秦皇島港110KV2#站繼電保護及綜合自動化系統改造

張斌

摘要：秦皇島港110KV2#變電站建于上世紀八十年代，隨著設備長期運行，部分綜保裝置二次元件及線路出現老化。通過采用繼電保護及綜合自動化系統替代原變電站常規二次設備，簡化變電站二次接線。通過變電站綜合自動化保護系統內各設備間相互交換信息、數據共享，完成對變電站設備的運行情況執行監視、測量、控制和協調。

關鍵詞：繼電保護及綜合自動化;變壓器保護屏

本次改造內容是以原變電站一次設備為基礎，對綜合自動化保護設備重新進行選型，采用施耐德同型號高版本繼電保護裝置及綜合自動化系統取代原綜合自動化保護系統，并根據新設備特點對相關二次線路重新設計改造，延長變電站整套設備的使用壽命。

一、立項背景

秦皇島港110KV2#變電站內的所有繼電保護裝置均為2003年安裝并投入運行的施耐德產品，目前屬于超設計年限運行，存在安全問題：

（一）由于設備長期不間斷帶電運行，內部電子元件逐漸老化，端子出現松動、過熱發黑現象，繼電器出現線圈拒動，觸點粘連問題。在近幾年的繼電保護裝置試驗過程中，發現部分保護裝置出現數據漂移，動作靈敏度下降的情況。

（二）該站變壓器保護屏在設計時存在嚴重缺陷，沒有按規程規定將兩臺主變的保護分屏安裝，而是安裝在了同一面屏內，這種安裝模式存在極大地安全隱患，當一臺主變維修調試時，由于兩臺主變保護安裝于同一屏內，二次線路和設備混雜，極易發生觸電危險，也容易造成對另一臺運行變壓器的誤操作，造成全站停電。

隨著運行時間的增長，上述問題變得更加嚴重。一旦出現因保護拒動無法正確及時的切除故障，形成事故，必將影響該站的供電，造成不必要的損失。

二、 技術方案

（一）改造內容包括：

1、拆除原中控室內的保護屏（3面）和屏內的所有裝置（包括變壓器主保護、后備保護、遙控遙信裝置、油溫顯示裝置、檔位顯示裝置等），重新配置組屏，新屏共設計3面。

2、更新變壓器主保護裝置，高壓側后備保護裝置，保留原有保護裝置的控制、信號等二次電纜。

3、更新6KV進線低后備保護裝置、所有6KV出線保護裝置（包括出線柜、電容柜、消弧線圈柜等）和6KV分段保護裝置、電流電壓采集裝置，柜內其它設備如指示燈，分合閘按鈕、轉換開關、二次線路等全部保留。

4、更新所有的公用測控裝置（包括110KV設備、主變壓器及其他設備的遙測、遙信、遙控裝置，電流、電壓的采集裝置等）。

5、更新原保護屏內的其他裝置，包括油溫及繞組溫度顯示裝置，檔位顯示裝置，調壓控制裝置等。

6、更新站內的通訊裝置和后臺監控系統（包括通訊管理機，網絡通訊設施，后臺監控計算機和監控系統軟件等），新的監控系統實現了全站的遙控、遙信、遙調和運行數據監測，并實現與電力公司調度的遠程通訊。

7、系統調試

（1）通訊組網調試：包括通訊網絡重新構建，及通訊設備安裝調試。（2）數據庫組態調試：包括新增設備數據點擴展及數據測試。（3）系統圖形畫面重新組態。（4）報表重新組態：修改原來的報表文件，符合變電所運行要求。（5）事件報警重新組態：修改事件報警數據庫。（6）CDT轉發程序重新組態：與調度端上傳數據的組態及測試。g.系統硬件及軟件整體調試等。

（二）原繼電保護及綜合自動化系統狀況

110KV2#變電站一次主接線為：110KV采用內橋接線， 6KV為單母線分段接線。秦港110KV2#變電站為兩臺主變壓器，電壓等級為110KV/6.3kV;110KV為兩路進線，一個內橋開關;6KV為兩路進線，27路出線，1個分段開關，2個電容器出線開關、2臺所用變（不設保護）。

110KV2#站原繼電保護及綜合自動化系由監控系統軟件、監控主機、UPS、打印機、音響、前置機及軟件、鍵盤、鼠標、通訊接口轉換箱、NPORT5610、交換機、自動化智能裝置（主要由保護裝置、測控裝置、電度表、消諧裝置、直流屏）等組成。

（三）新系統初步設計思路

保留原有系統的基本功能的基礎上，全面覆蓋站內全部設備。對原系統的冗余、重復功能及設備進行精簡。實現數據采集、運行監視、調度通信、統計計算、實時響應、多操作方式、事故報警等功能，實現變電站繼電保護裝置及綜合自動化裝置達到國際先進化標準。

為了確保監控系統安裝施工的順利進行，并實現工程質量目標，需在施工入場前提前計劃如下工作：

1、搭建新的監控系統及工作電源。2、辦理現場作業票，做好安全防護措施。3、跟據工程進度，計劃停電，驗證改造后的系統功能。4、設計保護屏柜電氣二次原理圖及接線圖。

（四）工作步驟：

1、搭建臨時新系統，立臨時屏柜。2、更換I段6KV保護裝置及儀表，校驗調試。3、移接1#主變及測控單元接線;校驗調試。4、移接2#主變及測控單元接線;校驗調試。5、更換II 段6KV保護裝置及儀表;校驗調試。6、歸正 2#主變屏及測控屏接線，校驗。7、歸正 2#主變屏及測控屏接線，校驗。8、新監控系統整體校驗、調試。9、拆除原監控系統;運行新系統。10、收尾驗收，結束工作。

（五）施工措施及流程規范

1、停電，安全檢查。辦好施工手續，和進行安全文明教育后進場施工。

停電，確定安全施工條件，做好安全措施，確保設備安全不帶電，保證人員作業安全。

2、 6kV系統保護更換流程;儀表更換流程;

做好帶電部分與非帶電部分的隔離，警醒措施，防止誤入，誤碰帶電間隔。在確認設備不帶電后，按照施工要求，備份原保護裝置數據后，拆除舊保護，安裝新保護，按照備份數據初始化新安裝的保護，恢復通訊。

在確認設備不帶電，按照施工要求，記錄原儀表設置的參數后，拆除舊儀表，安裝新儀表，并改正接新舊儀表接線不一致的情況。按照原儀表參數設置，初始化新安裝的儀表，恢復通訊。

3、1#，2#主變屏更換流程;公共測控屏更換流程;

做好帶電部分與非帶電部分的隔離，警醒措施，防止誤入，誤碰帶電間隔。識別，對比圖紙與實際情況，做到心中有數。按照施工要求，備份相關原保護裝置數據，并記錄原其他設備的參數設置。規范拆線，移線，接線;不誤觸運行設備接線，防止牽動，拉扯二次電纜誤動設備。移接線后，上電，按原參數設置，恢復通訊。

4、調試安排

管理機通訊調試及試驗。設備上電后根據圖紙及通訊布線情況，檢查通訊工程配置，動態觀察試際運行數據，核對現場運行狀態。完全正確后進行遙信、遙控驗證，遙測量核對。

調試驗證保證措施：（1）設備停電。（2）其他正常設備轉換至就地控制。（3）必要時停止重要負載回路通訊，斷開通訊線的物理連接。（4）做好防誤錯誤和誤動預案。

逐一回路進行驗證。對有錯誤的接線、程序進行修改，保證遙信、遙控、遙測、遙調量合格率 100%。全部驗證完，結束工作。

三、應用情況

改造后的繼電保護及綜合自動化系統通過測控單元和通信網絡采集有關信息，并對其進行必要的處理，實時更新數據庫，為系統實現其它功能提供必要的運行信息， 對于110kV2#變電站來說，繼電保護及綜合自動化系統的改造達到了用國際先進的控制方式，解決原有的系統老化、運行可靠性的問題。項目改造投產至今，110KV2#站供電事故率為零、設備完好率為100%，供電可靠性得到了極大提升，取得了良好的應用成果。

參考文獻：

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