薛 巍

（國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)改造分析

薛 巍

（國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

500kV變電站是我國電力系統(tǒng)中重要的組成部分之一，在人們對物質(zhì)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(tǒng)能夠平穩(wěn)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(xì)闡述了其改造原則、方法以及實際內(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。特別是近年來計算機以及通信技術(shù)的進步，要求我們對500kV變電站進行變革，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，對我國電力系統(tǒng)完善以及國民經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)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(xiàn)各類安全隱患問題，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)以上問題就會導(dǎo)致整個電網(wǎng)的安全性以及穩(wěn)定性受到影響，對當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ钜约敖?jīng)濟發(fā)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(wǎng)中最為重要的構(gòu)成部分就是變電站綜合自動化系統(tǒng)，在對其改造時需要保證與電網(wǎng)調(diào)度自動化總體要求相符，嚴(yán)格按照一定原則進行改造。

（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(wǎng)一般應(yīng)用在站內(nèi)通信網(wǎng)，而網(wǎng)絡(luò)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(jiān)視、調(diào)節(jié)、保護以及控制、檢測設(shè)備于一體，對整站進行綜合管理。

（二）保護獨立原則

從系統(tǒng)安全性角度考慮，在改造系統(tǒng)的過程中，需要保證繼電保護的獨立設(shè)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(wǎng)的制約。但是，為了能夠共享信息，全面保障用電安全，需要將全部保護信號與監(jiān)控系統(tǒng)、保護管理機進行連接。

（三）交流采樣原則

在電力系統(tǒng)自動化中，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，測量回路的負(fù)載也會相應(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，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，在具體實施上可以借助嚴(yán)格管理、防誤操作閉鎖以及報警多樣的方式執(zhí)行。此外，微機“五防”閉鎖系統(tǒng)在避免誤操作上有一定優(yōu)勢，在實際應(yīng)用時，需要將微機監(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(tǒng)還需要借助智能化運行管理軟件使變電站達(dá)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(wěn)定以及經(jīng)濟性能。

（一）一次設(shè)備改造方案

隔離開關(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，同時將斷路器位置以及隔離開關(guān)位置信號準(zhǔn)確地提供出來。為避免錯誤發(fā)出信號，需要將斷路器輔助觸點變?yōu)殡p輔助觸點接線，同時，需要對斷路器、隔離開關(guān)信號情況的可靠性以及準(zhǔn)確度給予一定重視。除此之外，還需要將隔離開關(guān)以及一次側(cè)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(guān)以及斷路器的狀態(tài)與實際狀態(tài)存在不同，就可以判斷為隔離開關(guān)輔助觸點、斷路器的常閉以及常開沒有接對，此時應(yīng)該將后臺機遙信量組態(tài)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(xiàn)遙調(diào)之外，還需要完成遠(yuǎn)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(tǒng)。在遙調(diào)改造實施完畢后，需要對其進行檢驗，當(dāng)對主變壓器分接頭進行調(diào)節(jié)時，后臺機的顯示能否與現(xiàn)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(shè)備已經(jīng)老化，且在最初的設(shè)計上存在不合理的現(xiàn)象，急需綜自改造此開關(guān)柜。在對開關(guān)本體、電纜出線接地方式進行改造時，選擇使用的開關(guān)柜需要具備接地開關(guān)，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(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，一般在綜自改造時只會檢測接地電阻結(jié)果，導(dǎo)致地網(wǎng)事故頻發(fā)，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(biāo)的地網(wǎng)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(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面對的問題，因二次設(shè)備改造對變電站的穩(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(dāng)出現(xiàn)合閘以及跳閘故障時，其能夠?qū)崿F(xiàn)自動斷開或者投入，并保證重合閘放電回路能夠?qū)崿F(xiàn)自動斷電或者放電。因此變電站的直流系統(tǒng)經(jīng)歷過多次改造，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)識時間較久，有模糊以及老化的現(xiàn)象出現(xiàn)，安全情況堪憂，因此需要對直流系統(tǒng)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(chǎn)生故障，為保證在系統(tǒng)改造完成后綜自后臺機能夠?qū)崿F(xiàn)報警以及通信，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(shù)實現(xiàn)自動化，同時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(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，加裝分段開關(guān)以及相應(yīng)設(shè)備；其次，需要對電器二次部分進行改造，對500kV所有設(shè)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(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(shè)備進行更新或者增加安裝。

結(jié)語

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)量也會有所提升，相應(yīng)的電網(wǎng)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(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。

［1］厲偉群.運行中500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)改造［J］.電子制作，2014，12（20）：229-230.

［2］湯弋，王匯，洪悅，等. 500kV雙河變電站監(jiān)控系統(tǒng)綜合自動化改造設(shè)計［J］.華中電力，2010，23（5）：23-27.

［3］石玉梅，郝守禮.500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)改造研究［J］.科技經(jīng)濟市場，2014，25（7）：15-16.

［4］陳曉捷.泉州500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)改造的設(shè)計探討［J］.福建建設(shè)科技，2009，32（5）：46-48.

TM63

A