35kV变电站改造与技术处理措施研究

摘要：电网系统当中仍然运行有一些比较老旧、建设时间较长的35kV变电站，这些变电站不可避免地存在很多缺陷。这些缺陷的处理比较困难，潜在非常多的安全隐患，并导致变电站乃至整个电网系统的运行稳定性受到不良影响。针对此问题，就需要根据实际情况，因地制宜地对变电站进行改造，期间相关技术的应用是非常关键的。文章分析35kV变电站改造工作中相关技术的应用以及操作要点，希望能够引起各方关注与重视。

关键词：变电站；继电保护改造；电网系统；相关技术；改造思路；断路器 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2015）06-0054-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0454

在现代经济社会发展水平不断提升的背景之下，电力系统的发展速度以及发展规模均取得了相当可观的成果。而对于电网运行系统中最为常见的35kV变电站而言，其开始逐渐体现出了一些传统变电站存在的问题，其中包括少油式断路器渗漏油问题、继电保护可靠性较低以及变电站综合自动化水平较差等在内。因此，本文就35kV变电站改造过程当中所存在的技术处理措施与相关要点进行了分析与论述。

1 35kV变电站改造思路分析

在对35kV变电站进行改造的过程当中，改造思路的设计与改造方案的执行都需要遵循因地制宜的基本原则，一方面需要确保改造技术方案的可行性，另一方面需要兼顾经济优势的实现，逐步实现变电站综合自动化的建设目的。总的来说，在35kV变电站改造期间，所涉及到的主要工作内容有以下三个方面：

1.1 无油化改造

在当前，部分35kV变电站所使用的断路器仍然为少油式断路器，产生了非常大的环境污染问题，并且其运行性能也受到了较大的挑战。针对这一问题，在变电站改造工作当中，可以将这部分少油式断路器更换为真空断路器，同时操作机构也需要从传统的电磁式转变为弹簧储能式，通过以上技术改造，提高整个变电站系统运行的可靠性与环保性，避免了传统运行模式下变压器油在分合瞬间产生分解而对环境造成的不利影响，突出了环保效益。

1.2 继电保护改造

针对以往35kV变电站继电保护装置运行中存在的问题与局限性，必须对老式的继电保护装置进行更新升级，选择具有综合自动功能的继电保护装置替代传统装置，除能够解决传统继电保护装置在接线、维修以及故障等方面存在的问题，还能够有效提高整个继电保护装置的可靠性、精度性以及灵活性水平。并且，继电保护综合自动装置无论是维护还是调试均比较简单，性价比方面有突出优势，经济可行。

1.3 自动化系统改造

传统技术条件支持下，35kV变电站运行所使用的系统功能比较分散，体系结构比较混乱，导致其性能受到不良影响。因此，在改造中，可以通过对自动化系统进行改造升级的方式，引入建立在分层基础之上的分布式体系结构，在系统内统一包括测量、保护、控制、故障录波、检测、通讯、参数设置以及时间储存在内的多个方面的功能，通过这种方式，支持对35kV变电站内各种电气设备以及运行线路的保护、测量以及控制功能。

2 无油化改造技术

传统意义上，35kV变电站中所使用的少油式断路器技术经验已经比较成熟，且少油式断路器的价格适中，成本接受度比较高。但随着运行经验的累积，工作人员发现此种断路器在参与35kV变电站运行的过程当中多存在分断大电流以及事故跳闸后绝缘油碳化的问题，长时间运行条件下可能导致比较严重的渗漏油现象，因此其安全性存在非常大的缺陷。与之对比，真空断路器虽然成本方面有一定的缺点，但其综合性能优势是非常显著的，运行可靠，性能优良，维护工作量小，对降低断路器以及相关设备的维护成本而言也是非常关键的。除此以外，真空断路器所依托的工作原理更加科学，所使用的灭弧介质以及灭弧后触头间隙所对应的绝缘介质均为高真空，灭弧不用检修，可频繁操作，保障动作安全。通过实施此项改造的方式，能够达到提高断路器可靠性的目的。因此，在变电站改造中，以真空断路器替代传统少油式断路器是非常可行且重要的。在具体的改造工作当中，可以保留35kV变电站系统内开关柜柜体、母排、上下隔离刀闸、保护装置以及部分二次接线，仅以真空断路器替代少油式断路器，省去以往传统的电磁操作结构，转而用基于储能式的操作机构加以替代，这样一来，原有的开关柜不单单具有了真空式开关柜独特的性能优势，同时还能够在保障功能的同时，降低了改造费用支出，凸显了经济效应方面的优势。

3 继电保护改造技术

传统意义上，35kV变电站系统内部的各个装置相互之间保持独立关系，没有兼容性，部分应用功能重复。实际工作者，需要通过对各个装置功能进行集中处理的方式来满足系统保护方面的要求。但在这一过程当中，各个装置的相互协调功能较差，难以达到标准化的要求。除此以外，35kV变电站中的相关继电保护设备缺乏自检功能，因此导致故障率居高不下。主要原因是：常规的35kV变电站中，继电保护系统的运行具有被动特点，因此在发生内部故障后，由于系统无法正常做出相应的指示，将导致部分装置在没有报警提示的条件下出现误动动作甚至是运行故障。更加关键的是，35kV变电站信息记录与显示方式存在一定的滞后性，即监控操作多通过指示灯的方式实现，使用各种表盘来反映模拟量的瞬时取值，绝大部分的数据信息以及事件记录都需要通过手工方式实现，由此可能产生非常大的人为误差以及耗时问题。

根据以上分析认为：在对35kV变电站进行改造的过程当中，对继电保护模块的改造是重中之重。工作人员需要根据35kV变电站的实际特点，选择具有综合性能优势的综合性微机保护装置，然后才能够将其作用于变电站的实际运行中。以当前综合性能较为突出的Y200系列综合微机保护装置而言，其功能单元包括交流板、主控板、LCD控制板、电源板、操作板、继电器板以及接线端子等多个方面。将其投入变电站继电保护系统后，整个运行结构如下图1所示。

结合图1，电压/电流变化器首先需要负责对电网一次设备CT（包括PT在内）通过采样的方式得到并传输形成的电压以及电流信号进行采样，然后由低通滤波器进行处理，经过8选1多路开关后，信号被传输至运算放大器内部，由高精度的运算放大器对电流、电压信号进行放大并做限幅保护处理，通过以上操作流程，使其能够转化为电压等级5V的交流信号。在此基础之上，由系统内A/D模块对交流信号进行采样并将所采集得到的数据输送至16位单片机内，中央处理模块同时还需要接收及经过光电隔离处理的脉冲信号以及输入信号，然后对信号做综合运算，并由主控板对信号进行处理，以便在继电保护过程当中，系统能够结合实际的动作条件发出相应的信号指令（包括合闸、跳闸以及告警指令等在内）。然后，驱动接口电路可以将信号传输至出口继电器模块，跳合闸继电器触电与断路器跳合闸回路接通，CPU则能够同步发出相应的信号数据，完成整个继电保护流程。整体运行性能稳定可靠。因此，微机保护改造措施的落实使得继电保护动作可靠性水平得到了有效的提升，且对于保障并优化继电保护系统中相关数据信息的传输能力而言也起到了关键性的作用。

4 结语

针对原有35kV变电站系统存在的问题，需要对变电站进行无油化改造，保留变电站原有的柜体部分、母排部分、上下刀闸部分以及二次设备部分。同时，针对原有少油式断路器存在的缺陷，需要使用真空断路器替代，在实现经济效益的同时，实现变电站运行的无油化，以达到保护环境的目的。同时，还需要通过对原有继电保护装置以及综合自动化系统局限性进行分析的方式，采取相应的措施进行改进，以达到提高继电保护动作可靠性，体现继电保护数字化优势的目的。本文围绕上述问题展开了系统分析与研究，望引起关注。

参考文献

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作者简介：乐晓红（1957-），男，浙江镇海人，上海送变电工程公司工程师，研究方向：电力工程技术。

（责任编辑：秦逊玉）