35 kV自动化变电站二次设计及问题分析

钟汉春

（茂名市粤能电力股份有限公司，广东 茂名 525000）

变电所综合自动化是提高变电所安全、可靠、稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施，但由于目前综自设备整体的技术还不够成熟、稳定以及没有统一的模式，因此，不同设备、不同设计方案组成的自动化实施方法就不同，所以在运行中总会出现各种不同的问题。目前，城网、农网改造及大用户工程等35 kV新建变电站多采用综合自动化系统（下称综自系统），以适应我国电网自动化的要求。变电站采用综自系统是加强电网管理、提高电网安全运行和劳动生产率的重要措施。变电站采用综自系统所起的作用及所产生的效益主要体现在：减少现场误操作事故，提高电网供电可靠性和供电质量，提高电网运行管理水平，提高供电企业的劳动生产率，降低变电站的建设运行成本，强化更新电力系统操作人员的知识技能，带动供电企业的技术进步。

以往35 kV综合自动化变电站多采用成熟、稳定、可靠的直流操作系统。一套带智能通信接口的直流屏造价通常在15万元以上，这对于农电、工矿企业等资金较紧张的用户无疑是一笔不易筹措的资金。如果能以交流操作系统取代直流操作系统，从而取消直流屏，节省下来的资金，基本上就可以购买具有5～8回出线的综自站全部二次保护设备，这是非常经济的。

1 交流操作系统电源及站用变

为使交流操作系统的电源具备稳定性、可靠性及后备性，可以运用下列方法解决：相对于直流操作系统中由直流屏直接提供的直流220 V电源，在交流操作系统中改用UPS输出的交流220 V电源直接或间接替代，具体措施如下：①保护、测控等微机装置工作电源采用交流220 V，由UPS输出提供；②跳合闸回路使用交流220 V，由UPS输出提供；③机构储能电源使用交流220 V，由UPS输出提供；④后台机使用交流220 V，由UPS输出提供；⑤跳、合位继电器采用直流24 V，由外部开关电源提供，开关电源的输入为UPS输出的交流220 V；⑥中央信号回路采用直流24 V，由外部开关电源提供，开关电源的输入为UPS输出的交流220 V；⑦装置面板信号及开入量采用直流24 V，由装置电源模块提供。

2 屏位及屏面布置

交流操作综自站因其 10 kV开关多采用户外杆上操作机构，其二次保护适于集中组屏。屏面布置应注意以下几点：①相同或相似性质的保护测控装置及其控制元件，应考虑安装于同一屏（柜）面上；②不同柜体间相同性质的安装单元（比如保护装置、KK把手、红绿灯等），在屏（柜）面上的高度、位置等宜对应一致；③两套变压器的保护设备、控制元件等宜布置在不同屏（柜）面上；为节省空间，也可考虑安装于同一屏（柜）面上，但应一左一右明确区分；④屏（柜）面布置元件时应满足调试和运行巡查方便的要求；⑤同一安装单元各套独立保护配置在一块屏（柜）面上，应明确区分布置，以便巡查、维护和调试。

3 变电所二次设计应注意的问题

3.1 断路器控制回路应注意的问题

目前，在35 kV变电所设备选型中，35 kV断路器主要选用S断路器，10 kV断路器主要选用真空断路器，两种断路器都采用弹簧机构。按照南方电网运行规定，正常运行情况下不使用断路器本体防跳回路，而使用操作箱中的防跳回路。断路器本体防跳回路应在投运前彻底解除，并且断路器应有足够数量的、动作逻辑正确、接触可靠的辅助接点供保护装置和综合自动化系统使用。另外，重合闸装置要实现自动投退，在遥控和当地操作合闸后，重合闸电源应自动投入，重合闸放电回路自动断开。在遥控和当地操作跳闸后，自动退出重合闸电源，同时重合闸装置自动放电。并根据需要实现重合闸后加速和一次重合闸。在低频减负荷装置或其他系统稳定措施装置动作跳闸时，应自动闭锁重合闸。

3.2 无功补偿装置应注意的问题

微机综合自动化变电所最终要实现无人值班，对电容器应要求具备自动投切功能。目前35 kV变电所主变通常都选用有载调压变压器，所以，应选用能实现对电容器分级自动投切以及能对主变进行调档的综合自动化装置，通过综合自动化装置结合母线电压实现对有载调压主变的档位进行升、降、停的调节及电容器开关位置的跳合，从而将电压维持在额定电压附近。

3.3 接地选线功能应注意的问题

新建的35 kV变电所多数是户外式变电所，10 kV线路单相接地短路是最常见的故障，虽然小电流接地系统在单相接地时可继续运行1～2 h，但是，当系统发生单相接地后，非接地的两相对地电压将升高 1.732倍，可能在绝缘薄弱处引起击穿或继续造成短路，或使电压互感器铁芯严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。以往所选用的10 kV馈线保护装置大都具备接地选线功能，可用零序 TA产生的零序电流，但是零序TA只能用于电缆出线，架空出线只能用自产的3IO，而单相接地时故障电流为线路对地电容电流，数值非常小，在故障前后的变化量非常微弱，此外单相接地故障状况复杂，不同系统在馈线长度、中性点接地方式等方面都有较大差异，而且系统运行方式多变，要求选线装置有较高的灵活性和适应性，因此最好选用专门的接地选线装置，其准确率就比较高，应用独立的小接地电流选线装置，将小电流系统所有出线引入装置进行判断及选线，正确判别或切除故障线路。

3.4 对互感器应注意的问题

3.4.1 电流互感器

电流互感器二次绕组配置应满足继电保护、安全自动装置、测量仪表和远动装置要求，对于接有I，II，III类贸易结算用电能计量装置时，应采用专用二次绕组，10 kV及以上电压等级的测量与计量电流互感器二次绕组宜分别配置，为满足负荷变化要求，测量用电流互感器的精度按0.5 s选取，计量电流互感器的精度按0.2 s选取。

3.4.2 电压互感器

电压互感器及其二次绕组数量、准确等级等应满足测量、继电保护、安全自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失去电压，同步点的两侧都能提取到电压。对于接有I，II，III类贸易结算用电能计量装置时，计量配置一个独立的二次绕组，精度为 0.2级；当需要零序电压时，10 kV宜采用三相五柱电压互感器或三个单相式电压互感器。

4 结束语

综合自动化变电站采用交流操作系统，具有成本低、接线简单、维护方便等明显的优越性。但是，同直流操作系统相比，其可靠性还有差距。在设计中，坚持简单、实用、可靠的原则，对变电所自动化系统装置的选型应严格执行有关规定，力求做到选型规范化。经选用的自动化系统装置不仅技术先进、功能齐全、性价比高，系统的可扩展性和适用性要好。

1 刘贵水、赵逢荣.变电二次设计相关问题探讨［J］.科技资讯，2008（19）

2 梁卫忠.浅谈某110kV变电站的二次设计［J］.广东科技，2007（10X）

3 朱越欢.京东110KV变电站二次设计［J］.江西电力职业技术学院学报，2005（2）