浅谈变电站老旧二次设备的改造方案及改进

马国庆

摘 要：近年来，随着电网建设的持续发展，大量早期变电站投运时间已经超过或临近12年，实践证明随着服役年限增长，设备进入严重故障期。由于受制于二次运维检修人员不足、设备改造工作量大等因素，造成施工停电时间过长影响用户侧快速复电，使得一些改造工程一再拖延。为了消除现场运行风险，夯实电网安全稳定运行基础，实现设备的高效利用、状态获取、生命追踪等透明管理，二次设备改造采用符合标准化设计规范的装置替换老旧装置，在安全可靠的前提下，减少改造工作量，缩短停电时间。

关键词：变电站;老旧二次设备;改造方案;改进

引言

随着电力系统的科技化和智能化的进程，智能变电站的继电保护功能也在发生质的改变，从传统的单一的装置向目前的由合并单元、继电保护设备、智能终端等综合功能转变，其中链接这些设备的是光纤。也就是说，光纤代替了二次回路，具备数字化的模拟信号，硬压板代替软压板。由此可见，智能变电站必须对传统的继电保护二次安全措施进行改进。本文将就这个问题进行分析和解析。

1改造方案介绍

临期或超期服役的二次设备极大多数采用“常规采样、常规跳闸”的模式，改造中屏柜外部的二次电缆不更换，根据现场实际情况新增少量电缆，主要有4种方案：原屏改造、整屏更换、端子转接和定制装置。1）原屏改造该方案采用集中专业检测认证的标准化装置更换老旧装置，仅拆除原装置背板端子与屏柜端子排内侧接线，在现场重新配线。若新旧装置尺寸不一致，需更换屏柜面板。完成配线后，核对配线是否正确，校核采样回路，开出传动验证外部回路正确性。2）整屏更换该方案仍是采用集中专业检测认证的新装置更换在役老旧装置，屏柜外部电缆不变，先拆除原屏柜与外部回路连接，将原屏柜整体拆除，直接更换全新的屏柜和装置，屏内配线在工厂完成调试验证，现场只需校核模拟量采样回路和开出传动验证回路正确性。3）端子转接该方案在通过集中专业检测认证的新装置背部增加端子转接箱，新装置背板端子通过转接端子与屏柜端子排内侧连接，实现除了交流端子外的大部分端子的“即插即用”。现场施工只需要拆除原装置背板端子与屏柜端子排内侧接线，将屏柜内的原装置更换为新装置直接对接，仅配接少量新增电缆。完成更换后校核采样回路和验证外部回路。4）定制装置根据在役的装置，尽可能符合目前新标准规范技术要求，定制开发与原装置外回路完全一致的装置，除模拟量需重新配线，改造时只需要重新拔插接线端子，可实现整装置的“即插即用”。

2智能变电站系统的构成分析

当前电力企业的变电站运用了较多先进的技术，朝着更加智能化、数字化的方向发展，智能变电站能够根据实际运行情况和相关需求，自主进行资料收集、检测、计算等操作，协助电网进行自主控制，协调各种工作，并进行相应的分析。智能变电站系统按照不同的工作内容可以分为站控层、间隔层和过程层3个组成部分，共同实现智能变电站的正常运行。

2.1站控层

在智能变电站实际运行的过程中，站控层的内部设置有自动化操作系统、通信系统和时间纠正系统等，可以检测和管控整个变电站内部的设备，并且还可以进行相关资料的收集，支持其他环节的正常运行。通过站控层的相关数据能够被及时监测和采集，有助于管理和保护相应的电力设备和电力系统，并且减少一些不必要的损失。

2.2间隔层

对于智能變电站系统中的间隔层而言，其主要构成装置能够对智能变电站进行监测控制，对电力企业进行继电保护，发生故障时能够进行录波的二次电气设备，通过相关信息数据的运用能够推动设备的正常运行，通过借助线缆的作用来实现与过程层的信息共享。

2.3过程层

在过程层的组成中，主要包含了一些智能变电站的一次设备、智能化电气设备、智能终端等一些其他的设备，对智能变电站系统的正常运行有着关键性的作用。通过这些设备的作用，能够帮助变电站完成电能运用、调配、运输、管控等一系列的工作，不断优化的一次设备和实际应用的非正式互感器，也能够帮助间隔层和过程层实现信息的传递。

3变电站二次设备状态监测技术

3.1监测的相关流程

首先是对状态数据进行相应的收集，这是对变电站二次设备进行状态监测的第一步，根据收集到的具有准确性、可靠性的工作数据，可以对二次设备的运行状态进行更好分析和判断，通过利用相应的计算机技术能够降低收集状态数据的复杂性;接着是对状态数据的监测，对于变电站中二次设备的状态数据，通常在传输的过程中采用有线的方式，对于不正常的数据计算机能够发出相应的信号，工作人员也能够及时的知道;然后是对数据的处理，这是二次设备状态监测过程中最重要的环节，当处理过程中结构的范围异常时，系统会根据实际情况自动发出报警的信号;对于变电站系统中的监测模块而言，在对二次设备状态进行监测的过程中，监测系统也能够对传输的数据进行相应的监测，一旦系统监测到异常的情况的出现，就会发出相应的信号。

3.2分布式数字化保护装置

在智能变电站设备中，可以根据相应的标准为变电站建立相应的通信体系，利用电子式互感器加工和转换相应的模拟信号，然后传输到相关保护装置中，经过这样的环节后，输出的就是专业网络传输的信息，而不再是之前的接点。对于分布式保护装置中一些重要的间隔，需要进行双重配置。电子式互感器的应用能够有效避免出现二次电流、电压的输入和AD采样，从而对数字采样部分的状态能够更加方便的监测。装置本身也能够对接收的SMV采样值报文进行相应的监测，当监测到异常的数据时，也能够进行及时的报警。分布式数字化保护装置使用光纤取代铜缆，减少了监测回路绝缘状况，通过使用以太网通信技术，可以保证继电保护设备状态检修的灵活、可靠性，使用软压板能够降低监测连接片状态的难度。

3.3集中式数字化保护装置

集中式保护装置能够有效实现多台IED的功能，比如对相关线路的保护和测控。该装置在配置时通常是采用双套保护方式，在提高保护测控功能可靠性的同时，也能方便设备的维护。使用该装置可以有效减少变电站监测的对象，并且可以集中每台分布式装置的电源监测、软压板监测功能，统一由IED设备进行完成，从而能够有效减少设备检修维护的工作量。

3.4对主体缺陷的有效处理

第一点，撤掉保护端的主要联动设备、分段设备、开关的总路、关闭端的出口软压板，退出主体设备的主体线路连接、分段线路、总路线路、关闭设置自投的出口软压板，退出各种电压的端口。第二点，退出各种电压的对应的主体线路保护侧该变压器分支的启动失效、解除复压闭锁系统接收软压板。

结语

综上所述，随着智能变电站的不断优化和应用规模的不断扩大，加强对智能变电站二次设备状态的监测工作，已经成为保证变电站正常运行的重要环节，通过对二次设备状态进行相应的监测，能够及时了解设备的运行状态，实时监测异常或故障情况的发生，进而能够进行及时的解决。同时还能够实现相关信息的共享，提高二次设备的运行质量和效率。

参考文献：

[1]何鼎，孙波.智能变电站二次设备状态监测技术[J].科技创新导报，2019，16（02）：25-26.

[2]翟俊峰.智能变电站二次设备状态监测技术分析[J].低碳世界，2018（12）：63-64.

[3]刘敏军.智能变电站二次设备状态的状态监测技术浅述[J].数字通信世界，2018（12）：69.

[4]张屹.智能变电站二次设备状态监测技术[J].电子技术与软件工程，2017（19）：240.