110kV变电所保护及综合自动化系统升级改造

王春宝

（国网江苏省电力有限公司东海县供电分公司 江苏东海 222300）

1 前言

110kV变电所是进行输配电的重要环节，也是电网监督和控制的关键点，在变电所中运用综合自动化技术可以将站内的继电保护、系统的监督控制以及信号的采集等有效结合成一个整体，实现资源的共享。但是在实际的工作开展中，旧的综合自动化系统有很多方面的问题，这就需要对其进行升级和改造，才能确保系统的正常运行，起到很好的保护作用。

2 110kV变电所供电系统案例概述

某110kV变电所在进行一次接线的时候，使用单母线全桥的方式进行接线，开关选择使用SF6气体绝缘的开关设备，断路器应该与弹簧操作结构相互配合。同时综合自动化监控系统应该选择NSC200NT系统，确保变电所保护、检查视听、监督测量等工作的自动化实现，其中110kV GIS设备中的保护和主变保护单位要集中在一起进行组屏，这样不仅可以对断路器、隔离和接地刀闸等分合闸进行操作，还可以监督测量开关的运行情况。

3 110kV变电所保护

从目前的现状来看，如果110kV变电所的元部件或者系统的设备发生了故障，就应该采取相应的动作控制设备和元部件的保护装置，对故障进行及时的处理和解决，同时对于距离较近的断路器，也可以很快的做好跳闸命令工作，将发生故障的电力设备从电力系统中分离出来，大大降低设备对电力系统的影响，满足电力系统工作方面的需要和要求。

现阶段，在电力系统中保护装置是对电气设备相关指标进行准备反映的关键，对这些不好的现象进行分析，可以及时将不同的警告信号传递出来，那么就可以及时的通知工作人员对其进行及时的处理和修复，也可以保证保护装置进行自我的调节和优化，从而对发生安全故障的元部件和设备进行及时更换。因此110kV变电所保护的目的是在电力系统遭遇故障时一般由保护装置对出现故障的元部件进行及时的脱离，促使发生故障的元部件可以马上从电力系统中断开，对元部件造成的破坏程度大大降低，确保电力系统供电的安全。

4 110kV变电所老综合自动化系统存在的问题

某电力系统中，伴随着采掘工作层面的不断延长和伸展，供电系统得到了不断的拓展，促使综合自动化系统的遥控、遥测等方面的数据有所增加，但是在系统运行的几年之后，非常容易出现以下几个方面的故障：

（1）如果操作开关柜中的断路器、接地刀等位置的信号发生了变化，而后台机器没有对这些设备的位置的遥信信号进行及时更新，该现象经常出现在设备检查和维修过程中保护装置断电之后重新接电的时候，保护装置与后台通讯不畅通的情况、后台机器不能对施工现场设备的各种各样的状态进行正确反映时，从而就会给现场施工带来很大的安全问题和隐患。同时因为电力通讯系统时常出现通讯延迟、严重的时候还会发生遥动控制不能够得到有效的执行，在供电系统发生故障的时候，就应该进行应急倒闸操作，此时如果后台机器操作失去功效，操作人员就要通过集控室，进入到110kV GIS或者10kV设备室对设备进行操作，但是此过程的操作非常艰巨，甚至会造成死亡。

（2）目前使用的某公司的老版本保护装置已经停止生产了，已经对保护装置进行了升级，这样就给设备的使用带来很大不方便，两个版本有很多方面的不同，在开始阶段存在不兼容问题，这样在老版本的保护装置发生故障的时候，设备不可以直接的换成新保护装置，一定要对其进行线路改装，这样就能施工现场的使用带来很大的难度，没有兼容的备用件进行更换，就不能很快的故障进行排除和解决，从而在使用保护装置和综合自动化系统时，就对供电的安全性造成很大威胁和影响。因此一定要升级和改造综合自动化系统。

5 110kV变电所综合自动化系统的改造

对于综合自动化系统存在的问题，一定要对其进行升级和改造，主要是对主要控制单元、后台的监督控制系统、0kV分散保护装置等进行改造，改造的内容是对原来监督控制的架构进行改变，对原来系统的通讯方式进行改变，这样就很大程度提高了通讯的速度，对双层网络的冗余结构进行了呈现，对原来系统中信号存在着不对应的情况进行及时有效的处理，对遥控不能执行和高压柜存在的安全方面的隐患问题不能进行及时处理。

在新的综合自动化系统中，保护装置主要是利用太网与交换机进行直接的连接，而交换机是通过太网与前置机进行直接通讯，前置机是通过太网后台机直接通讯，并且每一台保护装置都可以将其与太网、交换机以及前置机等直接通讯，这样就对很多信号的变换步骤进行了省略。此外系统还对A/B网进行了设置，并且各自配置了2套前置机和后台机，从而就促使每一台的保护装置都可以利用A/B网进行通信，进而对系统的可靠程度进行大幅度提高。

关于，综合自动化系统因为在保护装置方面，新版本和旧版本存在不兼容的特征，这样就需要将旧版本的保护装置接上线缆，将每一个电缆线与新版本对接，这样就促使新版本的保护装置的测量和互感仪器的精度更高和准确，信号的回路监督控制也更加全面。此外对于综合自动化系统，由于其与原来系统存在信号不相对应的情况，严重一点甚至出现故障不报的情况，这样就应该对10kV进行间隔性的逐台改造，改完之后，也就可以实现间隔性的遥测、遥信等测量，进而促使信号更加稳定和可靠。

6 110kV变电所新旧综合自动化系统的改造对比

6.1 通讯速度的对比

旧的系统首先是使用串口通信、各个综合自动化保护装置的串联方式，之后对信号进行转换，确保其与前置机通讯。因为串口具有一对多的特征，通讯的速度也受到限制，这样就促使监督控制的效果不够理想。在新的系统中，综合自动化保护装置主要是利用交换机与前置机进行直接的通讯，对中间包含的环节进行去除，那么在进行信号采集和远程监控的时速度和反应就比旧系统要快很多。此外，新系统采用的网络通讯要比原来串口通讯要快，通过改造之后的保护配置可以达到原来速度的10倍以上。

6.2 可靠性的对比

要想促使通讯中发生故障的时候，防止对系统的运行造成影响，通过改造之后就对双网的冗余结构进行了创新和增加，这样如果某一点发生故障就可以及时准确的将其切换到另外一段网络上面开展通讯工作。同时新系统采用的是A/B网进行通讯，在A/B网出现故障的时候，系统就会直接的切换到B/A网，这样不仅不会对系统的运行和操作造成影响，还会对供电的安全进行提高。最后主控单位的前置机（2台）应该采用一个使用一个备用的模式，其中一台发生故障的时候系统就会自动的切换到另外一台，促使可靠性得到很大程度的提高。

7 结语

综上所述，通过上述的分析，在改造之后新系统和维修量和故障率不断降低，存在很大的优势特征，同时随着智能变电所的不断发展和完善，改造后的综合自动化监控系统很大程度提高了系统的实时性，也保证了系统在运行中的可靠性。