110kV變電所保護及綜合自動化系統升級改造

王春寶

（國網江蘇省電力有限公司東海縣供電分公司 江蘇東海 222300）

1 前言

110kV變電所是進行輸配電的重要環節，也是電網監督和控制的關鍵點，在變電所中運用綜合自動化技術可以將站內的繼電保護、系統的監督控制以及信號的采集等有效結合成一個整體，實現資源的共享。但是在實際的工作開展中，舊的綜合自動化系統有很多方面的問題，這就需要對其進行升級和改造，才能確保系統的正常運行，起到很好的保護作用。

2 110kV變電所供電系統案例概述

某110kV變電所在進行一次接線的時候，使用單母線全橋的方式進行接線，開關選擇使用SF6氣體絕緣的開關設備，斷路器應該與彈簧操作結構相互配合。同時綜合自動化監控系統應該選擇NSC200NT系統，確保變電所保護、檢查視聽、監督測量等工作的自動化實現，其中110kV GIS設備中的保護和主變保護單位要集中在一起進行組屏，這樣不僅可以對斷路器、隔離和接地刀閘等分合閘進行操作，還可以監督測量開關的運行情況。

3 110kV變電所保護

從目前的現狀來看，如果110kV變電所的元部件或者系統的設備發生了故障，就應該采取相應的動作控制設備和元部件的保護裝置，對故障進行及時的處理和解決，同時對于距離較近的斷路器，也可以很快的做好跳閘命令工作，將發生故障的電力設備從電力系統中分離出來，大大降低設備對電力系統的影響，滿足電力系統工作方面的需要和要求。

現階段，在電力系統中保護裝置是對電氣設備相關指標進行準備反映的關鍵，對這些不好的現象進行分析，可以及時將不同的警告信號傳遞出來，那么就可以及時的通知工作人員對其進行及時的處理和修復，也可以保證保護裝置進行自我的調節和優化，從而對發生安全故障的元部件和設備進行及時更換。因此110kV變電所保護的目的是在電力系統遭遇故障時一般由保護裝置對出現故障的元部件進行及時的脫離，促使發生故障的元部件可以馬上從電力系統中斷開，對元部件造成的破壞程度大大降低，確保電力系統供電的安全。

4 110kV變電所老綜合自動化系統存在的問題

某電力系統中，伴隨著采掘工作層面的不斷延長和伸展，供電系統得到了不斷的拓展，促使綜合自動化系統的遙控、遙測等方面的數據有所增加，但是在系統運行的幾年之后，非常容易出現以下幾個方面的故障：

（1）如果操作開關柜中的斷路器、接地刀等位置的信號發生了變化，而后臺機器沒有對這些設備的位置的遙信信號進行及時更新，該現象經常出現在設備檢查和維修過程中保護裝置斷電之后重新接電的時候，保護裝置與后臺通訊不暢通的情況、后臺機器不能對施工現場設備的各種各樣的狀態進行正確反映時，從而就會給現場施工帶來很大的安全問題和隱患。同時因為電力通訊系統時常出現通訊延遲、嚴重的時候還會發生遙動控制不能夠得到有效的執行，在供電系統發生故障的時候，就應該進行應急倒閘操作，此時如果后臺機器操作失去功效，操作人員就要通過集控室，進入到110kV GIS或者10kV設備室對設備進行操作，但是此過程的操作非常艱巨，甚至會造成死亡。

（2）目前使用的某公司的老版本保護裝置已經停止生產了，已經對保護裝置進行了升級，這樣就給設備的使用帶來很大不方便，兩個版本有很多方面的不同，在開始階段存在不兼容問題，這樣在老版本的保護裝置發生故障的時候，設備不可以直接的換成新保護裝置，一定要對其進行線路改裝，這樣就能施工現場的使用帶來很大的難度，沒有兼容的備用件進行更換，就不能很快的故障進行排除和解決，從而在使用保護裝置和綜合自動化系統時，就對供電的安全性造成很大威脅和影響。因此一定要升級和改造綜合自動化系統。

5 110kV變電所綜合自動化系統的改造

對于綜合自動化系統存在的問題，一定要對其進行升級和改造，主要是對主要控制單元、后臺的監督控制系統、0kV分散保護裝置等進行改造，改造的內容是對原來監督控制的架構進行改變，對原來系統的通訊方式進行改變，這樣就很大程度提高了通訊的速度，對雙層網絡的冗余結構進行了呈現，對原來系統中信號存在著不對應的情況進行及時有效的處理，對遙控不能執行和高壓柜存在的安全方面的隱患問題不能進行及時處理。

在新的綜合自動化系統中，保護裝置主要是利用太網與交換機進行直接的連接，而交換機是通過太網與前置機進行直接通訊，前置機是通過太網后臺機直接通訊，并且每一臺保護裝置都可以將其與太網、交換機以及前置機等直接通訊，這樣就對很多信號的變換步驟進行了省略。此外系統還對A/B網進行了設置，并且各自配置了2套前置機和后臺機，從而就促使每一臺的保護裝置都可以利用A/B網進行通信，進而對系統的可靠程度進行大幅度提高。

關于，綜合自動化系統因為在保護裝置方面，新版本和舊版本存在不兼容的特征，這樣就需要將舊版本的保護裝置接上線纜，將每一個電纜線與新版本對接，這樣就促使新版本的保護裝置的測量和互感儀器的精度更高和準確，信號的回路監督控制也更加全面。此外對于綜合自動化系統，由于其與原來系統存在信號不相對應的情況，嚴重一點甚至出現故障不報的情況，這樣就應該對10kV進行間隔性的逐臺改造，改完之后，也就可以實現間隔性的遙測、遙信等測量，進而促使信號更加穩定和可靠。

6 110kV變電所新舊綜合自動化系統的改造對比

6.1 通訊速度的對比

舊的系統首先是使用串口通信、各個綜合自動化保護裝置的串聯方式，之后對信號進行轉換，確保其與前置機通訊。因為串口具有一對多的特征，通訊的速度也受到限制，這樣就促使監督控制的效果不夠理想。在新的系統中，綜合自動化保護裝置主要是利用交換機與前置機進行直接的通訊，對中間包含的環節進行去除，那么在進行信號采集和遠程監控的時速度和反應就比舊系統要快很多。此外，新系統采用的網絡通訊要比原來串口通訊要快，通過改造之后的保護配置可以達到原來速度的10倍以上。

6.2 可靠性的對比

要想促使通訊中發生故障的時候，防止對系統的運行造成影響，通過改造之后就對雙網的冗余結構進行了創新和增加，這樣如果某一點發生故障就可以及時準確的將其切換到另外一段網絡上面開展通訊工作。同時新系統采用的是A/B網進行通訊，在A/B網出現故障的時候，系統就會直接的切換到B/A網，這樣不僅不會對系統的運行和操作造成影響，還會對供電的安全進行提高。最后主控單位的前置機（2臺）應該采用一個使用一個備用的模式，其中一臺發生故障的時候系統就會自動的切換到另外一臺，促使可靠性得到很大程度的提高。

7 結語

綜上所述，通過上述的分析，在改造之后新系統和維修量和故障率不斷降低，存在很大的優勢特征，同時隨著智能變電所的不斷發展和完善，改造后的綜合自動化監控系統很大程度提高了系統的實時性，也保證了系統在運行中的可靠性。