110kV常规变电站自动化改造设计研究

蔡乐

摘 要：针对110kV常规变电站自动化改造设计进行分析，探讨了110kV常规变电站自动化改造设计方案。结合这些内容，研究110kV常规变电站自动化改造设计原则。最后总结110kV常规变电站设备配置，内容有：主变保护、110kV进线保护、35kV/10kV线路保护、10kV接地变线路保护、10kV电容器组出线和电容器组保护等。希望通过对这些内容的分析，能够为110kV常规变电站自动化改造设计提供一定帮助。

关键词：110kV常规变电站；自动haul改造设计；改造设计原则

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0137-02

1 引 言

当前我国电力系统当中，110kV变电站数量不断增多，其在电网当中具有至关重要的作用。110kV变电站出线比较多，操作起来也相对频繁。这种情况下，能够提升运行的可靠性，同时也能够提升自动化水平，能够有效减少误操作现象。

2 110kV常规变电站设备配置

2.1 主变保护

实施主变保护，主要是按照双主双后的原则进行配置。其中差动保护，针对变压器的绕组、套管和引出线的故障，需要设置两套不同类型的跳变压器各侧断路器。主要配置原则是两套差动，其中后备保护可以共同合用一组电流互感器。瓦斯保护主变需要设置本体以及有载调压瓦斯保护，而重瓦斯动作瞬时跳变压器的不同侧断路器。其中轻瓦斯动作仅发送信号。保护装置闭锁35kV桥开关自投。在110kV侧可以设置三项式的电压闭锁过电流保护，而保护动作延时跳变不同侧断路器。在35kV侧可以设置三项式复合电压闭锁过电流保护，其中保护动作延时跳的一侧断路器，将35kV分段开关闭锁自投。10kV侧配置三项式复合电压闭锁过电流保护，而对于保护动作而言，可以延时跳本侧的断路器，并且同时将10kV分段开关进行自投[1]。

2.2 110kV进线保护

110kV分段断路器设置复合电压闭锁的过电流充电保护，其中断路器需要合入时，将充电保护开放，发生合入故障，对于复合电压闭锁过流则分别经过延时跳闸。此时断路器合入，充电保护则会自动退出，这种情况下的保护装置还需要过流充电保护能力。

2.3 35kV/10kV线路保护

对于35kV和10kV线路而言，可以为其设置三相时限电流速断保护，也可以设置三相过电流保护装置，对于保护动作而言，延时跳10kV出线断路器，拥有三相一次重合闸，同时还具备加速功能。在外部低周、低压减载位置，动作闭锁线路重合闸，此时的重合闸能够投切。这种情况下的保护装置还需要具备较强的零序过流保护能力。

2.4 10kV接地变线路保护

对于10kV接地变线路保护装置而言，其功能主要是以10kV线路为准，做出相应配置，也可以设置三相电流速断保护以及三相定时限过电流保护。对于保护装置而言，保护动作跳10kV出线断路器，拥有三相一次重合闸，同时也有后加速功能，外部低频。而对于低压减载动作而言，闭锁线重合闸，可以投切重合闸。对于保护装置来说，还要拥有一定的零序过流保护能力[2]。

2.5 10kV电容器组出线和电容器组保护

10kV电容器组出线或者电容器组设置一定的反映相间故障的三段式相间电流保护，过电压、低电压、方电线圈开口位置有三角零序过电压保护，该保护延时跳10kV电容器出线断路器。在电容器组当中，当其进行自动投切过程时，不会向外发报警信号。在电容器的组内设置相应的熔丝保护，对于保护装置而言，同样应当拥有零序过流保护能力[3]。

3 110kV常规变电站自动化改造设计原则

110kV变电站自动化改造需要实现无人值班目标，技术人员主要采用分层分布综合自动化系统，对变电站进行控制、保护和测量、数据采集等。

（1）在110kV常规变电站当中，主变压器主要使用的是有载调压、低损耗三相电力变压器，通过这种方式能够实现自动、手动、远程和就地调压，其中中性点应当具备就地或者远控分合功能。在变电站当中，主接线要足够可靠、方便操作，维修起来也较为容易，能够实现远方监控以及投资经济等的需求。

（2）在变电站当中，要求开关设备实现无油化，同时还可以使用弹簧等储能操作机构，操作电源可以使用交流电源。对于不用断路器和刀闸等，需要具备反分合位置的辅助触点，若使用SF6断路器，一定要装设反映气体压力传感器。

（3）对于变电站来说，可以配置相应的电源，也可以在35kV侧以及10kV侧共同设置变压器，两路电源需要具备一定的自动切换装置。其中的直流电源一定要确保拥有较为可靠、体系小、占用屏位少，可以在交流失电后，持续稳定的运行2h以上的系统[4]。

（4）對变电站各类的信息进行采集，遥测量主要包含不同类型的电压等级母线的相电压、线电压等，包括站用变低压侧电压，直流母线电压、主变压器的各侧、线路、电容器的电流等。其中遥信量中有变电站当中的全部断路器，还包含隔离开关和主变分接头位置信号，不同保护动作信号等。对于摇信量而言，在保障事故定位的基础上，需要进行一定方式的合并。其中遥控量中包含变电站当中的所有断路器以及主变中性点接地刀闸，摇调量中包含变电压有载调压。

（5）保护装置主要使用的是微机保护，保护跳闸命令，直接对断路器跳闸线圈进行应用，不同保护装置较为独立，而独立直流电源供电可以直接完成保护功能。当监控系统退出之后，保护可以实现独立工作，保护主要使用TA和测量用TA之间相互独立。保护装置逻辑判断回路所需的开关不能和其他的回路之间相互混合，可以设置充足的通信接口，通信主要借助站内通信网，逐渐向着监控系统传送。保护动作应当拥有保持信号，借助远方或者就地动手方式进行复归，而就地需要拥有保护定值修改功能，并且还需适当的保留远方修改定值能效，但需依权限设置密码。保护应当具备一定的自检功能，若装置发生故障，或者发生异常，则可以进行闭锁保护，并且向外发送报警信号。

4 110kV常规变电站自动化改造设计方案

对于变电站而言，一次设备大多是使用油断路器，其缺乏一定的可靠性，因此改用六氟化流断路器，从而可以适当的增加可靠性。110kV油断路器中35kV、10kV少油开关可以改为真空断路器。在主变压器的中性点隔离开关是通过手动操作方式进行的。对变电站内自动化系统和分布式通信网络进行组建。其中35kV和10kV线路开关，主要使用的是微机保护方式[5]。对主变压器温度测量回路进行改造，能够有效适应测温的需要。对站内旧式电能表进行更换，使用智能电表，电能表主要是借助电度表电能采集装置上传到综合自动化系统和地调。对站内直流系统进行更换，将其改变为高频开关电源，配有通信485接口，从而促使微机综合自动化系统接口通信得以实现，使用免维护铅酸蓄电池，对站用电系统进行改造。

5 结束语

110kV变电站自动化改造，能够在一定程度上提升变电站的安全性与可靠性，能够有效降低运维成本，技术方案选择和外设、回路接口、现场实际请款之间存在密切联系。因此需要对现有的设备进行充分应用，从而进一步满足发展需要。当前，电网自动化以及变电站自动化均得到迅速发展，因此110kV变电站自动化已经是电网建设中最为重要的内容之一。

参考文献

[1]杜 伟.110kV变电站综自改造现状及存在问题研究[J].机电信息，2013（09）：33～34.

[2]张志斌.浅析110kV无人值班变电站综合自动化的改造[J].科技与企业，2012（23）：118～119.

[3]许欣宇.110kV变电站的综合自动化技术改造[J].科技风，2012（18）：39.

[4]张颖耀.110kV变电站综合自动化系统改造的研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013（07）：310～311.

[5]张作煜.工厂110kV变电站综合自动化改造分析与设计[J].水泥工程，2014（01）：70～72.

收稿日期：2018-6-6

作者简介：蔡 乐（1987-），男，助理工程师，本科，主要从事电气自动化安装、检修、维护方面工作。