淺談35kV變電站改造

閆愛國(guó)，曹慧清，邸建豐

1 改造原因

我公司擁有一條4 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線，年產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥138萬(wàn)噸，整個(gè)廠區(qū)用電均由廠內(nèi)的35kV變電站提供。變電站采用雙電源供電，配置9臺(tái)35kV高壓柜，分別是：2臺(tái)進(jìn)線隔離柜，2臺(tái)進(jìn)線避雷器柜，2臺(tái)進(jìn)線斷路器柜，1臺(tái)計(jì)量柜，1臺(tái)變壓器饋線柜（直出，無(wú)斷路器），1臺(tái)母線PT柜。

從投運(yùn)至今，35kV變電站已運(yùn)行二十多年，設(shè)備老化嚴(yán)重，故障率高，主要存在以下問(wèn)題：

（1）絕緣性能下降，進(jìn)線隔離柜及進(jìn)線斷路器柜的觸頭均有放電現(xiàn)象。

（2）操作不便，隔離柜及斷路器柜的推入及推出十分困難，導(dǎo)致停電及送電操作作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng)。

（3）二次保護(hù)采用老式電磁繼電器保護(hù)裝置，元器件老化，經(jīng)常出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作緩慢及誤動(dòng)作情況。

（4）開關(guān)柜及手車是上世紀(jì)90年代的產(chǎn)品，現(xiàn)已停產(chǎn)，無(wú)法購(gòu)買相關(guān)備件，35kV設(shè)備只能維持現(xiàn)狀運(yùn)行。

（5）2019年，2號(hào)進(jìn)線斷路器柜損壞，導(dǎo)致2號(hào)線路無(wú)法使用；1號(hào)線路雖能維持運(yùn)行，但沒有備用線路，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)極大。

為解決以上問(wèn)題，亟需改造35kV變電站。

2 改造方案

2.1 總體原則

本次改造須充分考慮與現(xiàn)用運(yùn)行方式的銜接。

本次改造主要是解決設(shè)備老化問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造，保證運(yùn)行安全、穩(wěn)定。

本次改造不改變?cè)械恼{(diào)度協(xié)議，不變更進(jìn)線電源點(diǎn)及運(yùn)行方式。

本次改造盡可能符合現(xiàn)有的操作規(guī)程及習(xí)慣，以便變電站人員快速了解新設(shè)備，短時(shí)間內(nèi)即可做好操作及維護(hù)工作。

2.2 開關(guān)柜改造方案

本次改造更換了全部的35kV開關(guān)柜。

改造前，總計(jì)9臺(tái)開關(guān)柜，開關(guān)柜型號(hào)：JYN1-40.5戶內(nèi)間隔式金屬封閉開關(guān)柜；斷路器型號(hào)：LN2-40.5戶內(nèi)六氟化硫斷路器。改造前的開關(guān)柜系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 改造前的開關(guān)柜系統(tǒng)構(gòu)成

改造后，總計(jì)11臺(tái)開關(guān)柜，開關(guān)柜型號(hào)：Uni-Gear ZS3.2戶內(nèi)金屬封閉開關(guān)柜；斷路器型號(hào)：VD4戶內(nèi)真空斷路器。改造后的開關(guān)柜系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

圖2 改造后的開關(guān)柜系統(tǒng)構(gòu)成

本次改造，增加了1臺(tái)計(jì)量柜和1臺(tái)提升柜，另外，在變壓器饋線柜中，增加了斷路器開關(guān)，其他開關(guān)柜的功能相同。其中，2號(hào)線高壓柜增加了1臺(tái)提升柜，目的是通過(guò)垂直母線將上母線翻轉(zhuǎn)為下母線，滿足母線排布要求。

改造前、后的開關(guān)柜對(duì)比見表1。開關(guān)柜改造效果如下：

表1 改造前后的開關(guān)柜對(duì)比

（1）改造前，只有1臺(tái)計(jì)量柜，兩路進(jìn)線共用；改造后，增加了1臺(tái)計(jì)量柜，兩路進(jìn)線分別計(jì)量，滿足了新的電力計(jì)量要求，計(jì)量更加可靠。

（2）改造前，變壓器出線柜為直出方式，對(duì)變壓器或變壓器下口設(shè)備檢修或維護(hù)時(shí)，需要申請(qǐng)調(diào)度令，操作35kV進(jìn)線開關(guān)才能斷電；改造后，變壓器饋線柜配置斷路器，變壓器或變壓器下口設(shè)備需要檢修或維護(hù)時(shí)，變電站人員對(duì)變壓器饋電柜進(jìn)行斷電作業(yè)即可，極大地方便了檢修及維護(hù)工作，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

2.3 保護(hù)及監(jiān)控系統(tǒng)改造方案

本次改造更換了全部的保護(hù)裝置。

改造前，采用常規(guī)的繼電保護(hù)及儀表；改造后，采用了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

35kV進(jìn)線采用PCS-9705測(cè)控裝置，變壓器采用PCS-978變壓器成套保護(hù)裝置及PCS-9661變壓器非電量保護(hù)裝置。

計(jì)算機(jī)后臺(tái)采用RCS-9700監(jiān)控軟件，為了符合現(xiàn)有操作習(xí)慣，后臺(tái)系統(tǒng)只監(jiān)視、不操作。遠(yuǎn)程操作通過(guò)保護(hù)屏的轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)。

2.4 切改方案

改造期間變電站仍需正常供電，停電次數(shù)少且停電時(shí)間短，安全系數(shù)高，保證用電安全，是本次切改方案選擇的重要依據(jù)。

2.4.1 方案一

分別對(duì)1號(hào)及2號(hào)進(jìn)線開關(guān)柜進(jìn)行了改造。

第一次停電，拆開1號(hào)線與2號(hào)線的連接母排，由原有的1號(hào)線開關(guān)柜供電，對(duì)2號(hào)線開關(guān)柜進(jìn)行改造。

第二次停電：由改造后的2號(hào)線開關(guān)柜供電，對(duì)1號(hào)線開關(guān)柜進(jìn)行改造。第三次停電：連接1號(hào)線與2號(hào)線的母排，恢復(fù)正常供電模式，1號(hào)線供電，2號(hào)線備用。

2.4.2 方案二

租用35kV戶外開關(guān)臨時(shí)供電，1號(hào)及2號(hào)進(jìn)線開關(guān)柜同時(shí)改造。

第一次停電：將原有設(shè)備的一次線、二次線全部拆除，35kV戶外開關(guān)安裝及臨時(shí)供電電纜接線，由35kV戶外開關(guān)提供改造期間的臨時(shí)供電，1號(hào)及2號(hào)進(jìn)線開關(guān)柜同時(shí)改造。

第二次停電：拆除35kV戶外開關(guān)及臨時(shí)供電電纜，敷設(shè)正式供電電纜及接線，恢復(fù)正常供電模式，1號(hào)線供電，2號(hào)線備用。

2.4.3 方案選擇

方案一停電次數(shù)多（3次），且施工的開關(guān)柜與供電的開關(guān)柜在同一個(gè)電力室，安全系數(shù)低。

方案二停電次數(shù)少（2次），且改造時(shí)供電開關(guān)在電力室外，改造在電力室內(nèi)，安全系數(shù)高。經(jīng)對(duì)比，最終選擇此方案。

2.5 改造方案實(shí)施

2020年1月4日，停電8h，拆除原開關(guān)柜一次及二次電纜，臨時(shí)戶外開關(guān)供電。

2020年1月5日-2月25日，實(shí)施開關(guān)柜基礎(chǔ)的土建施工及養(yǎng)護(hù)。

2020年2月26日-3月24日，開關(guān)柜安裝、調(diào)試，電力公司驗(yàn)收。

2020年3月25日，停電8h，臨時(shí)戶外開關(guān)拆除，恢復(fù)正式供電。

3 改造效果

改造后，設(shè)備運(yùn)行可靠，操作方便，保護(hù)了工作人員的安全，提高了供電可靠性，降低了無(wú)計(jì)劃停電的風(fēng)險(xiǎn)，為生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。