500 kV 地下變電站主變壓器擴(kuò)容工程新老設(shè)備銜接工作難點(diǎn)分析

秦佳鳴，李 迅

（國(guó)網(wǎng)上海市電力公司超高壓分公司，上海 200063）

500 kV 靜安地下變電站（以下簡(jiǎn)稱“靜安站”）于2010 年投運(yùn)，是上海中心城區(qū)多座220 kV變電站的上級(jí)電源。為滿足上海城市規(guī)劃，提升供電能力，提高用電穩(wěn)定性，靜安站于2020 年啟動(dòng)一組500 kV 3 號(hào)主變壓器、一臺(tái)220 kV 6 號(hào)主變壓器擴(kuò)容工程，并于2022 年12 月17 日正式投運(yùn)。本期擴(kuò)建工程包括相關(guān)一、二次保護(hù)安裝接入，自動(dòng)化系統(tǒng)改造升級(jí)，水冷系統(tǒng)擴(kuò)展等。由于靜安站擴(kuò)建前已投運(yùn)2 組500 kV 主變壓器、2 臺(tái)220 kV 主變壓器及相關(guān)出線，相關(guān)回路均正常運(yùn)行，因此新設(shè)備接入必須保證在運(yùn)設(shè)備的安全，這給本次擴(kuò)建工程增加了很大的難度。為此需明確新老回路銜接工作中的注意事項(xiàng)，以此保證在老設(shè)備安全運(yùn)行的情況下實(shí)現(xiàn)新設(shè)備的接入。

1 自動(dòng)化系統(tǒng)改造注意事項(xiàng)

靜安站擴(kuò)建后的監(jiān)控系統(tǒng)由南瑞科技NS2000 監(jiān)控后臺(tái)改造為NS5000，本次擴(kuò)建工程總共新增21 臺(tái)測(cè)控裝置，新增2 臺(tái)南瑞科技NSS201 遠(yuǎn)動(dòng)裝置。

1.1 自動(dòng)化系統(tǒng)改造難點(diǎn)

靜安站部分一期設(shè)備通過西門子SAT 測(cè)控裝置傳輸至西門子AK 遠(yuǎn)動(dòng)裝置。本期在保留AK 遠(yuǎn)動(dòng)裝置的前提下新增南瑞科技NSS201 遠(yuǎn)動(dòng)裝置，在驗(yàn)證新老遠(yuǎn)動(dòng)裝置數(shù)據(jù)正確性時(shí)需保證遠(yuǎn)動(dòng)裝置不中斷不出錯(cuò)，不影響設(shè)備與調(diào)度/中心站信息傳輸。

靜安站在上海電網(wǎng)中的地位很重要，停電施工困難，只能在運(yùn)行中進(jìn)行改造。這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工組織和安全控制提出很高的要求［1］，需保證新自動(dòng)化系統(tǒng)能正確控制、反饋老設(shè)備工況。在新自動(dòng)化驗(yàn)收遙控點(diǎn)位時(shí)需防止遙控點(diǎn)位與實(shí)際點(diǎn)位對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤，導(dǎo)致誤遙控到非試驗(yàn)倉(cāng)位造成誤動(dòng)作。

1.2 自動(dòng)化改造安全措施

1.2.1 改造措施

通過逐臺(tái)驗(yàn)收設(shè)備的方式保證新設(shè)備的正確性。針對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置進(jìn)行改造，改造時(shí)保留西門子AK 遠(yuǎn)動(dòng)裝置及原調(diào)度通道，通過A，B 網(wǎng)級(jí)聯(lián)的方式連接新老站控層，新遠(yuǎn)動(dòng)裝置逐臺(tái)安裝驗(yàn)收。針對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)改造，為保證后臺(tái)數(shù)據(jù)的正確性，先將后臺(tái)改造為NS5000，數(shù)據(jù)庫(kù)從原后臺(tái)備份直接升級(jí)，新后臺(tái)與老后臺(tái)逐一核對(duì)并驗(yàn)收。改造后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖1。

1.2.2 運(yùn)維措施

運(yùn)維人員在驗(yàn)收自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，通過切換近遠(yuǎn)控把手通斷遙控回路硬節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)物理隔離，防止運(yùn)行設(shè)備誤出口，有效隔離試驗(yàn)設(shè)備和運(yùn)行設(shè)備。全站測(cè)控把手需切換至就地，保測(cè)一體設(shè)備的近遠(yuǎn)控把手需切到近控。

在實(shí)際遙控備倉(cāng)試驗(yàn)期間，將全站除受控開關(guān)所在測(cè)控以外的測(cè)控近遠(yuǎn)控把手均切至近控位置（測(cè)控裝近遠(yuǎn)控把手切換至近控不影響保護(hù)跳閘功能），僅保留受控開關(guān)所在測(cè)控在遠(yuǎn)控位置，保測(cè)一體的非試驗(yàn)倉(cāng)位近遠(yuǎn)控把手需切到近控。通過以上方式保證試驗(yàn)正確性和運(yùn)行設(shè)備的安全。

2 水冷系統(tǒng)接入注意事項(xiàng)

作為全地下變電站，靜安站500 kV 變壓器、220 kV 變壓器、66 kV 電抗器均采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷的冷卻方式［2］，即通過內(nèi)循環(huán)水將注油設(shè)備的熱量帶走，升溫的循環(huán)水進(jìn)入站內(nèi)各區(qū)戶內(nèi)閉式冷卻塔進(jìn)行降溫，冷卻后的內(nèi)循環(huán)水再通過循環(huán)水泵重新回到注油設(shè)備區(qū)域進(jìn)行降溫。當(dāng)變壓器冷卻器全停時(shí)，變壓器溫度將迅速上升，此時(shí)若不能及時(shí)將變壓器退出運(yùn)行，將會(huì)造成變壓器絕緣嚴(yán)重?fù)p壞，甚至完全擊穿，導(dǎo)致變壓器故障，影響變電站甚至電網(wǎng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行［3］。

靜安站3 區(qū)水冷系統(tǒng)在一期工程內(nèi)已為新擴(kuò)建3 號(hào)主變壓器預(yù)留。擴(kuò)建前靜安站4 區(qū)水冷系統(tǒng)內(nèi)已接入4，5 號(hào)兩臺(tái)220 kV 主變壓器，本期需將6 號(hào)主變壓器也接入4 區(qū)系統(tǒng)內(nèi)。

2.1 本期水冷新回路接入難點(diǎn)

靜安站4 區(qū)水冷系統(tǒng)已有4，5 號(hào)主變壓器管道接入運(yùn)行，故6 號(hào)主變壓器水冷系統(tǒng)在接入4 區(qū)水冷系統(tǒng)時(shí)，其4，5 號(hào)冷卻水系統(tǒng)需有部分與總進(jìn)出水母管連接的閥門關(guān)閉才能進(jìn)行。

在前期準(zhǔn)備工作中，工作人員對(duì)4 區(qū)水冷系統(tǒng)進(jìn)行了兩次隔離試驗(yàn)，檢驗(yàn)在接入點(diǎn)的位置冷卻水隔離工況，兩次試驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)在接入點(diǎn)位置無法將冷卻水完全隔離，即4，5 號(hào)主變壓器在運(yùn)行的時(shí)候，6 號(hào)主變壓器的水冷系統(tǒng)無法接入4 區(qū)水冷系統(tǒng)。

2.2 水冷系統(tǒng)新管道不停電接入措施

2.2.1 工程措施

經(jīng)討論，決定在4，5 號(hào)主變壓器拉停的情況下借用本期新擴(kuò)建的3 區(qū)水冷系統(tǒng)，通過在4，5 號(hào)主變壓器室各增加一組臨時(shí)管道接入3 號(hào)主變壓器水冷系統(tǒng)，在3 號(hào)主變壓器未投用時(shí)，其冷卻水先給4，5 號(hào)主變壓器使用，在使用期間，原4 區(qū)水冷系統(tǒng)停止運(yùn)行，供6 號(hào)主變壓器水冷系統(tǒng)接入。

進(jìn)入4，5號(hào)主變壓器的冷卻水，在3號(hào)主變壓器C 相處進(jìn)入4，5 號(hào)主變壓器室。從4，5 號(hào)主變壓器出來的冷卻水在3號(hào)主變壓器B，C 相處接入去冷卻塔的管道中，主變壓器的冷卻水經(jīng)冷卻塔冷卻后，進(jìn)入3 號(hào)主變壓器的循環(huán)水泵，再經(jīng)循環(huán)泵升壓后進(jìn)入4，5號(hào)主變壓器，從而保證4，5號(hào)主變壓器的冷卻水正常運(yùn)行，臨時(shí)水冷系統(tǒng)見圖2。

圖2 臨時(shí)水冷系統(tǒng)

2.2.2 運(yùn)維措施

在臨時(shí)管道接入期間，運(yùn)維人員需定時(shí)檢查3 區(qū)循環(huán)水泵，出水、進(jìn)水溫度、流量、壓力等工況，確保各連接點(diǎn)無漏水或異?，F(xiàn)象。同時(shí)，要時(shí)刻監(jiān)視4，5 號(hào)主變壓器的油溫情況，確保臨時(shí)水冷系統(tǒng)有效，保證全站運(yùn)行設(shè)備正常運(yùn)行。

3 母差改造注意事項(xiàng)

本期工程擴(kuò)建220 kV 五段、六段母線及相應(yīng)間隔，并將一期預(yù)留的220 kV 三/五分段和四/六分段間隔安裝完善；由于原220 kV 三/四母線第一套及第二套母差保護(hù)裝置不具備接入四個(gè)母線分段間隔（220 kV 一/三、二/四、三/五、四/六分段）的條件，因此需停役220 kV 三、四母線，進(jìn)行保護(hù)裝置調(diào)換，更換220 kV 三/四母線兩套母差保護(hù)。

3.1 母差改造難點(diǎn)

由于需驗(yàn)證新母差相關(guān)保護(hù)正確性，保護(hù)調(diào)換期間將靜安站220 kV 三母和四母同停，期間靜安站220 kV 系統(tǒng)僅靠1 條500 kV 單回路供電，一旦發(fā)生跳閘，將造成靜安站220 kV 系統(tǒng)全停，引起終端5 座220 kV 變電站“N-1”運(yùn)行，1 座“N-2”運(yùn)行，靜安站110 kV 及35 kV 系統(tǒng)全部?jī)H靠1條220 kV 單回路供電，接線極其薄弱。

220 kV 一/二母線的母差保護(hù)配合220 kV三/四母線的母差保護(hù)裝置調(diào)換工作，需完成相關(guān)啟動(dòng)220 kV 一/三分段、220 kV 二/四分段失靈回路試驗(yàn)，由于220 kV 一/二母線上出線均在運(yùn)行，一旦誤出口，將導(dǎo)致220 kV 系統(tǒng)全停。

3.2 母差改造注意事項(xiàng)

3.2.1 工程措施

220 kV 母差保護(hù)改造涉及間隔較多，舊的母差保護(hù)與各220 kV 間隔電氣聯(lián)系回路比較復(fù)雜，改造風(fēng)險(xiǎn)極大，改造前一定要勘察清楚現(xiàn)場(chǎng)，安全隔離措施要做到位。在調(diào)試過程中，通過母差輪停的方式保證220 kV 一/二母線始終有單臺(tái)母線保護(hù)，確保設(shè)備安全運(yùn)行。在整個(gè)工程進(jìn)行過程中，必須保證舊母差保護(hù)的正常運(yùn)行［4］。

在調(diào)試過程中，同時(shí)進(jìn)行GIS 耐壓試驗(yàn)，出現(xiàn)多工種交叉作業(yè)，應(yīng)避免相互影響，耐壓試驗(yàn)時(shí)不得操作一次設(shè)備。

將兩套母差改造的進(jìn)度以時(shí)間表形式列出，保證改造過程中相關(guān)試驗(yàn)均能按時(shí)準(zhǔn)確完成，確保保護(hù)的正確性。

3.2.2 運(yùn)維措施

針對(duì)母差改造期間電網(wǎng)接線薄弱問題，運(yùn)維人員每日多次對(duì)單回路電源線進(jìn)行特巡，以保證全站運(yùn)行設(shè)備相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行。在作業(yè)期間，運(yùn)維人員應(yīng)時(shí)刻注意自動(dòng)化后臺(tái)信號(hào)，一旦出現(xiàn)運(yùn)行母線保護(hù)裝置相關(guān)異常信號(hào)，應(yīng)立即停工，查明原因并復(fù)歸后方可繼續(xù)工作。

母線保護(hù)集中了變電站內(nèi)多個(gè)間隔的電流采樣及跳閘、失靈回路，即使母線保護(hù)退出運(yùn)行，依然存在誤動(dòng)二次回路的風(fēng)險(xiǎn)［5］。運(yùn)維人員在許可過程中，應(yīng)關(guān)照工作人員用絕緣膠布或者其他措施隔離其他運(yùn)行間隔在母線保護(hù)屏上的回路。同時(shí)，運(yùn)維人員應(yīng)在220 kV 三/四母線第一套母差保護(hù)屏和220 kV 三/四母線第二套母差保護(hù)屏上與220 kV 一/二母線公共回路有關(guān)壓板加蓋保護(hù)罩，防止誤碰。落實(shí)“盤面圖”許可流程，保證二次回路接入調(diào)試時(shí)無安全事故發(fā)生。

4 結(jié)語

變電站擴(kuò)建工程所面臨的問題非常復(fù)雜，各方都需要明確新設(shè)備接入已運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)的危險(xiǎn)點(diǎn)和安全措施，防止影響投運(yùn)設(shè)備的正常運(yùn)行。通過從施工方案設(shè)計(jì)和運(yùn)維人員重點(diǎn)維護(hù)兩方面齊抓共管來保障工程安全順利進(jìn)行是十分必要的。