110?kV變電站二次設備故障分析及其自動化系統(tǒng)研究

張德坤

[摘? ? 要]我國經(jīng)濟高速發(fā)展，進一步推動了電力行業(yè)的創(chuàng)新。當前為了進一步滿足社會生產(chǎn)生活對電力的需求，電力系統(tǒng)建設也成為了多方關注的重點，以提升供電質量為目的，變電站也在進行著管理模式以及系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)新。文章以110 kV變電站為實際案例，結合其二次設備常見故障以及日常設備的自動化管理系統(tǒng)進行論述，結合具體的施工內(nèi)容、施工計劃、安全注意事項以及技術體系應用重點進行針對性分析。可以為當前的110 kV變電站的日常運行和管理奠定理論和技術基礎。

[關鍵詞]110 kV變電站;二次設備故障;自動化系統(tǒng)

[中圖分類號]TM63;TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–0–02

Failure Analysis of Secondary Equipment in 110 kV?Substation and Research on Its Automation System

Zhang De-kun

[Abstract]The efficient development of my country's economic system has further promoted the innovation of the power industry. At present， in order to further meet the needs of society for production and life， the construction of power systems has also become the focus of many parties. For the purpose of improving the quality of power supply， substations are also under management Mode and system optimization and innovation. The article is based on the actual case of 110 kV substation， combined with its secondary common faults and the automatic management system of daily equipment. A targeted analysis is carried out based on the specific construction content， construction plan， safety precautions， and key technical system application. It is intended to lay a theoretical and technical foundation for the daily optimization and management of the current 110 kV substation through the article.

[Keywords]110 kV substation; secondary equipment failure; automation system

就當前的110 kV變電站發(fā)展情況來看，信息技術的參與進一步提升了變電站運行系統(tǒng)的智能化和自動化特點，不僅能夠實現(xiàn)變電站設備以及系統(tǒng)的微機保護和自動控制，還可以針對整體的輸配電線路和設備進行監(jiān)測。然而在實際應用的過程中，自動化系統(tǒng)以及二次設備也會存在故障情況，因此以提升變電站日常運維質量為目的，結合設備故障類型以及自動化系統(tǒng)的優(yōu)化展開分析，不僅是本文論述的重點，也是強化變電站管理穩(wěn)定性的關鍵研究課題。

1 二次設備技術體系及內(nèi)容分析

當前變電站的自動化系統(tǒng)主要是建立在現(xiàn)代化技術的基礎上，結合實際的變電站運行需求構建。包括信號處理技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術以及計算機技術，構建了遠程控制裝置、自動信號采集系統(tǒng)、檢測儀表、繼電保護裝置等二次設備。其主要功能在于實現(xiàn)輸變電網(wǎng)絡的監(jiān)測和邏輯判斷，同時也附帶通信系統(tǒng)、直流系統(tǒng)等，在實際的變電站設備運行過程中，可快速定位故障的發(fā)生節(jié)點。

隨著我國當前微機自動化裝置以及繼電保護設備的全面推廣，有了較強的可靠性。在進行變電站二次設備維護的過程中，原有的繼電保護和電網(wǎng)安裝全自動檢測系統(tǒng)，已經(jīng)無法滿足當前變電站的實際發(fā)展需求。因此，針對變電站落實一次設備狀態(tài)檢測以及維修體系的優(yōu)化，已經(jīng)成為了當前變電站發(fā)展的重點，各項子系統(tǒng)以及設備的不停電檢修也成為了可能。這其中也需要二次設備與一次設備之間具有緊密的聯(lián)系，通常來講二次設備的檢修工作需要在一次設備停電檢修時才可以落實，那么二次設備的性能優(yōu)化與一次設備本身也有直接的聯(lián)系，不僅要減少停電檢修導致的成本損失，也要進一步降低檢修成本和頻率，這樣才能夠提高二次設備自身的運行狀態(tài)，增強其可靠性和穩(wěn)定性。以此為目的進行變電站設備體系的增容改造，已經(jīng)成為了發(fā)展重點。

2 110 kV變電站增容改造案例分析

為了進一步提升文章論述的科學性和有效性，本文借助110 kV里湖變增容改造工程作為案例進行詳細分析。該工程的主變?nèi)萘繛?×50 MVA;電壓等級為110 kV、10 kV兩個電壓等級。

本次施工主要內(nèi)容為：10 kVII段母線停電與新建10 kVIII段母線停電連接時，同步完成相關低頻低壓減載、2號主變聯(lián)跳、10 kV備自投、10 kVII母線PT的二次回路接入及調試。

新增二次電纜回路接入10 kVII段母線高壓開關柜儀表室;34P低頻低壓減載屏：低頻低壓減載對10 kVII段各饋線開關整組傳動試驗（跳閘回路、閉鎖重合閘回路）。

37P10 kV電壓隔離并列屏：10 kVII段母線PT二次電壓回路接入37P10 kV電壓隔離并列屏，10 kVII段母線PT0952柜、10 kV分段980開關柜、3P1號2號消弧線圈中心屏、23P2號主變測控屏、25P2號主變保護屏、28P電度表屏、31P公用測控屏原二次電壓回路拆除，轉接至37P10 kV電壓隔離并列屏。轉接后的10 kVII段母線PT0952柜、10 kV分段980開關柜、3P1號2號消弧線圈中心屏、23P2號主變測控屏、25P2號主變保護屏、28P電度表屏、31P公用測控屏二次電壓回路（保護、計量、測控等）檢查、核相、測量。

25P2號主變保護屏：2號主變保護聯(lián)跳分段910開關的二次回路接入及整組傳動試驗。

10 kV備自投裝置（安裝在980開關柜儀表室）：2號主變和3號主變的10 kV備自投回路檢查接入及整組傳動試驗。

3 二次設備故障問題分析

從變電站的日常運行系統(tǒng)結構角度來講，二次回路和保護裝置都是二次設備中的重要組成部分，這其中微機保護裝置是提供動態(tài)檢測的核心，另外大部分的二次回路，由較多的電纜以及繼電器組成，整體結構較為分散，因此在線監(jiān)測系統(tǒng)的繼電器觸點以及回路接線狀況可能無法進行準確的測量，同時檢測成本較高，在實際的二次回路維修以及檢測期間，需要建立在設備自身管理因素的基礎上進行綜合控制，例如設備驗收、離線監(jiān)測資料等情況，同時也要和在線監(jiān)測結合起來。

由于大部分變電站的二次設備利用了大量的微電子元件以及高集成電路，在日常運行過程中十分容易受到電磁干擾，這將直接引發(fā)二次設備的故障問題，會出現(xiàn)信號失真以及自動裝置異常情況，嚴重者會直接損壞元件。因此在進行檢測的過程中，要減少電磁波檢測設備的使用幾率，維持良好的電磁環(huán)境。

從技術角度以及經(jīng)濟角度來講，變電站的二次設備在狀態(tài)監(jiān)測的過程中，若出現(xiàn)電源失控或者控制回路斷線等情況，必須要配合遠方報警體系打造完善的故障維護系統(tǒng)，能夠將回路故障信號進行控制，在保護回路的過程中也能夠通過單獨的熔斷器進行遠方警報。這就需要整體的控制系統(tǒng)，具有自動化特點，重合閘裝置必須要能夠自主的進行投退，實際操作之后通過遙控進行核查并能夠實現(xiàn)回路的重新啟動。針對二次保險熔斷報警以及直流回路絕緣檢測來講，必須要結合當前的系統(tǒng)自診技術進行優(yōu)化分析，這樣才可以為保護裝置的正常運行奠定基礎。

4 110 kV變電站二次設備故障及自動化系統(tǒng)優(yōu)化分析

4.1 構建良好的信息傳輸通道

為了進一步提升變電站數(shù)據(jù)通信的可靠性和真實性，就必須要強化數(shù)據(jù)傳輸通道的運行穩(wěn)定性，那么就需要利用數(shù)據(jù)傳輸實時規(guī)約實現(xiàn)通信方式的優(yōu)化，通常來講，在自動切換的過程中可以利用網(wǎng)絡與常規(guī)串行兩種通訊方式進行切換，能夠進一步增強信息傳輸?shù)囊恢滦院臀ㄒ恍裕瑫r還要提升光纖通信網(wǎng)絡的自愈能力，可以借助新型通信規(guī)約的大傳輸量以及實時性特點，解決傳輸系統(tǒng)的瓶頸問題。另外在日常運行管理的過程中，在注重遙感和遙信的自動化服務的同時，要進一步強化對遙信量的關注，尤其是針對無人員值班的環(huán)境下，要提升監(jiān)控系統(tǒng)自身的運行穩(wěn)定性，這樣能夠實現(xiàn)信息的全面?zhèn)鬏敽捅O(jiān)管。

4.2 打造立體化的監(jiān)管系統(tǒng)

自動化運行系統(tǒng)的主要優(yōu)勢是能夠代替人工工作，實現(xiàn)對整體變電站設備的性能監(jiān)控和故障定位。因此變電站需要打造立體化的監(jiān)管系統(tǒng)，并且結合二次設備的實際情況制定針對性的子系統(tǒng)，例如安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)應當與管理事件記錄，防火防盜等智能功能結合起來，能夠打造穩(wěn)定的運行環(huán)境。安全防盜系統(tǒng)要結合攝像機、紅外線對射設備以及高分貝聲光告警系統(tǒng)進行優(yōu)化，要提升控制單元以及數(shù)據(jù)采集的有效性，主要應用在圍墻以及高性能設備領域，同時要實現(xiàn)圖像的遠傳壓縮、記錄、警告以及和消防主機之間的互聯(lián)。這樣能夠實現(xiàn)遠程人員操控和信息可視化管理。

4.3 強化增容改造技術體系的應用有效性

（1）針對電纜接線來講，電纜接線前應進行芯線整理，首先將每根電纜的芯線單獨分開，將每根芯線拉直，然后根據(jù)每根電纜在端子排的接線位置進行并攏綁扎。接線時可根據(jù)已接入位置進行二次綁扎，芯線扎帶綁扎要求間距一致。每根電纜芯線宜單獨成束綁扎。

接線應有組織、有計劃逐個系統(tǒng)進行。電纜芯線兩端編號必須核對正確，當電纜一端接好，再接另一端時要進行對線并確保線芯無誤。接線前應考慮好整個屏柜（端子箱）內(nèi)電纜的走向。端子排接線應嚴格按設計圖紙進行，不能隨意更改，如有疑問應及時向技術人員確認。芯線水平地從線芯后部引向端子排，并彎成一個半圓弧，大小要美觀一致，接線應牢靠。

（2）對于螺栓式端子，要將剝除護套的芯線彎圈，彎圈的方向為順時針，彎制線頭的內(nèi)徑與緊固螺絲外徑應相吻合，其彎曲的方向應與螺栓緊固的方向一致。對于多股軟銅芯線，要壓接線鼻子才能接入端子，采用線鼻子應與芯線的規(guī)格、端子的接線方式及端子螺栓規(guī)格相配。對插入式端子，可直接將剝除護套的芯線插入端子，并緊固螺栓，注意剝除芯線外護套長度要與接入端子的深度一致。導線與端子接觸良好，端子螺絲緊固，每一端子一側最多接兩根線芯且導線截面應一致。

（3）引入屏、端子箱內(nèi)的電纜及線芯應排列整齊，編號清晰、避免交叉、固定牢固，并應分別成束，分開排列;接線時盡量使線芯彎度一致、平整、美觀。線管號的規(guī)格應和芯線的規(guī)格相配，線管號裁切長度一致，字體大小一致，線號的內(nèi)容應包括回路編號和電纜編號。

每條電纜的備用芯要高出端子排最上端位置，預留長度剪成統(tǒng)一，每根電纜單獨布置。備用芯端頭宜包上自粘絕緣帶。每塊屏、端子箱接線完畢，對照端子排接線圖檢查接線是否正確，使用兆歐表檢查二次回路絕緣電阻是否符合規(guī)范，每一個二次回路絕緣電阻不小于1 M?，小母線絕緣電阻不小于10 M?。接完線后，應全面清掃干凈線頭雜物，屏柜及端子箱下部電纜孔洞均應用耐火材料嚴密封堵。

5 結束語

綜上所述，針對當前的變電站運行情況來講，進一步提升二次設備故障診斷的質量，利用信息化技術打造自動化系統(tǒng)，不僅能夠實現(xiàn)二次設備自身性能的維護，也可以強化變電站系統(tǒng)整體的運行穩(wěn)定性。對于增強變電站的運營效率、降低成本、提升管控力度有極強的促進作用，在此基礎上需要打造完善的通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及技術體系，這樣才能夠維持二次設備原有的性能，實現(xiàn)變電站的自動化和智能化管理。

參考文獻

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