变电站综合自动化改造存在的问题探析

马银娟

银川供电局，宁夏 银川 750002

变电站综合自动化改造存在的问题探析

马银娟

银川供电局，宁夏 银川 750002

近年来，随着“两网”改造的深入和电网运行水平的提高，大量采用远方集中监视、控制等变电站综合自动化系统，既提高了劳动生产率，又减少了人为误操作的可能。采用变电站综合自动化技术是计算机和通信技术应用的方向，也是电网发展的趋势，但同样也不可避免地带来了一些问题。基于运行经验，本文介绍了变电站综合自动化系统，从技术、管理、人员素质等方面阐述了当前变电站综合自动化系统实际应用中存在的若干问题，并针对这些问题提出了一些建议。

变电站;自动化系统;存在问题;技术改造

1、变电站综合自动化概述

变电站综合自动化是将变电站的二次设备利用现代微机和通信技术，将各种功能重新组合，共享信息，实现对变电站自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化装置。其主要特征是将控制、保护、通信等功能综合起来，分功能模块进行结构化设计组装，通过各种显示设备实现信息可视化，利用相关软件使运行管理智能化。其优点在于能共享设备、信息资源，使全站数据统一，避免设备重复投资，大量减少占地面积和二次电缆，使变电站设计简捷、布局紧凑；同时，具有抗干扰性能强，可靠性高，便于施工、调试、维护、运行和管理等优点。目前，变电站综合自动化正进入普及应用阶段。

2、变电站综合自动化系统存在的问题

2.1 电力管理体制与变电站综合自动化系统未能形成一个有机的整体。变电站远动与保护专业虽然有明确的专业设备划分,但其内部联系已经成为不可分割的整体,一旦有设备缺陷均需两个专业同时到达现场进行检查分析,这样极易造成推诿责任的情况,且两专业衔接部分的许多缺陷问题成为“两不管地带”,不利于开展工作。

2.2 运行维护人员水平低。目前,变电站综合自动化系统的部分管理和维护人员专业素质差,不能很好适应新形势下变电站综合自动化系统管理和维护需要,工作效率低,只求过得去,不求技术精,工作缺乏积极性和创造性。

3、变电站自动化改造的内容及技术要求

3.1 一次设备的改造及技术要求

3.1.1 断路器的改造。主要是能实现无油化及遥控操作功能,提供可靠的断路器位置信号;断路器辅助触点改造为双辅助触点接线以防信号误发。

3.1.2 高压开关柜的改造。完善机械防止误操作措施,完善柜间距离。要求隔离物起绝缘支撑作用,要具有良好的阻燃性能;采用包绝缘护套的办法加强母线导体间、相对地间绝缘水平,使之达到高压开关柜使用工况要求的绝缘水平。

3.1.3 过电压保护设备的改造。对变电站10kV中性点加装自动跟踪、自动调谐的消弧线圈或经小电阻接地;为减少变电站的运行维护工作量,降低残压,防止避雷器爆炸,变电站10kV 避雷器宜更换为无间隙金属氧化物避雷器。

3.1.4 主变压器辅助元件的改造。改造中性点隔离开关及操作机构,能实现遥控操作;对有载调压分接开关实现当地和远方遥控操作;实现主变温度远方测量及上传功能等。

3.2 二次设备的改造内容及技术要求

3.2.1 二次设备的改造内容要求:(1）断路器控制回路改造后,要简单、可靠、无迂回接线,控制、保护、信号及测控单元电源分离;(2）断路器控制回路断线、失去控制电源时应实现远方报警,并保留控制回路故障信号;(3）保护回路单独设有熔断器的变电站,保护回路直流消失后,能远方报警;(4）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。根据需要实现重合闸后加速和一次重合闸;(5）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;(6）断路器位置信号灯具改为发光二极管等节能灯具,提高可靠性;(7）加装遥控与就地跳、合闸闭锁回路;(8）对中央信号装置作必要改造。

3.2.2 二次设备改造的注意事项:(1）检查全站所接电压互感器的二次回路确实只有一个接地点,且接地位置应设在PT 接口屏地排处;(2）检查电流互感器中性线确实是一点接地且接地点应设在保护室内,满足“安评”要求;(3）检查控制电缆屏蔽层是否两点接地。

4、变电站自动化改造中应重点把握的问题

4.1 对一、二次设备进行改造

变电站改造为无人值班站后,需要稳定可靠的一、二次设备,只有可靠的设备才能使值班员避免疲于奔命,有充裕的时间进行监控、操作和对设备故障、事故的处理。

4.2 完善四遥功能

有人值班变电站中一般具有遥信、遥测功能,但不具备遥控功能,其遥信、遥测功能只是为调度自动化服务。因调度所关注的遥信量相对较少,而无人值班后监控值班员对变电站运行情况的判断和处理就全部依赖监控系统。所以在无人值班改造中要充分考虑所采集的信息全面、够用,也要考虑遥控、遥调点的实用性,保证能够及时发现异常,及时处理异常和事故,尽可能减少值班员在变电站和监控中心间无谓的往返。

4.2.1 遥信的完善。对遥信的调整原则是实现远方对异常和事故的判断,为此需增加如下遥信项目:

(1）线路(旁路）单元:隔离开关位置信号、断路器操作机构异常信号、断路器控制回路断线信号、保护装置异常信号、交流回路断线信号、光端机装置异常或通道告警信号、重合闸动作信号、断路器三相位置不一致、SF6气压低、SF6低压闭锁、油泵频繁启动、远方和就地控制信号、小电流接地信号、单元事故总信号;

(2）主变单元:冷却系统异常信号、冷却器全停信号、控制回路断线信号、主变油位异常信号;

(3）中央信号:预告总信号、直流接地信号、直流装置异常信号、10kV系统接地信号、PT 二次回路异常信号、故障录波器动作信号、故障录波器异常信号、低周减载装置动作信号、低周减载装置异常信号、站用电源自投装置动作信号、备用电源自投装置异常信号、站用电系统异常信号、消防装置动作及报警信号、消防装置异常信号、远动及通讯装置异常信号、控制方式由遥控转为当地控制的信号、防盗报警信号、GIS 设备的有关信号等。

4.2.2 遥测的完善。对遥测主要增加以下内容:三相操动机构开关电流增加至三相;采集母线三相电压;分段、母联电流;直流电压;变压器油温;站用变低压侧三相电压。

4.2.3 遥控和遥调的完善。由于对电压质量的控制要求越来越严格,需频繁对主变分接头进行调节。在多变压器的站中,这将伴随变压器中性点接地刀闸的频繁操作,故结合改造,实现了主变中心点接地刀闸的遥控。为了方便检修和调试,防止误控开关,在每个开关上安装了远方就地切换开关,只有切至“远方”位置时才能进行遥控。

4.3 装设安全视频监控系统

变电站安全视频监控系统集智能的防盗、防火、辅助巡视、事件记录和管理等功能于一体,为无人值班变电站的安全运行提供了重要技术手段。变电站安全视频监控系统包括:摄像机等监视设备,红外对射、红外双鉴、高分贝声光告警装置等防盗设备,以及主机及数据采集和控制单元。主要在围墙配置红外对射,在主要出入口配置红外双鉴,在主建筑或者围墙上装设高分贝声光告警装置,并且对灯光进行控制。通过主机实现图像的压缩和远传、告警和连动、图像的记录、与消防主机互联。值班员可以在监控中心对变电站进行可视化监控。

4.4 计算机电源系统改造

进行此项改造工程时,要使用交流电源,如后台机、通信主机、网络设备等,如果对这些设备断电的话,将造成变电站失去监控,历史数据丢失,所以这些设备都要求不间断供电。传统的电源都采用UPS,但实践证明,由于UPS 的电池得不到及时的维护,电池的容量在1～2年后将大幅度减少,在市电失去后,不能保证供电时间。故在改造中,经过对站用蓄电池容量验算后,安装了在线式逆变电源。在运行中还严格要求非重要负荷不能接到逆变电源上,保证了这些重要设备的不间断供电和切换。

4.5 接地网的改造

有些变电站在综合自动化改造后，其接地网未变。但是，随着电力系统的发展，短路容量不断扩大。微机型继保装置对变电站接地网的要求越来越高。因此，应提高接地网的设计标准。按照继保反措要求，改造不良接地网，使用导电率高、耐腐蚀性强的接地网，确保接地电阻小于0.5Ω，并符合《计算站场地技术要求》和《计算站场地安全要求》。以防止由于接地网的不良导致故障时地电位升高，引起继电保护误动、拒动、烧坏二次设备等事故。

5、验收投运

1）按继电保护要求对设备验收，除常规的保护整组传动试验外，要着重加强对设备的遥控、遥信、遥测、遥调操作验收，如果把关不严，将对今后运行带来负面影响。

2）根据“四遥’验收情况及设备的具体特点，制定相应的运行操作规程；在设备投运后，列出系统运行要点，以利于今后维护。

3）竣工图纸、校验报告书、技术资料及时报送管辖单位及运行操作班：做好变电站系统数据的备份工作（因变电站设备的数据常常需要根据现场情况修改，灵活性大）。为今后的运行维护、检修改造作好技术上的准备。

6、运行维护

1）加强运行操作人员的现场培训。运行人员的业务素质和对新设备的熟悉程度，将直接关系到设备的运行维护质量。运行人员应在设备投运前，熟悉变电站的运行方式、主接线情况，学会使用操作微机装置，并经严格考核后方可担任运行维护工作。

2）某变电站改造前在高温酷暑期间，由于保护装置设备室空间过于狭小，空调降温无法达到设备规定的运行环境温度，某微机装置过于密封而导致局部发热烧损。因此，应加强设备巡视，积累运行经验。气候恶劣、气温异常时，合理调节现场工作环境（启用加热器除湿、开空调降温等），维护微机设备在健康运行状态。

3）完善远方后台装置的遥控、遥测、遥信、遥调功能。全天候监视设备的运行状态。做好各种事故预想，能正确分析后台信号，判断故障情况。

4）建议将GPS卫星对时及故障录波装置列入日常巡视的重点项目。确保电力系统故障情况能随时记录，便于分析处理。

5）许多变电站综合自动化改造后，其保护、控制、信号、电磁锁电源均统一为220V直流电源，使室外设备直流回路增加了。因此要做好室外直流回路的维护工作，减少发生直流接地故障的发生。

7、结语

根据综合自动化变电站的应用情况、继电保护技术的发展方向，需要电力工作者在实际工作中,要与时俱进,开拓进取,不断总结经验, 以补充和完善综合自动化变电站的功能。完善电网骨架，提高电力企业的生产效率，为提高电网的安全、经济运行水平提供现代化手段和物质基础保证。要用发展的眼光来进行变电站综合自动化系统建设,确保电网安全、经济、优质的运行。

[1]龚强， 王津.地区电网调度自动化技术与应用.北京:中国电力出版社, 2005

[2]张继雄.变电站自动化系统选型中应注意的问题.内蒙古电力技术,2005

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.089