500kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造分析

薛 巍

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

500kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造分析

薛 巍

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

500kV變電站是我國(guó)電力系統(tǒng)中重要的組成部分之一，在人們對(duì)物質(zhì)以及精神生活越來(lái)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(tǒng)能夠平穩(wěn)運(yùn)行，人們的用電安全得到保障。本文針對(duì)500kV變電站進(jìn)行分析，詳細(xì)闡述了其改造原則、方法以及實(shí)際內(nèi)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(dòng)化系統(tǒng)；改造

最近幾年，由電力系統(tǒng)引發(fā)的安全事故頻發(fā)，這就要求我們從電力系統(tǒng)安全性以及穩(wěn)定性的角度出發(fā)，做好電力系統(tǒng)的安全保障工作。特別是近年來(lái)計(jì)算機(jī)以及通信技術(shù)的進(jìn)步，要求我們對(duì)500kV變電站進(jìn)行變革，從而使其能夠達(dá)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(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)完善以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展具有重要影響。在對(duì)變電站安全性較高的要求下，需要對(duì)500kV變電站進(jìn)行改造。

一、改造原則分析

一般情況下，運(yùn)行多年的500kV變電站就會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)安全隱患問(wèn)題，例如，電容器有嚴(yán)重的漏油現(xiàn)象、刀閘老化失靈以及用電系統(tǒng)操作閉鎖功能缺陷等等。出現(xiàn)以上問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)的安全性以及穩(wěn)定性受到影響，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ钜约敖?jīng)濟(jì)發(fā)展也會(huì)造成不可估量的影響，由此，必須對(duì)變電站進(jìn)行改造。電網(wǎng)中最為重要的構(gòu)成部分就是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，在對(duì)其改造時(shí)需要保證與電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化總體要求相符，嚴(yán)格按照一定原則進(jìn)行改造。

（一）分層分布原則

從綜自系統(tǒng)的可靠性角度出發(fā)，需要將其改造為分層分布式結(jié)構(gòu)，也就是3層結(jié)構(gòu)體系，即間隔、網(wǎng)絡(luò)以及站控3層。其中，將微機(jī)保護(hù)裝置安裝在間隔層，其能夠有效起到保護(hù)以及測(cè)控的效果。以太網(wǎng)一般應(yīng)用在站內(nèi)通信網(wǎng)，而網(wǎng)絡(luò)以及站級(jí)兩層最好采用雙重化。站控層的主要功能就是集測(cè)量、監(jiān)視、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及控制、檢測(cè)設(shè)備于一體，對(duì)整站進(jìn)行綜合管理。

（二）保護(hù)獨(dú)立原則

從系統(tǒng)安全性角度考慮，在改造系統(tǒng)的過(guò)程中，需要保證繼電保護(hù)的獨(dú)立設(shè)置，保護(hù)動(dòng)作出口可以直接操作跳閘線圈，此種繼電保護(hù)功能可以不受通信網(wǎng)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(hù)信號(hào)與監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)管理機(jī)進(jìn)行連接。

（三）交流采樣原則

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是采集數(shù)據(jù)，應(yīng)用交流采樣技術(shù)所獲得的電流、電壓以及電能、功率等數(shù)值較為精確，測(cè)量回路的負(fù)載也會(huì)相應(yīng)得到減輕。

（四）綜合防誤原則

在變電站中應(yīng)用綜合防誤功能就是為了避免因操作失誤導(dǎo)致事故發(fā)生，由此可見(jiàn)，應(yīng)用綜自改造功能能夠使變電系統(tǒng)的綜合防誤性能得到最大程度地提升，在具體實(shí)施上可以借助嚴(yán)格管理、防誤操作閉鎖以及報(bào)警多樣的方式執(zhí)行。此外，微機(jī)“五防”閉鎖系統(tǒng)在避免誤操作上有一定優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要將微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接于“五防”系統(tǒng)上。

（五）管理職能原則

現(xiàn)行的500kV非終端變電站仍在執(zhí)行值班模式，由此，在對(duì)其改造時(shí)，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(tǒng)還需要借助智能化運(yùn)行管理軟件使變電站達(dá)到運(yùn)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(shí)施具體改造前需要充分考慮500kV變電站的安全、穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)性能。

（一）一次設(shè)備改造方案

隔離開(kāi)關(guān)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(shí)將斷路器位置以及隔離開(kāi)關(guān)位置信號(hào)準(zhǔn)確地提供出來(lái)。為避免錯(cuò)誤發(fā)出信號(hào)，需要將斷路器輔助觸點(diǎn)變?yōu)殡p輔助觸點(diǎn)接線，同時(shí)，需要對(duì)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)信號(hào)情況的可靠性以及準(zhǔn)確度給予一定重視。除此之外，還需要將隔離開(kāi)關(guān)以及一次側(cè)斷路器一一拉合，并逐一檢查后臺(tái)機(jī)SOE事件時(shí)間以及名稱(chēng)。如果此時(shí)隔離開(kāi)關(guān)以及斷路器的狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)存在不同，就可以判斷為隔離開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)、斷路器的常閉以及常開(kāi)沒(méi)有接對(duì)，此時(shí)應(yīng)該將后臺(tái)機(jī)遙信量組態(tài)更改，或者將電纜接線更改，如圖1所示。

在實(shí)施綜合自動(dòng)化改造的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)遙調(diào)之外，還需要完成遠(yuǎn)方測(cè)量以及上傳主變溫度，同時(shí)完善主變壓器的溫度以及壓力、瓦斯的警告信號(hào)以及光字系統(tǒng)。在遙調(diào)改造實(shí)施完畢后，需要對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)對(duì)主變壓器分接頭進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，后臺(tái)機(jī)的顯示能否與現(xiàn)場(chǎng)相符，同時(shí)，也需要對(duì)變壓器溫度與后臺(tái)顯示是否一致進(jìn)行核對(duì)。

以某變電站為例，其外來(lái)用電源的供電是10kV饋線，因其運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備已經(jīng)老化，且在最初的設(shè)計(jì)上存在不合理的現(xiàn)象，急需綜自改造此開(kāi)關(guān)柜。在對(duì)開(kāi)關(guān)本體、電纜出線接地方式進(jìn)行改造時(shí)，選擇使用的開(kāi)關(guān)柜需要具備接地開(kāi)關(guān)，針對(duì)機(jī)械防誤操作也需要進(jìn)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(kāi)關(guān)柜使用工況與電流互感器絕緣水平一致。

因接地網(wǎng)是隱性工程，一般在綜自改造時(shí)只會(huì)檢測(cè)接地電阻結(jié)果，導(dǎo)致地網(wǎng)事故頻發(fā)，由此，需對(duì)此方面加大重視力度。正確做法就是對(duì)接地電阻超標(biāo)的地網(wǎng)進(jìn)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(dá)到較好的防雷效果，如圖2所示。

（二）二次設(shè)備改造方案

二次設(shè)備的可靠性是變電站綜自改造中需要重點(diǎn)面對(duì)的問(wèn)題，因二次設(shè)備改造對(duì)變電站的穩(wěn)定性有較高的要求，由此，需要將質(zhì)量不合格的設(shè)備進(jìn)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(shí)，需要保證斷路器對(duì)回路斷線進(jìn)行控制，同時(shí)，將控制回路故障信號(hào)保留。同時(shí)，做好重合閘電源的安裝，當(dāng)出現(xiàn)合閘以及跳閘故障時(shí)，其能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)斷開(kāi)或者投入，并保證重合閘放電回路能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)斷電或者放電。因此變電站的直流系統(tǒng)經(jīng)歷過(guò)多次改造，有著較為復(fù)雜多變的直流回路，混亂的直流饋線，接線以及標(biāo)識(shí)時(shí)間較久，有模糊以及老化的現(xiàn)象出現(xiàn)，安全情況堪憂，因此需要對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行更換。此外，在改造的過(guò)程中，還需要裝置電源進(jìn)行保護(hù)，避免其因?yàn)橹绷鞫搪坊蛘呓拥禺a(chǎn)生故障，為保證在系統(tǒng)改造完成后綜自后臺(tái)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警以及通信，還需要安裝直流系統(tǒng)接口電路板。

（三）改造通信以及監(jiān)控系統(tǒng)方案

為變電站能夠完成控制、監(jiān)視、保護(hù)以及測(cè)量等功能的自動(dòng)化，需要借助通信以及信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，同時(shí)在配件的選擇上也需要較高標(biāo)準(zhǔn)。

三、改造內(nèi)容分析

首先，需要對(duì)電器一次部分進(jìn)行改造，加裝主變中性點(diǎn)隔直裝置，采樣HGIS設(shè)備替換500kV第四、五串設(shè)備，采樣完全串設(shè)備替換為第三串設(shè)備。此外，還需要變更的設(shè)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(kāi)關(guān)以及相應(yīng)設(shè)備；其次，需要對(duì)電器二次部分進(jìn)行改造，對(duì)500kV所有設(shè)備保護(hù)裝置進(jìn)行更換，增加保護(hù)屏以及母差Ⅰ保護(hù)失靈功能；第三，需要對(duì)電源以及其他位置進(jìn)行改造，將直流系統(tǒng)替換為交流系統(tǒng)，將整改直流回路系統(tǒng)替換為整改交流回路系統(tǒng)，將動(dòng)力箱、接口屏以及端子箱等進(jìn)行更新；第四，對(duì)保護(hù)通道位置進(jìn)行更換，采用光纖通道替換220kV所有保護(hù)高頻通道。將通信插件以及設(shè)備進(jìn)行更新或者增加安裝。

結(jié)語(yǔ)

綜合上述變電站系統(tǒng)改造原則、改造方法以及改造內(nèi)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(zhì)量也會(huì)有所提升，相應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行管理水平會(huì)有一定進(jìn)步，進(jìn)一步加快了變電站無(wú)人或者少人值班愿望的實(shí)現(xiàn)，為相關(guān)變電站系統(tǒng)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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