工厂110kV变电站综合自动化改造及运行经验之我见

袁哲

【摘 要】随着变电站自动化技术的发展，工厂110kV变电站内的变电设施结构也在不断完善。工厂110kV变电站的综合自动化改造，增强了系统运行功能的综合性，促使变电站向着结构合理化、监控屏幕化和运转智能化的方向发展，有助于从根本上解决工厂的供电安全问题。本文着重探讨工厂110kV变电站综合自动化改造的具体措施，并总结变电站综合自动化改造和运行的相关经验。

【关键词】工厂110kV变电站；综合自动化改造；运行经验

【中图分类号】TM411+.4【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0344-02

传统的工厂110kV变电站主要采用晶体管保护设施和微型机器设备。由于晶体管设备的使用年限较长，因此，在淘汰这种保护设备之后，变电站内的各种设施纷纷出现老化、运转失误等现象，技术人员又难以在短时期内找到适合替代晶体管的保护设备，导致很多工厂发生停电和停产等事故。这些事故对工厂生产活动的正常开展造成了很大影响，同时严重威胁着工厂的用电安全。在这种情况下，只有对工厂110kV变电站进行综合自动化改造，才能从根本上消除一系列妨碍生产顺利进行的因素，并保证供电设备的安全。

一、工厂110kV变电站的综合自动化改造措施

化工企业的生产活动具有很强的连续性，这就决定了变电站内二次设施的改造不能在全厂停电的条件下进行。因此，技术人员采用了分批改造、转移主要负荷和关闭局部电源的方式来改造相关设施。具体而言，工厂110kV变电站的综合自动化改造措施包括如下几点：

（一） 暂时保留主要的原有保护设备，将新的保护设备接入新增的综合控制屏幕

将主要的变电保护设备、特定直径的晶体管设备更换为集保护、测量、远程控制和远程通信于一体的微机线路设备，新增一面主要变电保护屏幕和10KV保护屏幕，同时将重要的保护负荷转移给新的保护测量装置。各个变电设备单元采用微机控制与简易手动控制相结合的控制方式，两种控制方式彼此闭锁。当监控系统出现异常时，操作人员可以用手动的方式开启断路设备。手动设备主要包括隔离装置的开关和接地刀。

（二） 取消原有的集合控制台和集合控制柜

用计算机监测系统代替传统的晶体管集合控制系统，实现变电站的电流电压测量功能、重要信号预告功能和事故信号报警功能。由于原有的主要变电保护设备缺乏信息传递能力，因此，技术人员暂时利用接点将信号引入变电站后台的控制系统。在工厂110kV变电站内新增了音响预报装置、中央控制设备和公共信息测量控制屏幕，将直流电源改为高频率的开关系统。与原有蓄电池相比，新型蓄电池的容量更大，并具有自动通讯、跟踪检查等新式功能。

（三）完善主要保护设备的系统结构

主要保护设备包括制动保护设备、瓦斯保护设备以及本体保护设备等。线路保护系统的主要作用是为过流装置、速断装置、重合闸门以及小电流装置提供接地的保护。其中10kV的电容装置为电压偏大和电压不足的装置提供保护。取消原变电站中的110kV编程自投设备，增加一套新的计算机备用自投设备。同时，为了提高系统运行的可靠程度，将整个变电系统进行双网式改造，选取合适的控制单元支持硬件运行。两个控制单元之间无须另行安排额外的切换软件。为了减少变电站的占地面积，设计人员可以将两台控制单元与新增的卫星系统设计在一个屏幕中。

二、工厂110kV变电站综合自动化运行结构

经过综合自动化改造之后的工厂110kV变电站，采用了分层设置的集中屏幕系统。整个系统可以被分为三层，即隔离层、通信层和站点控制层。

（一）隔离层

隔离层内包括主要的变电保护设备及其测量系统、110kV线路测量和控制设备等集中组件。线路和电气设备的测量和保护装置被合为一体，安装在变电站的主要控制室内。

（二）通信层

综合自动化的变电站实行网络通信。网络通信方便了站点控制层与隔离层之间的信息传递，节约了信息通讯的成本，提高了信息传输效率。

（三）站点控制层

站点控制层内部的设备装置较多，主要包括监控设备主机、工程师站点、公司内部调度管理设备以及远程联动接口装置。这些设备对工厂110kV变电站进行运行监管和中心控制。

在工厂110kV变电站内还设有特殊的保护系统。在保护系统中，交流式的电流和电压彼此独立，各种设备的开关直接与装置相连，确保测量和控制装置在不与控制设施相连接时，仍然可以正常工作，同时各种保护设备也可以单独开始或者停止运行。这种独立构造具有较强的可靠性，设备的故障只能影响到局部系统，而影响不到整个系统。当网络通信系统出现故障时，监控设备会受到影响，但是系统中最重要的保护和监控设施不会受到干扰。

工厂110kV变电站综合自动化系统具有多重功能。系统内的各种设备可以通过测量和控制装置来收集和整理数据信息，而检测系统通过收集信息，产生各种即时性的数据，为数据库的更新做准备。检测系统具有事故预测和报告功能、报警功能、重要事件记载功能以及事故经过再现功能。断路设备和主要变电设备具有控制压力开关、管理系统、显示画面和打印材料等功能。此外，整个综合自动化系统还可以诊断自身的故障，并进行自我调整和恢复。

三、工厂110kV变电站综合自动化运行经验

（一）设备选择经验

技术改造人员在选择设备时，应当充分考虑变电站系统运行的稳定程度。设备装置的稳定性，会受到装置制造原理和原件组装方式的影响。如果组成某一装置的元件不够稳定，那么整个装置的可靠程度也不会很高。例如：某工厂110kV变电站采用的变压线路控制元件和电容保护元件就经常出现烧毁、黑屏、失效等现象，迫使系统保护装置停止运转，同时引发通信中断和监控装置死机等事故。更换这些设备会增加工作人员的工作负担，增大变电站运行成本，更重要的是，质量不达标的变电保护设备可能引发安全事故。

（二）综合维护经验

总结变电站维护工作经验可以发现，工厂110kV变电站装置中，维护难度最大的就是通信设备。如果通信设备发生故障，整个系统的通信就会中断，监控装置也可能会失灵。这种故障的主要表现形式为：后台机器仍然能够正常监督系统工作，但是收集来的数据不能被刷新，系统下达的指令也不能被执行，或者分层保护设备不能与通信设备进行连接，后台机器无法完成监控任务。造成系统通信不畅的主要原因包括：计算机装置硬件配置不科学、硬件质量不达标、通信规则不同的各种设备被安放在同一个系统中、计算机软件编制程序不正确、抵抗电磁信号的保护设备失灵，等等。

（三） 日常检查经验

变电站需要被定期维护。在日常维护过程中，技术人员要定期检验装置性能。具体而言，技术人员应当查看设备的保护值变化情况、检验保护的采样数值精确程度，以及检验保护的逻辑效果等，确定整个保护系统是否处于正常的工作状态，以及能否及时地完成任务。

总结

当今社会，信息科技和电力技术迅速发展。随着一系列综合自动化变电设备的出现，工厂110kV变电站的综合运行水平也在逐步提高。近年来，我国相关电力部门出台了变电站改造的新标准和新规范，促进了工厂110kV变电站的综合自动化改造。然而，相关的改造技术还不够成熟，工厂110kV变电站的数字化和信息化水平也有待进一步提高。技术改造人员要努力提高专业素质，积累实践经验，提出更加科学、合理的变电站改造方案，提升工厂110kV变电站运行的科学性和高效性。

参考文献

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[3] 王琴，张华.110kV变电站综合自动化改造 [J].电工技术，2012（10）.