算機和監(jiān)控系統(tǒng)軟件等），新的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了全站的遙控、遙信、遙調(diào)和運行數(shù)據(jù)監(jiān)測，并實現(xiàn)與電力公司調(diào)度的遠程通訊。

7、系統(tǒng)調(diào)試

（1）通訊組網(wǎng)調(diào)試：包括通訊網(wǎng)絡(luò)重新構(gòu)建，及通訊設(shè)備安裝調(diào)試。（2）數(shù)據(jù)庫組態(tài)調(diào)試：包括新增設(shè)備數(shù)據(jù)點擴展及數(shù)據(jù)測試。（3）系統(tǒng)圖形畫面重新組態(tài)。（4）報表重新組態(tài)：修改原來的報表文件，符合變電所運行要求。（5）事件報警重新組態(tài)：修改事件報警數(shù)據(jù)庫。（6）CDT轉(zhuǎn)發(fā)程序重新組態(tài)：與調(diào)度端上傳數(shù)據(jù)的組態(tài)及測試。g.系統(tǒng)硬件及軟件整體調(diào)試等。

（二）原繼電保護及綜合自動化系統(tǒng)狀況

110KV2#變電站一次主接線為：110KV采用內(nèi)橋接線， 6KV為單母線分段接線。秦港110KV2#變電站為兩臺主變壓器，電壓等級為110KV/6.3kV;110KV為兩路進線，一個內(nèi)橋開關(guān);6KV為兩路進線，27路出線，1個分段開關(guān)，2個電容器出線開關(guān)、2臺所用變（不設(shè)保護）。

110KV2#站原繼電保護及綜合自動化系由監(jiān)控系統(tǒng)軟件、監(jiān)控主機、UPS、打印機、音響、前置機及軟件、鍵盤、鼠標(biāo)、通訊接口轉(zhuǎn)換箱、NPORT5610、交換機、自動化智能裝置（主要由保護裝置、測控裝置、電度表、消諧裝置、直流屏）等組成。

（三）新系統(tǒng)初步設(shè)計思路

保留原有系統(tǒng)的基本功能的基礎(chǔ)上，全面覆蓋站內(nèi)全部設(shè)備。對原系統(tǒng)的冗余、重復(fù)功能及設(shè)備進行精簡。實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、運行監(jiān)視、調(diào)度通信、統(tǒng)計計算、實時響應(yīng)、多操作方式、事故報警等功能，實現(xiàn)變電站繼電保護裝置及綜合自動化裝置達到國際先進化標(biāo)準(zhǔn)。

為了確保監(jiān)控系統(tǒng)安裝施工的順利進行，并實現(xiàn)工程質(zhì)量目標(biāo)，需在施工入場前提前計劃如下工作：

1、搭建新的監(jiān)控系統(tǒng)及工作電源。2、辦理現(xiàn)場作業(yè)票，做好安全防護措施。3、跟據(jù)工程進度，計劃停電，驗證改造后的系統(tǒng)功能。4、設(shè)計保護屏柜電氣二次原理圖及接線圖。

（四）工作步驟：

1、搭建臨時新系統(tǒng)，立臨時屏柜。2、更換I段6KV保護裝置及儀表，校驗調(diào)試。3、移接1#主變及測控單元接線;校驗調(diào)試。4、移接2#主變及測控單元接線;校驗調(diào)試。5、更換II 段6KV保護裝置及儀表;校驗調(diào)試。6、歸正 2#主變屏及測控屏接線，校驗。7、歸正 2#主變屏及測控屏接線，校驗。8、新監(jiān)控系統(tǒng)整體校驗、調(diào)試。9、拆除原監(jiān)控系統(tǒng);運行新系統(tǒng)。10、收尾驗收，結(jié)束工作。

（五）施工措施及流程規(guī)范

1、停電，安全檢查。辦好施工手續(xù)，和進行安全文明教育后進場施工。

停電，確定安全施工條件，做好安全措施，確保設(shè)備安全不帶電，保證人員作業(yè)安全。

2、 6kV系統(tǒng)保護更換流程;儀表更換流程;

做好帶電部分與非帶電部分的隔離，警醒措施，防止誤入，誤碰帶電間隔。在確認設(shè)備不帶電后，按照施工要求，備份原保護裝置數(shù)據(jù)后，拆除舊保護，安裝新保護，按照備份數(shù)據(jù)初始化新安裝的保護，恢復(fù)通訊。

在確認設(shè)備不帶電，按照施工要求，記錄原儀表設(shè)置的參數(shù)后，拆除舊儀表，安裝新儀表，并改正接新舊儀表接線不一致的情況。按照原儀表參數(shù)設(shè)置，初始化新安裝的儀表，恢復(fù)通訊。

3、1#，2#主變屏更換流程;公共測控屏更換流程;

做好帶電部分與非帶電部分的隔離，警醒措施，防止誤入，誤碰帶電間隔。識別，對比圖紙與實際情況，做到心中有數(shù)。按照施工要求，備份相關(guān)原保護裝置數(shù)據(jù)，并記錄原其他設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。規(guī)范拆線，移線，接線;不誤觸運行設(shè)備接線，防止?fàn)縿?，拉扯二次電纜誤動設(shè)備。移接線后，上電，按原參數(shù)設(shè)置，恢復(fù)通訊。

4、調(diào)試安排

管理機通訊調(diào)試及試驗。設(shè)備上電后根據(jù)圖紙及通訊布線情況，檢查通訊工程配置，動態(tài)觀察試際運行數(shù)據(jù)，核對現(xiàn)場運行狀態(tài)。完全正確后進行遙信、遙控驗證，遙測量核對。

調(diào)試驗證保證措施：（1）設(shè)備停電。（2）其他正常設(shè)備轉(zhuǎn)換至就地控制。（3）必要時停止重要負載回路通訊，斷開通訊線的物理連接。（4）做好防誤錯誤和誤動預(yù)案。

逐一回路進行驗證。對有錯誤的接線、程序進行修改，保證遙信、遙控、遙測、遙調(diào)量合格率 100%。全部驗證完，結(jié)束工作。

三、應(yīng)用情況

改造后的繼電保護及綜合自動化系統(tǒng)通過測控單元和通信網(wǎng)絡(luò)采集有關(guān)信息，并對其進行必要的處理，實時更新數(shù)據(jù)庫，為系統(tǒng)實現(xiàn)其它功能提供必要的運行信息， 對于110kV2#變電站來說，繼電保護及綜合自動化系統(tǒng)的改造達到了用國際先進的控制方式，解決原有的系統(tǒng)老化、運行可靠性的問題。項目改造投產(chǎn)至今，110KV2#站供電事故率為零、設(shè)備完好率為100%，供電可靠性得到了極大提升，取得了良好的應(yīng)用成果。

參考文獻：

[1]變電所綜合自動化系統(tǒng)的配置及應(yīng)用[J]. 曹光. ?華東電力. 2006（12）.

[2]110kV城區(qū)變電所綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計[J]. 張云莉. ?西北電力技術(shù). 2004（03）.

[3]數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)[J]. 朱子坤. ?西北水電. 2005（03）.