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500kV变电站综合自动化系统改造分析

时间:2016-07-26 09:16 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:薛巍 点击次数:

  摘要:500kV变电站是我国电力系统中重要的组成部分之一,在人们对物质以及精神生活越来越高要求的情况下,为了使供电能够满足人们需求,就需要综合改造500kV,从而使电力系统能够平稳运行,人们的用电安全得到保障。本文针对500kV变电站进行分析,详细阐述了其改造原则、方法以及实际内容,希望为500kV变电站的用电安全提供保障。

  关键词:500kV;变电站;综合自动化系统;改造

 

  最近几年,由电力系统引发的安全事故频发,这就要求我们从电力系统安全性以及稳定性的角度出发,做好电力系统的安全保障工作。特别是近年来计算机以及通信技术的进步,要求我们对500kV变电站进行变革,从而使其能够达到用电需求。500kV变电站是较为重要的枢纽变电站,也是能源中心,对我国电力系统完善以及国民经济稳定发展具有重要影响。在对变电站安全性较高的要求下,需要对500kV变电站进行改造。

  一、改造原则分析

  一般情况下,运行多年的500kV变电站就会出现各类安全隐患问题,例如,电容器有严重的漏油现象、刀闸老化失灵以及用电系统操作闭锁功能缺陷等等。出现以上问题就会导致整个电网的安全性以及稳定性受到影响,对当地居民的正常生活以及经济发展也会造成不可估量的影响,由此,必须对变电站进行改造。电网中最为重要的构成部分就是变电站综合自动化系统,在对其改造时需要保证与电网调度自动化总体要求相符,严格按照一定原则进行改造。

  (一)分层分布原则

  从综自系统的可靠性角度出发,需要将其改造为分层分布式结构,也就是3层结构体系,即间隔、网络以及站控3层。其中,将微机保护装置安装在间隔层,其能够有效起到保护以及测控的效果。以太网一般应用在站内通信网,而网络以及站级两层最好采用双重化。站控层的主要功能就是集测量、监视、调节、保护以及控制、检测设备于一体,对整站进行综合管理。

  (二)保护独立原则

  从系统安全性角度考虑,在改造系统的过程中,需要保证继电保护的独立设置,保护动作出口可以直接操作跳闸线圈,此种继电保护功能可以不受通信网的制约。但是,为了能够共享信息,全面保障用电安全,需要将全部保护信号与监控系统、保护管理机进行连接。

  (三)交流采样原则

  在电力系统自动化中,最为关键的环节就是采集数据,应用交流采样技术所获得的电流、电压以及电能、功率等数值较为精确,测量回路的负载也会相应得到减轻。

  (四)综合防误原则

  在变电站中应用综合防误功能就是为了避免因操作失误导致事故发生,由此可见,应用综自改造功能能够使变电系统的综合防误性能得到最大程度地提升,在具体实施上可以借助严格管理、防误操作闭锁以及报警多样的方式执行。此外,微机“五防”闭锁系统在避免误操作上有一定优势,在实际应用时,需要将微机监控系统连接于“五防”系统上。

  (五)管理职能原则

  现行的500kV非终端变电站仍在执行值班模式,由此,在对其改造时,需要配备一定的管理操作界面,从而完成日常所需功能。除此之外,变电站系统还需要借助智能化运行管理软件使变电站达到运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则,在实施具体改造前需要充分考虑500kV变电站的安全、稳定以及经济性能。

  (一)一次设备改造方案

  隔离开关以及断路器是首先需要改造的位置,在改造完成后,需要其具备遥控操作功能,同时将断路器位置以及隔离开关位置信号准确地提供出来。为避免错误发出信号,需要将断路器辅助触点变为双辅助触点接线,同时,需要对断路器、隔离开关信号情况的可靠性以及准确度给予一定重视。除此之外,还需要将隔离开关以及一次侧断路器一一拉合,并逐一检查后台机SOE事件时间以及名称。如果此时隔离开关以及断路器的状态与实际状态存在不同,就可以判断为隔离开关辅助触点、断路器的常闭以及常开没有接对,此时应该将后台机遥信量组态更改,或者将电缆接线更改,如图1所示。

  在实施综合自动化改造的过程中,实现遥调之外,还需要完成远方测量以及上传主变温度,同时完善主变压器的温度以及压力、瓦斯的警告信号以及光字系统。在遥调改造实施完毕后,需要对其进行检验,当对主变压器分接头进行调节时,后台机的显示能否与现场相符,同时,也需要对变压器温度与后台显示是否一致进行核对。

  以某变电站为例,其外来用电源的供电是10kV馈线,因其运行时间较长,设备已经老化,且在最初的设计上存在不合理的现象,急需综自改造此开关柜。在对开关本体、电缆出线接地方式进行改造时,选择使用的开关柜需要具备接地开关,针对机械防误操作也需要进行改善。此外,还需要选择使用12kV额定电压的电流互感器,从而保证高压开关柜使用工况与电流互感器绝缘水平一致。

  因接地网是隐性工程,一般在综自改造时只会检测接地电阻结果,导致地网事故频发,由此,需对此方面加大重视力度。正确做法就是对接地电阻超标的地网进行全面改造,借助深井电极的布置,从而使雷电流释放速度加快,达到较好的防雷效果,如图2所示。

  (二)二次设备改造方案

  二次设备的可靠性是变电站综自改造中需要重点面对的问题,因二次设备改造对变电站的稳定性有较高的要求,由此,需要将质量不合格的设备进行更换,例如显示灯、继电器等性能较为可靠。

  在综自改造二次回路时,需要保证断路器对回路断线进行控制,同时,将控制回路故障信号保留。同时,做好重合闸电源的安装,当出现合闸以及跳闸故障时,其能够实现自动断开或者投入,并保证重合闸放电回路能够实现自动断电或者放电。因此变电站的直流系统经历过多次改造,有着较为复杂多变的直流回路,混乱的直流馈线,接线以及标识时间较久,有模糊以及老化的现象出现,安全情况堪忧,因此需要对直流系统进行更换。此外,在改造的过程中,还需要装置电源进行保护,避免其因为直流短路或者接地产生故障,为保证在系统改造完成后综自后台机能够实现报警以及通信,还需要安装直流系统接口电路板。

  (三)改造通信以及监控系统方案

  为变电站能够完成控制、监视、保护以及测量等功能的自动化,需要借助通信以及信号处理技术实现自动化,同时在配件的选择上也需要较高标准。

  三、改造内容分析

  首先,需要对电器一次部分进行改造,加装主变中性点隔直装置,采样HGIS设备替换500kV第四、五串设备,采样完全串设备替换为第三串设备。此外,还需要变更的设备包括电流互感器、电容器组、刀闸、断路器、电压互感器等,并分段220kV2M母线,加装分段开关以及相应设备;其次,需要对电器二次部分进行改造,对500kV所有设备保护装置进行更换,增加保护屏以及母差Ⅰ保护失灵功能;第三,需要对电源以及其他位置进行改造,将直流系统替换为交流系统,将整改直流回路系统替换为整改交流回路系统,将动力箱、接口屏以及端子箱等进行更新;第四,对保护通道位置进行更换,采用光纤通道替换220kV所有保护高频通道。将通信插件以及设备进行更新或者增加安装。

  结语

  综合上述变电站系统改造原则、改造方法以及改造内容,能够使500kV变电站的供电可靠性得到最大限度地提升,电能质量也会有所提升,相应的电网运行管理水平会有一定进步,进一步加快了变电站无人或者少人值班愿望的实现,为相关变电站系统改造提供了一定的借鉴,相信能够有效提升变电站可靠性以及安全性。

  参考文献

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  [3]石玉梅,郝守礼.500kV变电站综合自动化系统改造研究[J].科技经济市场,2014,25(7):15-16.

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