大庆油田新一联变电所的微机自动化改造

2013-10-29李国权

石油工程建设 2013年4期

李国权

（大庆油田工程建设有限公司安装公司，黑龙江大庆 163411）

0 引言

近几年，油田微机自动化变电所不断建成投产，其中对原老式变电所的微机自动化改造是施工中的难点。新一联35／10 kV变电所二次回路改造工程是大庆油田第九采油厂老区改造项目，该工程拆除原有继电器式二次保护装置，新建微机综合自动化装置一套，35 kV进线保护装置、主变保护装置、10 kV侧保护装置均采用集中组屏方式，对控保回路接线进行更新处理。

新一联变电所内只进行14面控保屏的更换，其余的高压设备均不更换，这便增加了施工的难度：一是变电所内30台高压开关柜均为80年代的产品，目前厂家已经不生产此类型的开关柜，高压开关柜内部设备的辅助结点无法引入到新建控保屏内；二是老式高压柜内二次回路的接线端子绝大多数已经陈旧，原端子号模糊不清；三是35 kV开关场内的SF6断路器为旧式断路器，与新建的控保屏联系的辅助结点对数不一致，这就需要根据现场实际情况进行改线。

1 35 kV SF6断路器 “弹簧未储能”信号的接入问题与改线措施

1.1 SF6断路器 “弹簧未储能”信号的接入问题

（1）根据新一联35/10 kV变电所新建DX5000微机35 kV线路保护装置原理接线图，在 “弹簧未储能”闭锁合闸回路中，需要从35 kV SF6断路器侧引入一对弹簧未储能常闭（CK）结点，如图1中虚线框内所示。

图1 35 kV线路保护装置原理

（2）新一联变电所35 kV侧户外开关场SF6断路器的电气原理如图2所示，此对CK常闭结点为SF6断路器本身的储能控制回路所利用，而无其他备用的CK常闭结点引入到新建35 kV线路微机保护装置中，导致 “弹簧未储能”信号无法引入，所以需要进行现场改线。

图2 SF6断路器的电气原理

（3）另外，新一联变电所还有另一种35 kV SF6断路器，其电气原理如图3所示。此储能控制回路电源取自SF6断路器储能交流电源，同时也无备用的CK常闭结点。这种情况下如果要引入“弹簧未储能”所需的常闭结点，也需要进行现场改线处理。

图3 储能回路

1.2 针对SF6断路器电气原理图2的改线措施

通过与微机保护装置厂家协商，请厂家现场调试人员在现场微机综合自动化系统的微机程序里更改保护投退控制定值，经深入讨论发现此办法不利于系统的稳定性，所以被否定。

从设计图纸的电气原理可知，35 kV线路微机保护装置取现场SF6断路器的气压异常闭锁信号（一对常开结点和弹簧未储能信号，一对常闭结点），控制回路即可在保护装置内部的集成电路中自动执行其功能，因此将图2中69、70与70、53号端子拆开，同时与84、88号端子串接到一起，并将1ZJ继电器的一对常闭结点引入到微机保护装置中作为 “弹簧未储能”闭锁合闸回路的控制信号。具体改线电气原理如图4所示。

1.3 针对SF6断路器电气原理图3的改线措施

图4 储能控制回路改线

此储能控制回路电源取自SF6断路器储能交流电源，因此厂家同样不同意在微机保护装置中改变保护投退控制定值，这种方法的不可预知性要比前者的情况更加复杂，所以只能进行现场二次回路改造。

图3中SF6断路器气压异常闭锁回路中无1ZJ或2ZJ继电器，我们无法利用设备本身内部二次回路的继电器进行改线，因而需要增加外部中间继电器。具体做法为每个35 kV线路保护回路增加一个型号为DZ-6-3Z的中间继电器，增加位置在35 kV线路保护屏内侧，将此继电器ZJ与CK常开结点串接到一起（如图5所示），同时把继电器的一对常闭结点引入到微机保护装置的控制回路中（如图6所示）。

图5 储能回路改线

图6 保护装置控制回路改线

2 直流电源的分段供电问题及改线措施

2.1 直流电源的分段供电问题

直流电源是指为发电厂或变电所的控制、信号、测量及继电保护装置、自动装置以及断路器合跳闸提供电力的电源，由于它与一次设备的安全性息息相关，因此对它的供电可靠性要求很高。

35 kV侧、10 kV侧控保屏直流电源分段问题如下：

新一联变电所主控室内屏面排列如图7所示，微机保护装置厂家提供的柜顶控制直流电源小母线（+KM、-KM）为两根通长的铜母线，同时设计给定的电源电缆仅为一条YJLV-0.6/1 2×4的电力电缆，这就要求敷设电源电缆的时候只能把35 kV线路保护屏、10 kVⅠ段馈出线、10 kVⅡ段馈出线微机保护装置控制电源设计为同一回路。

图7 保护屏排列

考虑到查找系统故障原因的方便性，经过与使用电位、建设单位、微机保护装置厂家协商，决定进行现场改线，以便当系统出现 “直流接地”报警信号时，可分段查找故障点及准确、快速地排除故障，从而提高供电的可靠性及稳定性。

2.2 直流电源分段问题的改线措施

增加型号为YJLV22-0.6/1 2×6的电力电缆两条，加上设计给定的控制电源电力电缆共三条，分别沿直流屏供电回路敷设提供电力给35 kV线路保护屏、10 kVⅠ段线路保护屏、10 kVⅡ段线路保护屏保护装置控制电源，同时要求厂家将通长的控制电源小母线改成分段型铜母线，以便于电缆敷设到相应的小母线接线位置，如图8所示。

图8 保护屏排列改线

3 35 kV控保屏内储能回路继电器失电问题及改线措施

3.1 控保屏内储能回路继电器失电问题

对新一联变电所35 kV线路进行保护调试等一切正常。当调试完35 kV母联保护回路，分开35 kV SF6断路器侧合闸电源开关时，35 kVⅠ段线路保护装置、35 kV母联保护装置同时发出 “弹簧未储能”报警，经过现场查找，发现接线回路如图9所示。

图9 弹簧未储能回路

图9显示，35 kV线路保护屏内增加的继电器线圈结点2与各个回路的SF6断路器内CK常开结点相连，继电器的线圈结点8与各个回路合闸电源的负电并接到一起相连，负电接至35 kV母联SF6断路器合闸电源开关受电侧。

当35 kV母联SF6断路器合闸电源开关断开时，增加的继电器ZJ线圈失电，同时引入各个回路微机保护装置的继电器ZJ的辅助结点又恢复到原常闭状态，微机保护装置自动认为其SF6断路器弹簧未储能，不能进行SF6断路器的合闸操作，因此显示“弹簧未储能”报警信号。

3.2 控保屏内储能回路继电器失电问题的改线措施

将35 kV线路保护屏内增加的继电器线圈结点2与各个回路的SF6断路器内CK常开接点相连，继电器的线圈结点8与各个回路合闸电源的负电并接到一起相连，负电接至35 kV母联SF6断路器合闸电源开关供电侧，这样无论35 kV母联SF6断路器合闸电源断开与否，继电器的线圈结点8都将不失电，保证了动作的准确性，见图10。