110kv變電站綜合自動化技術改造研究

孫凡

（遼河石油勘探局電力集團公司，遼寧 盤錦 124010）

1 110kv變電站綜合自動化系統存在的問題

1.1 電力管理體制與變電站綜合自動化系統未能形成一個有機的整體。變電站遠動與保護專業雖然有明確的專業設備劃分,但其內部聯系已經成為不可分割的整體,一旦有設備缺陷均需兩個專業同時到達現場進行檢查分析,這樣極易造成推諉責任的情況,且兩專業銜接部分的許多缺陷問題成為“兩不管地帶”,不利于開展工作。

1.2 技術標準問題。目前變電站綜合自動化系統的設計尚無統一的標準,這是當前迫切需要解決的問題。

1.3 運行維護人員水平低。目前,變電站綜合自動化系統的部分管理和維護人員專業素質差,不能很好適應新形勢下變電站綜合自動化系統管理和維護需要,工作效率低,只求過得去,不求技術高,工作缺乏積極性和創造性。

2 110kv變電站自動化改造的內容及技術要求

2.1 一次設備的改造及技術要求

2.1.1 高壓開關柜的改造。完善機械防止誤操作措施,完善柜間距離。要求隔離物起絕緣支撐作用,要具有很高的阻燃性能;采用包絕緣護套的辦法加強母線導體間、相對地間絕緣水平;采用額定電壓12kv,最高工作電壓75kv的電流互感器,使之達到高壓開關柜使用工況要求的絕緣水平。

2.1.2 主變壓器輔助元件的改造。改造中性點隔離開關及操作機構,能實現遙控操作;對有載調壓分接開關實現當地和遠方遙控操作;實現主變溫度遠方測量及上傳功能等。

2.1.3 斷路器的改造。主要是能實現無油化及遙控操作功能,提供可靠的斷路器位置信號;斷路器輔助觸點改造為雙輔助觸點接線以防信號誤發。

2.1.4 過電壓保護設備的改造。對變電站10kv中性點加裝自動跟蹤、自動調諧的消弧線圈或經小電阻接地;為減少變電站的運行維護工作量,降低殘壓,防止避雷器爆炸,變電站10kv避雷器宜更換為無間隙金屬氧化物避雷器。

2.2 二次設備的改造內容及技術要求

2.2.1 二次設備的改造內容要求:(1)斷路器控制回路改造后,要簡單、可靠、無迂回接線,控制、保護、信號及測控單元電源分離;(2)斷路器控制回路斷線、失去控制電源時應實現遠方報警,并保留控制回路故障信號;(3)保護回路單獨設有熔斷器的變電站,保護回路直流消失后,能遠方報警;(4)重合閘裝置要實現自動投退,在遙控和當地操作合閘后,重合閘電源應自動投入,重合閘放電回路自動斷開。在遙控和當地操作跳閘后,自動退出重合閘電源,同時重合閘裝置自動放電。根據需要實現重合閘后加速和一次重合閘;(5)低頻減負荷裝置或其他系統穩定措施裝置動作跳閘時,應自動閉鎖重合閘;(6)斷路器位置信號燈具改為發光二極管等節能燈具,提高可靠性;(7)加裝遙控與就地跳、合閘閉鎖回路;(8)對中央信號裝置作必要改造。

2.2.2 二次設備改造的注意事項:(1)檢查全站所接電壓互感器的二次回路確實只有一個接地點,且接地位置應設在PT接口屏地排處;(2)檢查電流互感器中性線確實是一點接地且接地點應設在保護室內,滿足“安評”要求;(3)檢查控制電纜屏蔽層是否兩點接地。

3 110kv變電站自動化改造中應重點把握的問題

3.1 對一、二次設備進行改造

110kv變電站改造為無人值班站后,需要穩定可靠的一、二次設備,只有可靠的設備才能使值班員避免疲于奔命,有充裕的時間進行監控、操作和對設備故障、事故的處理。

3.2 完善四遙功能

有人值班變電站中一般具有遙信、遙測功能,但不具備遙控功能,其遙信、遙測功能只是為調度自動化服務。因調度所關注的遙信量相對較少,而無人值班后監控值班員對變電站運行情況的判斷和處理就全部依賴監控系統。所以在無人值班改造中要充分考慮所采集的信息全面、夠用,也要考慮遙控、遙調點的實用性,保證能夠及時發現異常,及時處理異常和事故,盡可能減少值班員在變電站和監控中心間無謂的往返。

3.2.1 遙信的完善

對遙信的調整原則是實現遠方對異常和事故的判斷,為此需增加如下遙信項目：中央信號:預告總信號、直流接地信號、直流裝置異常信號、10kv系統接地信號、PT二次回路異常信號、故障錄波器動作信號、故障錄波器異常信號、低周減載裝置動作信號、低周減載裝置異常信號、站用電源自投裝置動作信號、備用電源自投裝置異常信號、站用電系統異常信號、消防裝置動作及報警信號、消防裝置異常信號、遠動及通訊裝置異常信號、控制方式由遙控轉為當地控制的信號、防盜報警信號、GIS設備的有關信號等。線路(旁路)單元:隔離開關位置信號、斷路器操作機構異常信號、斷路器控制回路斷線信號、保護裝置異常信號、回路斷線信號、光端機裝置異常或通道告警信號、重合閘動作信號、斷路器三相位置不一致、SF6氣壓低、SF6低壓閉鎖、油泵頻繁啟動、遠方和就地控制信號、小電流接地信號、單元事故總信號;主變單元:冷卻系統異常信號、冷卻器全停信號、控制回路斷線信號、主變油位異常信號;3.2.2遙測的完善。對遙測主要增加以下內容:110kv三相操動機構開關電流增加至三相;采集母線三相電壓;分段、母聯電流;直流電壓;變壓器油溫;站用變低壓側三相電壓。

3.2.2 遙控和遙調的完善

由于對電壓質量的控制要求越來越嚴格,需頻繁對主變分接頭進行調節。在多變壓器的站中,這將伴隨變壓器中性點接地刀閘的頻繁操作,故結合改造,實現了主變中心點接地刀閘的遙控。為了方便檢修和調試,防止誤控開關,在每個開關上安裝了遠方就地切換開關,只有切至“遠方”位置時才能進行遙控。

3.2.3 改進計算機電源系統

進行此項改造工程時,要使用電源,如后臺機、通信主機、網絡設備等,如果對這些設備斷電的話,將造成變電站失去監控,歷史數據丟失,所以這些設備都要求不間斷供電。傳統的電源都采用UPS,但實踐證明,由于UPS的電池得不到及時的維護,電池的容量在1～2年后將大幅度減少,在市電失去后,不能保證供電時間。故在改造中,經過對站用蓄電池容量驗算后,安裝了在線式逆變電源。在運行中還嚴格要求非重要負荷不能接到逆變電源上,保證了這些重要設備的不間斷供電和切換。

3.2.4 提升數據通信處理能力

為提高與110kv變電站數據通信的實時性、信息傳輸容量、擴展性和可靠性,在改造中應用電力實時數據傳輸規約,采用網絡通信和常規串行通信兩種方式自動切換,保證信息傳輸的可靠性、唯一性和一致性,并依靠可靠、快速的自愈光纖通信網絡,充分發揮新型通信規約傳輸容量大、功能豐富、實時的優勢,進而解決系統難題。

[1]張繼雄.變電站自動化系統選型中應注意的問題.內蒙古電力技術.2005.

[2]楊奇遜.變電站綜合自動化技術發展趨勢.電力系統自動化.1995.