35 kV自動化變電站二次設計及問題分析

鐘漢春

（茂名市粵能電力股份有限公司，廣東 茂名 525000）

變電所綜合自動化是提高變電所安全、可靠、穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施，但由于目前綜自設備整體的技術還不夠成熟、穩(wěn)定以及沒有統(tǒng)一的模式，因此，不同設備、不同設計方案組成的自動化實施方法就不同，所以在運行中總會出現(xiàn)各種不同的問題。目前，城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造及大用戶工程等35 kV新建變電站多采用綜合自動化系統(tǒng)（下稱綜自系統(tǒng)），以適應我國電網(wǎng)自動化的要求。變電站采用綜自系統(tǒng)是加強電網(wǎng)管理、提高電網(wǎng)安全運行和勞動生產(chǎn)率的重要措施。變電站采用綜自系統(tǒng)所起的作用及所產(chǎn)生的效益主要體現(xiàn)在：減少現(xiàn)場誤操作事故，提高電網(wǎng)供電可靠性和供電質量，提高電網(wǎng)運行管理水平，提高供電企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，降低變電站的建設運行成本，強化更新電力系統(tǒng)操作人員的知識技能，帶動供電企業(yè)的技術進步。

以往35 kV綜合自動化變電站多采用成熟、穩(wěn)定、可靠的直流操作系統(tǒng)。一套帶智能通信接口的直流屏造價通常在15萬元以上，這對于農(nóng)電、工礦企業(yè)等資金較緊張的用戶無疑是一筆不易籌措的資金。如果能以交流操作系統(tǒng)取代直流操作系統(tǒng)，從而取消直流屏，節(jié)省下來的資金，基本上就可以購買具有5～8回出線的綜自站全部二次保護設備，這是非常經(jīng)濟的。

1 交流操作系統(tǒng)電源及站用變

為使交流操作系統(tǒng)的電源具備穩(wěn)定性、可靠性及后備性，可以運用下列方法解決：相對于直流操作系統(tǒng)中由直流屏直接提供的直流220 V電源，在交流操作系統(tǒng)中改用UPS輸出的交流220 V電源直接或間接替代，具體措施如下：①保護、測控等微機裝置工作電源采用交流220 V，由UPS輸出提供；②跳合閘回路使用交流220 V，由UPS輸出提供；③機構儲能電源使用交流220 V，由UPS輸出提供；④后臺機使用交流220 V，由UPS輸出提供；⑤跳、合位繼電器采用直流24 V，由外部開關電源提供，開關電源的輸入為UPS輸出的交流220 V；⑥中央信號回路采用直流24 V，由外部開關電源提供，開關電源的輸入為UPS輸出的交流220 V；⑦裝置面板信號及開入量采用直流24 V，由裝置電源模塊提供。

2 屏位及屏面布置

交流操作綜自站因其 10 kV開關多采用戶外桿上操作機構，其二次保護適于集中組屏。屏面布置應注意以下幾點：①相同或相似性質的保護測控裝置及其控制元件，應考慮安裝于同一屏（柜）面上；②不同柜體間相同性質的安裝單元（比如保護裝置、KK把手、紅綠燈等），在屏（柜）面上的高度、位置等宜對應一致；③兩套變壓器的保護設備、控制元件等宜布置在不同屏（柜）面上；為節(jié)省空間，也可考慮安裝于同一屏（柜）面上，但應一左一右明確區(qū)分；④屏（柜）面布置元件時應滿足調試和運行巡查方便的要求；⑤同一安裝單元各套獨立保護配置在一塊屏（柜）面上，應明確區(qū)分布置，以便巡查、維護和調試。

3 變電所二次設計應注意的問題

3.1 斷路器控制回路應注意的問題

目前，在35 kV變電所設備選型中，35 kV斷路器主要選用S斷路器，10 kV斷路器主要選用真空斷路器，兩種斷路器都采用彈簧機構。按照南方電網(wǎng)運行規(guī)定，正常運行情況下不使用斷路器本體防跳回路，而使用操作箱中的防跳回路。斷路器本體防跳回路應在投運前徹底解除，并且斷路器應有足夠數(shù)量的、動作邏輯正確、接觸可靠的輔助接點供保護裝置和綜合自動化系統(tǒng)使用。另外，重合閘裝置要實現(xiàn)自動投退，在遙控和當?shù)夭僮骱祥l后，重合閘電源應自動投入，重合閘放電回路自動斷開。在遙控和當?shù)夭僮魈l后，自動退出重合閘電源，同時重合閘裝置自動放電。并根據(jù)需要實現(xiàn)重合閘后加速和一次重合閘。在低頻減負荷裝置或其他系統(tǒng)穩(wěn)定措施裝置動作跳閘時，應自動閉鎖重合閘。

3.2 無功補償裝置應注意的問題

微機綜合自動化變電所最終要實現(xiàn)無人值班，對電容器應要求具備自動投切功能。目前35 kV變電所主變通常都選用有載調壓變壓器，所以，應選用能實現(xiàn)對電容器分級自動投切以及能對主變進行調檔的綜合自動化裝置，通過綜合自動化裝置結合母線電壓實現(xiàn)對有載調壓主變的檔位進行升、降、停的調節(jié)及電容器開關位置的跳合，從而將電壓維持在額定電壓附近。

3.3 接地選線功能應注意的問題

新建的35 kV變電所多數(shù)是戶外式變電所，10 kV線路單相接地短路是最常見的故障，雖然小電流接地系統(tǒng)在單相接地時可繼續(xù)運行1～2 h，但是，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，非接地的兩相對地電壓將升高 1.732倍，可能在絕緣薄弱處引起擊穿或繼續(xù)造成短路，或使電壓互感器鐵芯嚴重飽和，導致電壓互感器嚴重過負荷而燒毀。以往所選用的10 kV饋線保護裝置大都具備接地選線功能，可用零序 TA產(chǎn)生的零序電流，但是零序TA只能用于電纜出線，架空出線只能用自產(chǎn)的3IO，而單相接地時故障電流為線路對地電容電流，數(shù)值非常小，在故障前后的變化量非常微弱，此外單相接地故障狀況復雜，不同系統(tǒng)在饋線長度、中性點接地方式等方面都有較大差異，而且系統(tǒng)運行方式多變，要求選線裝置有較高的靈活性和適應性，因此最好選用專門的接地選線裝置，其準確率就比較高，應用獨立的小接地電流選線裝置，將小電流系統(tǒng)所有出線引入裝置進行判斷及選線，正確判別或切除故障線路。

3.4 對互感器應注意的問題

3.4.1 電流互感器

電流互感器二次繞組配置應滿足繼電保護、安全自動裝置、測量儀表和遠動裝置要求，對于接有I，II，III類貿易結算用電能計量裝置時，應采用專用二次繞組，10 kV及以上電壓等級的測量與計量電流互感器二次繞組宜分別配置，為滿足負荷變化要求，測量用電流互感器的精度按0.5 s選取，計量電流互感器的精度按0.2 s選取。

3.4.2 電壓互感器

電壓互感器及其二次繞組數(shù)量、準確等級等應滿足測量、繼電保護、安全自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失去電壓，同步點的兩側都能提取到電壓。對于接有I，II，III類貿易結算用電能計量裝置時，計量配置一個獨立的二次繞組，精度為 0.2級；當需要零序電壓時，10 kV宜采用三相五柱電壓互感器或三個單相式電壓互感器。

4 結束語

綜合自動化變電站采用交流操作系統(tǒng)，具有成本低、接線簡單、維護方便等明顯的優(yōu)越性。但是，同直流操作系統(tǒng)相比，其可靠性還有差距。在設計中，堅持簡單、實用、可靠的原則，對變電所自動化系統(tǒng)裝置的選型應嚴格執(zhí)行有關規(guī)定，力求做到選型規(guī)范化。經(jīng)選用的自動化系統(tǒng)裝置不僅技術先進、功能齊全、性價比高，系統(tǒng)的可擴展性和適用性要好。

1 劉貴水、趙逢榮.變電二次設計相關問題探討［J］.科技資訊，2008（19）

2 梁衛(wèi)忠.淺談某110kV變電站的二次設計［J］.廣東科技，2007（10X）

3 朱越歡.京東110KV變電站二次設計［J］.江西電力職業(yè)技術學院學報，2005（2）