500kV變電站綜合自動化系統改造分析

薛 巍

（國網四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

500kV變電站綜合自動化系統改造分析

薛 巍

（國網四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

500kV變電站是我國電力系統中重要的組成部分之一，在人們對物質以及精神生活越來越高要求的情況下，為了使供電能夠滿足人們需求，就需要綜合改造500kV，從而使電力系統能夠平穩運行，人們的用電安全得到保障。本文針對500kV變電站進行分析，詳細闡述了其改造原則、方法以及實際內容，希望為500kV變電站的用電安全提供保障。

500kV；變電站；綜合自動化系統；改造

最近幾年，由電力系統引發的安全事故頻發，這就要求我們從電力系統安全性以及穩定性的角度出發，做好電力系統的安全保障工作。特別是近年來計算機以及通信技術的進步，要求我們對500kV變電站進行變革，從而使其能夠達到用電需求。500kV變電站是較為重要的樞紐變電站，也是能源中心，對我國電力系統完善以及國民經濟穩定發展具有重要影響。在對變電站安全性較高的要求下，需要對500kV變電站進行改造。

一、改造原則分析

一般情況下，運行多年的500kV變電站就會出現各類安全隱患問題，例如，電容器有嚴重的漏油現象、刀閘老化失靈以及用電系統操作閉鎖功能缺陷等等。出現以上問題就會導致整個電網的安全性以及穩定性受到影響，對當地居民的正常生活以及經濟發展也會造成不可估量的影響，由此，必須對變電站進行改造。電網中最為重要的構成部分就是變電站綜合自動化系統，在對其改造時需要保證與電網調度自動化總體要求相符，嚴格按照一定原則進行改造。

（一）分層分布原則

從綜自系統的可靠性角度出發，需要將其改造為分層分布式結構，也就是3層結構體系，即間隔、網絡以及站控3層。其中，將微機保護裝置安裝在間隔層，其能夠有效起到保護以及測控的效果。以太網一般應用在站內通信網，而網絡以及站級兩層最好采用雙重化。站控層的主要功能就是集測量、監視、調節、保護以及控制、檢測設備于一體，對整站進行綜合管理。

（二）保護獨立原則

從系統安全性角度考慮，在改造系統的過程中，需要保證繼電保護的獨立設置，保護動作出口可以直接操作跳閘線圈，此種繼電保護功能可以不受通信網的制約。但是，為了能夠共享信息，全面保障用電安全，需要將全部保護信號與監控系統、保護管理機進行連接。

（三）交流采樣原則

在電力系統自動化中，最為關鍵的環節就是采集數據，應用交流采樣技術所獲得的電流、電壓以及電能、功率等數值較為精確，測量回路的負載也會相應得到減輕。

（四）綜合防誤原則

在變電站中應用綜合防誤功能就是為了避免因操作失誤導致事故發生，由此可見，應用綜自改造功能能夠使變電系統的綜合防誤性能得到最大程度地提升，在具體實施上可以借助嚴格管理、防誤操作閉鎖以及報警多樣的方式執行。此外，微機“五防”閉鎖系統在避免誤操作上有一定優勢，在實際應用時，需要將微機監控系統連接于“五防”系統上。

（五）管理職能原則

現行的500kV非終端變電站仍在執行值班模式，由此，在對其改造時，需要配備一定的管理操作界面，從而完成日常所需功能。除此之外，變電站系統還需要借助智能化運行管理軟件使變電站達到運行管理智能化的目的。

二、改造方法分析

基于上文中的改造原則，在實施具體改造前需要充分考慮500kV變電站的安全、穩定以及經濟性能。

（一）一次設備改造方案

隔離開關以及斷路器是首先需要改造的位置，在改造完成后，需要其具備遙控操作功能，同時將斷路器位置以及隔離開關位置信號準確地提供出來。為避免錯誤發出信號，需要將斷路器輔助觸點變為雙輔助觸點接線，同時，需要對斷路器、隔離開關信號情況的可靠性以及準確度給予一定重視。除此之外，還需要將隔離開關以及一次側斷路器一一拉合，并逐一檢查后臺機SOE事件時間以及名稱。如果此時隔離開關以及斷路器的狀態與實際狀態存在不同，就可以判斷為隔離開關輔助觸點、斷路器的常閉以及常開沒有接對，此時應該將后臺機遙信量組態更改，或者將電纜接線更改，如圖1所示。

在實施綜合自動化改造的過程中，實現遙調之外，還需要完成遠方測量以及上傳主變溫度，同時完善主變壓器的溫度以及壓力、瓦斯的警告信號以及光字系統。在遙調改造實施完畢后，需要對其進行檢驗，當對主變壓器分接頭進行調節時，后臺機的顯示能否與現場相符，同時，也需要對變壓器溫度與后臺顯示是否一致進行核對。

以某變電站為例，其外來用電源的供電是10kV饋線，因其運行時間較長，設備已經老化，且在最初的設計上存在不合理的現象，急需綜自改造此開關柜。在對開關本體、電纜出線接地方式進行改造時，選擇使用的開關柜需要具備接地開關，針對機械防誤操作也需要進行改善。此外，還需要選擇使用12kV額定電壓的電流互感器，從而保證高壓開關柜使用工況與電流互感器絕緣水平一致。

因接地網是隱性工程，一般在綜自改造時只會檢測接地電阻結果，導致地網事故頻發，由此，需對此方面加大重視力度。正確做法就是對接地電阻超標的地網進行全面改造，借助深井電極的布置，從而使雷電流釋放速度加快，達到較好的防雷效果，如圖2所示。

（二）二次設備改造方案

二次設備的可靠性是變電站綜自改造中需要重點面對的問題，因二次設備改造對變電站的穩定性有較高的要求，由此，需要將質量不合格的設備進行更換，例如顯示燈、繼電器等性能較為可靠。

在綜自改造二次回路時，需要保證斷路器對回路斷線進行控制，同時，將控制回路故障信號保留。同時，做好重合閘電源的安裝，當出現合閘以及跳閘故障時，其能夠實現自動斷開或者投入，并保證重合閘放電回路能夠實現自動斷電或者放電。因此變電站的直流系統經歷過多次改造，有著較為復雜多變的直流回路，混亂的直流饋線，接線以及標識時間較久，有模糊以及老化的現象出現，安全情況堪憂，因此需要對直流系統進行更換。此外，在改造的過程中，還需要裝置電源進行保護，避免其因為直流短路或者接地產生故障，為保證在系統改造完成后綜自后臺機能夠實現報警以及通信，還需要安裝直流系統接口電路板。

（三）改造通信以及監控系統方案

為變電站能夠完成控制、監視、保護以及測量等功能的自動化，需要借助通信以及信號處理技術實現自動化，同時在配件的選擇上也需要較高標準。

三、改造內容分析

首先，需要對電器一次部分進行改造，加裝主變中性點隔直裝置，采樣HGIS設備替換500kV第四、五串設備，采樣完全串設備替換為第三串設備。此外，還需要變更的設備包括電流互感器、電容器組、刀閘、斷路器、電壓互感器等，并分段220kV2M母線，加裝分段開關以及相應設備；其次，需要對電器二次部分進行改造，對500kV所有設備保護裝置進行更換，增加保護屏以及母差Ⅰ保護失靈功能；第三，需要對電源以及其他位置進行改造，將直流系統替換為交流系統，將整改直流回路系統替換為整改交流回路系統，將動力箱、接口屏以及端子箱等進行更新；第四，對保護通道位置進行更換，采用光纖通道替換220kV所有保護高頻通道。將通信插件以及設備進行更新或者增加安裝。

結語

綜合上述變電站系統改造原則、改造方法以及改造內容，能夠使500kV變電站的供電可靠性得到最大限度地提升，電能質量也會有所提升，相應的電網運行管理水平會有一定進步，進一步加快了變電站無人或者少人值班愿望的實現，為相關變電站系統改造提供了一定的借鑒，相信能夠有效提升變電站可靠性以及安全性。

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