35kV變電站改造與技術處理措施研究

摘要：電網系統當中仍然運行有一些比較老舊、建設時間較長的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，并導致變電站乃至整個電網系統的運行穩定性受到不良影響。針對此問題，就需要根據實際情況，因地制宜地對變電站進行改造，期間相關技術的應用是非常關鍵的。文章分析35kV變電站改造工作中相關技術的應用以及操作要點，希望能夠引起各方關注與重視。

關鍵詞：變電站；繼電保護改造；電網系統；相關技術；改造思路；斷路器 文獻標識碼：A

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

在現代經濟社會發展水平不斷提升的背景之下，電力系統的發展速度以及發展規模均取得了相當可觀的成果。而對于電網運行系統中最為常見的35kV變電站而言，其開始逐漸體現出了一些傳統變電站存在的問題，其中包括少油式斷路器滲漏油問題、繼電保護可靠性較低以及變電站綜合自動化水平較差等在內。因此，本文就35kV變電站改造過程當中所存在的技術處理措施與相關要點進行了分析與論述。

1 35kV變電站改造思路分析

在對35kV變電站進行改造的過程當中，改造思路的設計與改造方案的執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方案的可行性，另一方面需要兼顧經濟優勢的實現，逐步實現變電站綜合自動化的建設目的。總的來說，在35kV變電站改造期間，所涉及到的主要工作內容有以下三個方面：

1.1 無油化改造

在當前，部分35kV變電站所使用的斷路器仍然為少油式斷路器，產生了非常大的環境污染問題，并且其運行性能也受到了較大的挑戰。針對這一問題，在變電站改造工作當中，可以將這部分少油式斷路器更換為真空斷路器，同時操作機構也需要從傳統的電磁式轉變為彈簧儲能式，通過以上技術改造，提高整個變電站系統運行的可靠性與環保性，避免了傳統運行模式下變壓器油在分合瞬間產生分解而對環境造成的不利影響，突出了環保效益。

1.2 繼電保護改造

針對以往35kV變電站繼電保護裝置運行中存在的問題與局限性，必須對老式的繼電保護裝置進行更新升級，選擇具有綜合自動功能的繼電保護裝置替代傳統裝置，除能夠解決傳統繼電保護裝置在接線、維修以及故障等方面存在的問題，還能夠有效提高整個繼電保護裝置的可靠性、精度性以及靈活性水平。并且，繼電保護綜合自動裝置無論是維護還是調試均比較簡單，性價比方面有突出優勢，經濟可行。

1.3 自動化系統改造

傳統技術條件支持下，35kV變電站運行所使用的系統功能比較分散，體系結構比較混亂，導致其性能受到不良影響。因此，在改造中，可以通過對自動化系統進行改造升級的方式，引入建立在分層基礎之上的分布式體系結構，在系統內統一包括測量、保護、控制、故障錄波、檢測、通訊、參數設置以及時間儲存在內的多個方面的功能，通過這種方式，支持對35kV變電站內各種電氣設備以及運行線路的保護、測量以及控制功能。

2 無油化改造技術

傳統意義上，35kV變電站中所使用的少油式斷路器技術經驗已經比較成熟，且少油式斷路器的價格適中，成本接受度比較高。但隨著運行經驗的累積，工作人員發現此種斷路器在參與35kV變電站運行的過程當中多存在分斷大電流以及事故跳閘后絕緣油碳化的問題，長時間運行條件下可能導致比較嚴重的滲漏油現象，因此其安全性存在非常大的缺陷。與之對比，真空斷路器雖然成本方面有一定的缺點，但其綜合性能優勢是非常顯著的，運行可靠，性能優良，維護工作量小，對降低斷路器以及相關設備的維護成本而言也是非常關鍵的。除此以外，真空斷路器所依托的工作原理更加科學，所使用的滅弧介質以及滅弧后觸頭間隙所對應的絕緣介質均為高真空，滅弧不用檢修，可頻繁操作，保障動作安全。通過實施此項改造的方式，能夠達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少油式斷路器是非常可行且重要的。在具體的改造工作當中，可以保留35kV變電站系統內開關柜柜體、母排、上下隔離刀閘、保護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，省去以往傳統的電磁操作結構，轉而用基于儲能式的操作機構加以替代，這樣一來，原有的開關柜不單單具有了真空式開關柜獨特的性能優勢，同時還能夠在保障功能的同時，降低了改造費用支出，凸顯了經濟效應方面的優勢。

3 繼電保護改造技術

傳統意義上，35kV變電站系統內部的各個裝置相互之間保持獨立關系，沒有兼容性，部分應用功能重復。實際工作者，需要通過對各個裝置功能進行集中處理的方式來滿足系統保護方面的要求。但在這一過程當中，各個裝置的相互協調功能較差，難以達到標準化的要求。除此以外，35kV變電站中的相關繼電保護設備缺乏自檢功能，因此導致故障率居高不下。主要原因是：常規的35kV變電站中，繼電保護系統的運行具有被動特點，因此在發生內部故障后，由于系統無法正常做出相應的指示，將導致部分裝置在沒有報警提示的條件下出現誤動動作甚至是運行故障。更加關鍵的是，35kV變電站信息記錄與顯示方式存在一定的滯后性，即監控操作多通過指示燈的方式實現，使用各種表盤來反映模擬量的瞬時取值，絕大部分的數據信息以及事件記錄都需要通過手工方式實現，由此可能產生非常大的人為誤差以及耗時問題。

根據以上分析認為：在對35kV變電站進行改造的過程當中，對繼電保護模塊的改造是重中之重。工作人員需要根據35kV變電站的實際特點，選擇具有綜合性能優勢的綜合性微機保護裝置，然后才能夠將其作用于變電站的實際運行中。以當前綜合性能較為突出的Y200系列綜合微機保護裝置而言，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方面。將其投入變電站繼電保護系統后，整個運行結構如下圖1所示。

結合圖1，電壓/電流變化器首先需要負責對電網一次設備CT（包括PT在內）通過采樣的方式得到并傳輸形成的電壓以及電流信號進行采樣，然后由低通濾波器進行處理，經過8選1多路開關后，信號被傳輸至運算放大器內部，由高精度的運算放大器對電流、電壓信號進行放大并做限幅保護處理，通過以上操作流程，使其能夠轉化為電壓等級5V的交流信號。在此基礎之上，由系統內A/D模塊對交流信號進行采樣并將所采集得到的數據輸送至16位單片機內，中央處理模塊同時還需要接收及經過光電隔離處理的脈沖信號以及輸入信號，然后對信號做綜合運算，并由主控板對信號進行處理，以便在繼電保護過程當中，系統能夠結合實際的動作條件發出相應的信號指令（包括合閘、跳閘以及告警指令等在內）。然后，驅動接口電路可以將信號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則能夠同步發出相應的信號數據，完成整個繼電保護流程。整體運行性能穩定可靠。因此，微機保護改造措施的落實使得繼電保護動作可靠性水平得到了有效的提升，且對于保障并優化繼電保護系統中相關數據信息的傳輸能力而言也起到了關鍵性的作用。

4 結語

針對原有35kV變電站系統存在的問題，需要對變電站進行無油化改造，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備部分。同時，針對原有少油式斷路器存在的缺陷，需要使用真空斷路器替代，在實現經濟效益的同時，實現變電站運行的無油化，以達到保護環境的目的。同時，還需要通過對原有繼電保護裝置以及綜合自動化系統局限性進行分析的方式，采取相應的措施進行改進，以達到提高繼電保護動作可靠性，體現繼電保護數字化優勢的目的。本文圍繞上述問題展開了系統分析與研究，望引起關注。

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作者簡介：樂曉紅（1957-），男，浙江鎮海人，上海送變電工程公司工程師，研究方向：電力工程技術。

（責任編輯：秦遜玉）