新型變電站綜合自動(dòng)化改造策略的研究與應(yīng)用

徐倩

【摘 ?要】隨著信息時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)、通信、電子技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，國(guó)網(wǎng)電力系統(tǒng)正向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。變電站作為電力網(wǎng)中最重要的樞紐之一，能對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行綜合性調(diào)度，包括對(duì)運(yùn)行情況執(zhí)行測(cè)量、監(jiān)視、協(xié)調(diào)和控制等在內(nèi)。通過(guò)變電站綜合自動(dòng)化，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)共享，對(duì)變電站起到監(jiān)視和控制的作用。

【關(guān)鍵詞】新型變電站;綜合自動(dòng)化;改造策略

1變電站綜合自動(dòng)化改造概述

在我國(guó)，伴隨著智能電網(wǎng)理念的發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)也開(kāi)始將關(guān)注點(diǎn)集中在智能電網(wǎng)技術(shù)方面，其中，國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等也逐漸開(kāi)始了數(shù)字化變電站的研究工作。并且，相關(guān)研究學(xué)者對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了一系列研究。變電站自動(dòng)化改造工程項(xiàng)目是通訊技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全程管理的重要元素，需要在整合數(shù)字化變電站項(xiàng)目時(shí)，對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，充分肯定其產(chǎn)生的產(chǎn)業(yè)影響和社會(huì)價(jià)值。變電站從常規(guī)化變電站運(yùn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為綜合自動(dòng)化變電站將是社會(huì)發(fā)展的根本性趨勢(shì)。尤其是在一些綜合自動(dòng)化變電站中，要建立具體問(wèn)題具體分析的機(jī)制，有效整合實(shí)用性和成熟度，尋找更加有效且完善性較強(qiáng)的監(jiān)督管控措施。要想有效落實(shí)變電站綜合自動(dòng)化改造項(xiàng)目，就要對(duì)功能綜合化、分級(jí)分布式微機(jī)化等項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)籌性分析，并且有效整合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。要結(jié)合數(shù)字化測(cè)量和智能化運(yùn)行管理，全面且系統(tǒng)化的分析變電站綜合自動(dòng)化的特征。研究人員對(duì)強(qiáng)化防誤操作管理、事故處理應(yīng)急預(yù)案的編制等方面也提出了較為新穎的觀點(diǎn)，探析了完善變電站綜合自動(dòng)化運(yùn)行中的問(wèn)題與對(duì)策。我國(guó)智能變電站的發(fā)展階段，無(wú)論是行業(yè)運(yùn)行的規(guī)范性還是基本的運(yùn)行流程體系，都實(shí)現(xiàn)了全面優(yōu)化，運(yùn)行規(guī)范和作業(yè)流程都日益成熟。因此，在實(shí)際研究項(xiàng)目中，要有效闡釋智能變電站和常規(guī)變電站的區(qū)別，基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信息類型兩個(gè)方面分析智能變電站系統(tǒng)化常見(jiàn)的故障類型和處理方式。

2變電站綜合自動(dòng)化改造方案的選擇

變電站為整個(gè)城市提供電力來(lái)源，是工農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要保障。但是，當(dāng)前很多城市的變電站中的二次設(shè)備的使用壽命超過(guò)了十年，經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障。如果經(jīng)常的更換或維護(hù)一些二次設(shè)備的零件，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)營(yíng)都是一個(gè)很大的威脅。變電站無(wú)人值班是電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)大的趨勢(shì)。這就要求對(duì)變電站的各種信號(hào)實(shí)現(xiàn)“三遙”，即遙測(cè)、遙控、遙調(diào)?！叭b”對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)和二次設(shè)備的要求較高，如果穩(wěn)定性差，會(huì)對(duì)“三遙”的實(shí)現(xiàn)有很大的阻礙。變電站需要及時(shí)的更換一些落后的設(shè)備，保證監(jiān)控系統(tǒng)和二次設(shè)備能夠達(dá)到“三遙”的要求，更好地保證電網(wǎng)的正常運(yùn)營(yíng)。綜上所述，為了確保變電站的正常運(yùn)行，減少對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活的影響。對(duì)變電站進(jìn)行常規(guī)模式綜合自動(dòng)化改造勢(shì)在必行。根據(jù)目前監(jiān)控系統(tǒng)和二次設(shè)備狀況和發(fā)展的前景，制定兩個(gè)方案：方案一：智能化變電站改造。方案二：常規(guī)模式綜合自動(dòng)化變電站改造。

2.1技術(shù)方案選擇

為了選出性價(jià)比高且技術(shù)可靠的方案，將從安全方面、效能方面、成本方面三個(gè)方面對(duì)兩個(gè)方案進(jìn)行比較，從而選出最優(yōu)方案。

（1）安全方面比較

從安全運(yùn)行方面來(lái)考慮，兩種方案均可以運(yùn)用于變電站的改造中。方案一的智能化變電站的改造。一般用于新建的變電站中，它的安全穩(wěn)定性能較高。但是，本次改造用于舊的變電站，只改造二次設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)一次設(shè)備不改造。如果用方案一的話，可能面臨著改造時(shí)間較長(zhǎng)、工藝復(fù)雜程度高的困難，影響正常的生產(chǎn)和生活。現(xiàn)在多數(shù)變電站仍在運(yùn)用的是常規(guī)式的綜合自動(dòng)化改造。它具備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)且穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，而且不需要改造一次設(shè)備。經(jīng)比較，方案二適用于舊的變電站的改造。

（2）效能方面比較

二次設(shè)備的改造與輸電能力無(wú)關(guān)。方案一用的是光纜來(lái)傳輸信息，對(duì)電纜的需求量不大，但是它需要與一次設(shè)備連接，采用的是智能終端柜，代價(jià)比較高一些。此外在智能化改造過(guò)程中需要大規(guī)模的停電，而城市發(fā)展中有很多方面不允許大面積停電，造成的經(jīng)濟(jì)損失無(wú)法估計(jì)。方案二中用到的是控制電纜。雖然用量比較多，但是原有的一些電纜和裝置仍然能夠使用。因此從效能方面比較來(lái)看采用常規(guī)模式綜合自動(dòng)化變電站改造比較可行。

（3）成本方面比較

從表1可以看出方案一和方案二各方面的費(fèi)用。用智能化變電站模式相對(duì)于常規(guī)式的變電站模式一次性投資比較大。雖然在維護(hù)費(fèi)方面兩種方案差不多，但是智能變電站的維護(hù)比較困難一些，如果出現(xiàn)異常的話，需要設(shè)備廠家進(jìn)行處理。如果常規(guī)性的變電站發(fā)生異常時(shí)，只需要繼電維護(hù)人員就能處理，保證正常運(yùn)行。施工中發(fā)生停電造成的損失，方案一要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)方案二。綜上所述，方案一的總費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)方案二。方案二從成本方面更有優(yōu)勢(shì)。

2.2技術(shù)方案確定

本次變電站改造中對(duì)一次設(shè)備不予改造。常規(guī)模式綜合自動(dòng)化變電站的改造不僅具有安全性能高、效能優(yōu)，而且節(jié)省成本。方案二的使用已經(jīng)比較廣泛，具備了運(yùn)行成熟、施工時(shí)間短、停電損失少等優(yōu)點(diǎn)，所以方案二更適合變電站的改造。

3實(shí)例應(yīng)用分析

3.1試點(diǎn)變電站概況

以廣州供電局110kV林和變電站綜合自動(dòng)化改造項(xiàng)目為原屏改造試點(diǎn)案例，并將試點(diǎn)結(jié)果與常規(guī)改造結(jié)果對(duì)比分析。技改工程基本情況如下：110kV林和變電站地處廣州天河CBD核心地帶，客戶用電等級(jí)較高，10kV饋線停電協(xié)調(diào)較難。該變電站為戶內(nèi)敞開(kāi)式布置，配置主變?nèi)_(tái)，線路變壓器組接線，10kV側(cè)采用單母分段接線。該變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)一期（#1主變、#2主變）于2004年5月份投運(yùn)，二期（#3主變）于2005年12月份投運(yùn)，監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)和測(cè)控設(shè)備投入運(yùn)行年限時(shí)間較長(zhǎng)。本次技改擬將綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及全站保護(hù)全部更換，涉及間隔有3臺(tái)主變、饋線45回、電容器6臺(tái)、站用變2臺(tái)。

3.2成效分析

3.2.1單套設(shè)備停電改造時(shí)間對(duì)比

采用原屏改造方式，10kV饋線、電容器、站用變的停電改造時(shí)間約為4h，主變改造時(shí)間為5天。從供電可靠性角度考慮，用電客戶最為關(guān)心的10kV饋線停電改造改造時(shí)間從常規(guī)改造的13.5h降低至約4h，停電時(shí)間減少了70.4%;主變停電改造時(shí)間從常規(guī)改造的7天降低至5天，停電時(shí)間減少40.0%。由此可見(jiàn)，采用原屏改造技術(shù)，可以顯著減少用戶停電時(shí)間，提高供電可靠性。

3.2.2工程總耗時(shí)對(duì)比

采用常規(guī)改造方式的工程總耗時(shí)約為198天，而相同規(guī)模的原屏改造工程，總耗時(shí)僅為52天，改造工程縮短了約73.7%，由此可見(jiàn)，原屏改造技術(shù)有利于減少變電站技改工程時(shí)間跨度，從而緩解日益增長(zhǎng)的技改工程數(shù)量與班組有限的年技改能力之間的矛盾。

3.2.3工程經(jīng)濟(jì)成本對(duì)比

同等規(guī)模的技改工程，若采用常規(guī)改造方法，改造成本為578.92萬(wàn)元，而采用原屏改造方法，由于節(jié)省了大量新屏柜、開(kāi)關(guān)柜柜頭、電纜等費(fèi)用，改造經(jīng)濟(jì)成本僅為378.79萬(wàn)元。原屏改造方案與常規(guī)改造方案相比，經(jīng)濟(jì)成本減少了約34.6%。

4結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種新型變電站保護(hù)綜合自動(dòng)化改造策略—原屏改造。原屏改造技改策略采用“把座利舊”、“原屏配線”等方法，能顯著減少停電改造時(shí)間、縮短工程總耗時(shí)、降低改造成本和人工耗時(shí)，有效解決改造時(shí)間與停電窗口的矛盾，特別適用于重要用戶密集、供電可靠性要求高的城區(qū)變電站二次設(shè)備技改工程。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃劍君.220kV下雷變電站綜合自動(dòng)化技改研究與實(shí)踐[D].廣西大學(xué)，2016.

（作者單位：呼和浩特市電力勘察設(shè)計(jì)院有限公司）