35kV變電站改造與技術(shù)處理措施研究

摘要：電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中仍然運(yùn)行有一些比較老舊、建設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)的35kV變電站，這些變電站不可避免地存在很多缺陷。這些缺陷的處理比較困難，潛在非常多的安全隱患，并導(dǎo)致變電站乃至整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性受到不良影響。針對(duì)此問(wèn)題，就需要根據(jù)實(shí)際情況，因地制宜地對(duì)變電站進(jìn)行改造，期間相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的。文章分析35kV變電站改造工作中相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用以及操作要點(diǎn)，希望能夠引起各方關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：變電站；繼電保護(hù)改造；電網(wǎng)系統(tǒng)；相關(guān)技術(shù)；改造思路；斷路器 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2015）06-0054-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0454

在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平不斷提升的背景之下，電力系統(tǒng)的發(fā)展速度以及發(fā)展規(guī)模均取得了相當(dāng)可觀的成果。而對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)中最為常見的35kV變電站而言，其開始逐漸體現(xiàn)出了一些傳統(tǒng)變電站存在的問(wèn)題，其中包括少油式斷路器滲漏油問(wèn)題、繼電保護(hù)可靠性較低以及變電站綜合自動(dòng)化水平較差等在內(nèi)。因此，本文就35kV變電站改造過(guò)程當(dāng)中所存在的技術(shù)處理措施與相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行了分析與論述。

1 35kV變電站改造思路分析

在對(duì)35kV變電站進(jìn)行改造的過(guò)程當(dāng)中，改造思路的設(shè)計(jì)與改造方案的執(zhí)行都需要遵循因地制宜的基本原則，一方面需要確保改造技術(shù)方案的可行性，另一方面需要兼顧經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的實(shí)現(xiàn)，逐步實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化的建設(shè)目的?？偟膩?lái)說(shuō)，在35kV變電站改造期間，所涉及到的主要工作內(nèi)容有以下三個(gè)方面：

1.1 無(wú)油化改造

在當(dāng)前，部分35kV變電站所使用的斷路器仍然為少油式斷路器，產(chǎn)生了非常大的環(huán)境污染問(wèn)題，并且其運(yùn)行性能也受到了較大的挑戰(zhàn)。針對(duì)這一問(wèn)題，在變電站改造工作當(dāng)中，可以將這部分少油式斷路器更換為真空斷路器，同時(shí)操作機(jī)構(gòu)也需要從傳統(tǒng)的電磁式轉(zhuǎn)變?yōu)閺椈蓛?chǔ)能式，通過(guò)以上技術(shù)改造，提高整個(gè)變電站系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與環(huán)保性，避免了傳統(tǒng)運(yùn)行模式下變壓器油在分合瞬間產(chǎn)生分解而對(duì)環(huán)境造成的不利影響，突出了環(huán)保效益。

1.2 繼電保護(hù)改造

針對(duì)以往35kV變電站繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中存在的問(wèn)題與局限性，必須對(duì)老式的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行更新升級(jí)，選擇具有綜合自動(dòng)功能的繼電保護(hù)裝置替代傳統(tǒng)裝置，除能夠解決傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置在接線、維修以及故障等方面存在的問(wèn)題，還能夠有效提高整個(gè)繼電保護(hù)裝置的可靠性、精度性以及靈活性水平。并且，繼電保護(hù)綜合自動(dòng)裝置無(wú)論是維護(hù)還是調(diào)試均比較簡(jiǎn)單，性價(jià)比方面有突出優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)可行。

1.3 自動(dòng)化系統(tǒng)改造

傳統(tǒng)技術(shù)條件支持下，35kV變電站運(yùn)行所使用的系統(tǒng)功能比較分散，體系結(jié)構(gòu)比較混亂，導(dǎo)致其性能受到不良影響。因此，在改造中，可以通過(guò)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)的方式，引入建立在分層基礎(chǔ)之上的分布式體系結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)內(nèi)統(tǒng)一包括測(cè)量、保護(hù)、控制、故障錄波、檢測(cè)、通訊、參數(shù)設(shè)置以及時(shí)間儲(chǔ)存在內(nèi)的多個(gè)方面的功能，通過(guò)這種方式，支持對(duì)35kV變電站內(nèi)各種電氣設(shè)備以及運(yùn)行線路的保護(hù)、測(cè)量以及控制功能。

2 無(wú)油化改造技術(shù)

傳統(tǒng)意義上，35kV變電站中所使用的少油式斷路器技術(shù)經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)比較成熟，且少油式斷路器的價(jià)格適中，成本接受度比較高。但隨著運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的累積，工作人員發(fā)現(xiàn)此種斷路器在參與35kV變電站運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中多存在分?jǐn)啻箅娏饕约笆鹿侍l后絕緣油碳化的問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行條件下可能導(dǎo)致比較嚴(yán)重的滲漏油現(xiàn)象，因此其安全性存在非常大的缺陷。與之對(duì)比，真空斷路器雖然成本方面有一定的缺點(diǎn)，但其綜合性能優(yōu)勢(shì)是非常顯著的，運(yùn)行可靠，性能優(yōu)良，維護(hù)工作量小，對(duì)降低斷路器以及相關(guān)設(shè)備的維護(hù)成本而言也是非常關(guān)鍵的。除此以外，真空斷路器所依托的工作原理更加科學(xué)，所使用的滅弧介質(zhì)以及滅弧后觸頭間隙所對(duì)應(yīng)的絕緣介質(zhì)均為高真空，滅弧不用檢修，可頻繁操作，保障動(dòng)作安全。通過(guò)實(shí)施此項(xiàng)改造的方式，能夠達(dá)到提高斷路器可靠性的目的。因此，在變電站改造中，以真空斷路器替代傳統(tǒng)少油式斷路器是非?？尚星抑匾?。在具體的改造工作當(dāng)中，可以保留35kV變電站系統(tǒng)內(nèi)開關(guān)柜柜體、母排、上下隔離刀閘、保護(hù)裝置以及部分二次接線，僅以真空斷路器替代少油式斷路器，省去以往傳統(tǒng)的電磁操作結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)而用基于儲(chǔ)能式的操作機(jī)構(gòu)加以替代，這樣一來(lái)，原有的開關(guān)柜不單單具有了真空式開關(guān)柜獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能夠在保障功能的同時(shí)，降低了改造費(fèi)用支出，凸顯了經(jīng)濟(jì)效應(yīng)方面的優(yōu)勢(shì)。

3 繼電保護(hù)改造技術(shù)

傳統(tǒng)意義上，35kV變電站系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)裝置相互之間保持獨(dú)立關(guān)系，沒(méi)有兼容性，部分應(yīng)用功能重復(fù)。實(shí)際工作者，需要通過(guò)對(duì)各個(gè)裝置功能進(jìn)行集中處理的方式來(lái)滿足系統(tǒng)保護(hù)方面的要求。但在這一過(guò)程當(dāng)中，各個(gè)裝置的相互協(xié)調(diào)功能較差，難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的要求。除此以外，35kV變電站中的相關(guān)繼電保護(hù)設(shè)備缺乏自檢功能，因此導(dǎo)致故障率居高不下。主要原因是：常規(guī)的35kV變電站中，繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行具有被動(dòng)特點(diǎn)，因此在發(fā)生內(nèi)部故障后，由于系統(tǒng)無(wú)法正常做出相應(yīng)的指示，將導(dǎo)致部分裝置在沒(méi)有報(bào)警提示的條件下出現(xiàn)誤動(dòng)動(dòng)作甚至是運(yùn)行故障。更加關(guān)鍵的是，35kV變電站信息記錄與顯示方式存在一定的滯后性，即監(jiān)控操作多通過(guò)指示燈的方式實(shí)現(xiàn)，使用各種表盤來(lái)反映模擬量的瞬時(shí)取值，絕大部分的數(shù)據(jù)信息以及事件記錄都需要通過(guò)手工方式實(shí)現(xiàn)，由此可能產(chǎn)生非常大的人為誤差以及耗時(shí)問(wèn)題。

根據(jù)以上分析認(rèn)為：在對(duì)35kV變電站進(jìn)行改造的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)繼電保護(hù)模塊的改造是重中之重。工作人員需要根據(jù)35kV變電站的實(shí)際特點(diǎn)，選擇具有綜合性能優(yōu)勢(shì)的綜合性微機(jī)保護(hù)裝置，然后才能夠?qū)⑵渥饔糜谧冸娬镜膶?shí)際運(yùn)行中。以當(dāng)前綜合性能較為突出的Y200系列綜合微機(jī)保護(hù)裝置而言，其功能單元包括交流板、主控板、LCD控制板、電源板、操作板、繼電器板以及接線端子等多個(gè)方面。將其投入變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)后，整個(gè)運(yùn)行結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

結(jié)合圖1，電壓/電流變化器首先需要負(fù)責(zé)對(duì)電網(wǎng)一次設(shè)備CT（包括PT在內(nèi)）通過(guò)采樣的方式得到并傳輸形成的電壓以及電流信號(hào)進(jìn)行采樣，然后由低通濾波器進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)8選1多路開關(guān)后，信號(hào)被傳輸至運(yùn)算放大器內(nèi)部，由高精度的運(yùn)算放大器對(duì)電流、電壓信號(hào)進(jìn)行放大并做限幅保護(hù)處理，通過(guò)以上操作流程，使其能夠轉(zhuǎn)化為電壓等級(jí)5V的交流信號(hào)。在此基礎(chǔ)之上，由系統(tǒng)內(nèi)A/D模塊對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行采樣并將所采集得到的數(shù)據(jù)輸送至16位單片機(jī)內(nèi)，中央處理模塊同時(shí)還需要接收及經(jīng)過(guò)光電隔離處理的脈沖信號(hào)以及輸入信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)做綜合運(yùn)算，并由主控板對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，以便在繼電保護(hù)過(guò)程當(dāng)中，系統(tǒng)能夠結(jié)合實(shí)際的動(dòng)作條件發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)指令（包括合閘、跳閘以及告警指令等在內(nèi)）。然后，驅(qū)動(dòng)接口電路可以將信號(hào)傳輸至出口繼電器模塊，跳合閘繼電器觸電與斷路器跳合閘回路接通，CPU則能夠同步發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)數(shù)據(jù)，完成整個(gè)繼電保護(hù)流程。整體運(yùn)行性能穩(wěn)定可靠。因此，微機(jī)保護(hù)改造措施的落實(shí)使得繼電保護(hù)動(dòng)作可靠性水平得到了有效的提升，且對(duì)于保障并優(yōu)化繼電保護(hù)系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)信息的傳輸能力而言也起到了關(guān)鍵性的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)原有35kV變電站系統(tǒng)存在的問(wèn)題，需要對(duì)變電站進(jìn)行無(wú)油化改造，保留變電站原有的柜體部分、母排部分、上下刀閘部分以及二次設(shè)備部分。同時(shí)，針對(duì)原有少油式斷路器存在的缺陷，需要使用真空斷路器替代，在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行的無(wú)油化，以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。同時(shí)，還需要通過(guò)對(duì)原有繼電保護(hù)裝置以及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)局限性進(jìn)行分析的方式，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到提高繼電保護(hù)動(dòng)作可靠性，體現(xiàn)繼電保護(hù)數(shù)字化優(yōu)勢(shì)的目的。本文圍繞上述問(wèn)題展開了系統(tǒng)分析與研究，望引起關(guān)注。

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作者簡(jiǎn)介：樂(lè)曉紅（1957-），男，浙江鎮(zhèn)海人，上海送變電工程公司工程師，研究方向：電力工程技術(shù)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）