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[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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