110kV变电站综合自动化系统改造方案研究

110kV变电站综合自动化系统改造方案研究

王丹

榆林电力设计院有限公司 陕西省榆林市 719000

[摘要]本文的研究案例是变电站的综合自动化系统如何进行改造，以110kV作为具体数值，展开探讨，得出改造的具体方案。

关键词：110kV变电站；综合自动化；UPS

1基本情况

某110kV变电站为户外常规变电站,2004年投产,现有主变2台,总容量为2×50MVA｡本110kV变电站10kV母线设备开关柜PT只有2绕组,不满足保护要求,缺少一次消谐装置｡10kV开关柜的零序电流互感器常出现故障,起不到保护作用｡

由三面交流屏实现站内的互相交流，连接不同系统。由于其多个零件存在老化现象，缺陷无法修护，且运行年限已超过规定的十年，修复价值极低。最大的安全隐患在于没有防雷系统，多条馈线与系统并联，但回路较少，与电源连接较多。且在户外检修电源箱内，也存在相关问题，例如运行年限较久，网络配置较低，馈线和内部进线没有做到与时俱进，同时未配置发电机与电源箱。

对整个变电站进行综合自动性的技术改造，主要目的是为了使供电更加的经济快捷，且为了提高系统的安全稳定水平，保证其在无人值班的情况下依旧能够正常运行，将供电质量提高到新的高度。

2技改目标及内容

对变电站的实际情况进行考察，110kV变电站不同部分，包括自动化水平，电力系统灵活调度程度，无人值班自动化，电源系统自动化等，均进行不同程度的优化，实现110kV变电站的综合性整体升级改造。

将电力系统调度自动化分解为，二次系统安全防护部分，远动系统改造部分，故障的保护以及信息管理部分等三大部分。
对继电保护自动化系统来说也分为三大部分，安全自动装置的升级，故障录波配置的升级，以及信息管理子站系统，特别是保障及故障信息的改造。
最后的电力系统自动调度改造如下，电能计量器系统，系统的二次安全防护，远动系统的更新

以上不同系统的改造最终目的都是优化继电保护性能，通过组网之间互相独立，来将故障录波装置，自动及保护装置，经过保护管理机或者装置系统直连，与保信网实现信息互通。供电站能够在电力调度自动化改造系统的辅助下，对远程命令或信息进行接收，并根据电能情况的转变，及时下达控制或者调度指令，在此基础上将二次防护进行升级。而无人值班自动化系统的目的，在于实现远程监视变电站内部出现故障，及时收集反馈，并自动诊断等功能。传统直流系统，出现瓶内馈线空开内存不足，供电方式配置不合理等问题可以得到解决。

3技术方案

3.1继电保护自动化改造

(1)故障录波装置改造

本站现有一套武汉中元华电2007年生产的ZH-2型故障录波系统,因该故障录波装置能全面录取站内各种故障信号,故本期只将其升级到ZH-5｡

(2)保护及故障信息管理子站系统改造

改造后采用独立组网方式(C网),即保护装置､自动装置及故障录波装置直接接入或经保护管理机接入保信网｡

(3)安全自动装置改造

本期将更换原10kV分段备自投装置,独立组屏布置于主控室内｡

3.2电力系统调度自动化改造

(1)远动系统改造

与传统变电站原动系统相比，心形系统采用配置双运动设备方案，使得站内计算机监控系统功能得到优化，将站内监控系统局域网于远程设备进行联动，以高速数据网络接口为媒介，实现远动信息相互沟通，满足供电局对于直接传达通信设备的要求，而远动功能可以实现调度控制命令的直接下发，包括设备接收执行通信等功能。

(2)系统在电能计量上的改造，可通过固有的电能采集器，英国内站点仅村有一套，且运行状况较为理想，因此不予以改造或更换，而是将其与新上电度表屏镶嵌。在主控室内布置好主变及接地变电度表，附上组屏布置器，采用威盛集团生产的主变电度表，选用烟台东方威斯顿出产的接地变主电度表。

(3)二次系统安全防护

本期对于二次防护系统的改造，仅是增设防护屏内的空开空间，减少插排数量。原因在于现有的二次安全防护设备一切运行良好，没有损坏部分。

3.3无人值班自动化系统改造

原有的自动化无人值班系统，需要有人进行值守，而新型综合自动化系统，分为间隔层和站控层两部分。两种分层式结构更加开放，便于后续部分零件的扩展，站内通信网可以实现我想资源的测量，控制，保护。并且信息，录播，远动微机装置也可以通信网互联，实现低调通信与远动通信共同进行｡

(1)站控层

站控层分为四个部分，五防主机，保信子站，远动装置，操作员站或主机。站控层需要执行的任务是，将数据库进行实时监控，收集全网数据信息，通过网络汇集定时传入数据库，实现对历史数据库的更新。并将更新收集的实时数据，以相关媒介为电调，送到主机调动端。电网调度或控制中心在接收后，迅速控制调节命令，并发出执行面临到间隔层。额外功能还有，人机联系，站内实地监测，操作闭锁控制全站功能。以上多种功能均可以在线维护好间隔层的二次设备，并能对参数进行实时修改。

(2)间隔层

间隔层的主要部分有以下，自动装置安全控制设备，测控和保护装置，捕捉录波故障设备。而间隔层的主要作用是，通过对数据的采集，将收集到的信息用以完成保护功能，并根据逻辑控制功能来实现自动化控制，实现运算，判断，发布与执行等指令。

3.4电源系统自动化改造

(1)直流系统改造

经多次实践而采用的混合供电方式，是实现系统直流改造的主要手段。放射型供电适用于主变保护屏，直流馈线为保护屏提供直接电源，放射型供电适用于主变采用，直流馈线通过双回路方式不同段路来获取电源，反馈到馈线屏中。之前服的配电装置要以环形供电电路来实现，对母线段情况的控制。不同段直流馈线屏中，需要有每段母线来提供电网络的双回路电源，，使得电量可以稳定提供获取。在现监测周围设有绝缘直流系统，以及对故障的定位装置，监控好整个系统的不同单元，检测好电池装置的运行变化，远方监控可以通过利用综合自动化，联合统一接口，对通信系统实现优化。

(2)不停电电源系统改造

本次改造将原有UPS电源更换掉,新上UPS电源选用2套5kVA逆变电源,采用双机双母线带母联运行接线方式,交流不间断电源系统不配单独的蓄电池,直流电源采用站内的直流系统｡交流不间断电源系统组屏1面,集中布置于主控制室｡

4结束语

对整座变电站进行综合性的系统改造，旨在将人们的供电需求更好满足，在改造升级的过程中，使供电更加安全，快捷，经济。在改造结束后，无人值班可应用于110kV变电站内，全面提升了系统安全水平，全面提升了供电稳定性。以上变电站自动化系统改造的案例，在进行相关改造方案的研究和讨论后，为后续新型方式提供参考。
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