當前110kV變電站設備的改造及維護方式芻議

摘要：文章對于110kV變電站的現(xiàn)狀進行分析，討論110kV變電站設備的改造以及維護的方式，從規(guī)章制度的制定、變電站設備的改進、工作人員專業(yè)技能的提升等方面進行分析。根據(jù)我國當前110kV變電站的設備在運行中存在的問題進行探究，旨在幫助變電站的設備改進和維修做出貢獻。

關鍵詞：110kV;變電站;設備改造;維護方式;電力系統(tǒng);電量輸送 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2015）02-0041-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0119

我國經(jīng)濟不斷騰飛，電網(wǎng)規(guī)模也是水漲船高，電力系統(tǒng)的設備為了能夠適應更大的電量輸送，也在不斷進行改進，同時電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性也越來越受到人們的關注。變電站在電力系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，它的設計和區(qū)域的布置都必須科學合理，它的運行是否安全和穩(wěn)定對于人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生非常大的影響，而變電站又是由多種設備組成的，設備的科學設計和合理的布置直接影響著變電站的可靠性和發(fā)展，所以保證變電站的設備正常的運行就顯得尤為重要，否則將會給區(qū)域經(jīng)濟、整個產(chǎn)業(yè)鏈或者人民群眾的人身安全帶來難以計數(shù)的損失和傷害。我國地廣人多，為滿足人們的日常需求，變電站數(shù)量非常多，但是大多數(shù)變電站規(guī)模較小、設備比較陳舊、智能程度較低，普遍存在手動操作，因此設備在運行時的穩(wěn)定性非常差，還有很多使用時間長、瀕臨損壞邊緣的設備都會對電網(wǎng)系統(tǒng)的安全造成威脅，鑒于此，全面進行設備更換和智能化的改造變得非常迫切而且有必要。

1 當前110kV變電站的現(xiàn)狀

科技的發(fā)展促使電力系統(tǒng)新技術愈發(fā)成熟，電力專家致力于研究計算機和機電一體化技術，而且成果卓著，新設備特別是變電站二次設備的革新和高科技的應用更是如雨后春筍般蓬勃，相比于電磁繼電器二次變電設備的優(yōu)勢非常明顯，它操作非常方便、速度快、靈敏度高、抗干擾性能好，能夠在天氣條件相對惡劣的地區(qū)提供安全可靠的保障。然而我國的變電站的現(xiàn)狀就是設備陳舊老化，管理方式與理念相對落后，這就導致了電力系統(tǒng)在日常運行與工作中存在很大的隱憂，我國變電站的基本情況如下。

1.1 設備自動化程度非常差

我國大部分變電站都派有專人進行值班，進行日常的維修防護工作，小到開合刀閘、大到設備癱瘓維修都需要專業(yè)人員進行現(xiàn)場操作，這樣的后果就是造成人力資源的大量浪費，而且運行故障頻出，工作人員在維修過程中還會出現(xiàn)意外事件。

1.2 工作環(huán)境差

我國山地較多，很多變電站都在戶外或者直接在山上，所以這就要求工作人員時刻準備在戶外勞作。受到自然環(huán)境，比如大雨、大學、大霧等天氣不僅影響到變電站設備的正常運行，同時對于工作人員的作業(yè)也影響巨大。比如大雨天氣山區(qū)的變電站很容易受到洪水的襲擊，從而電力系統(tǒng)癱瘓;霧霾天氣能見度非常低，工作人員在操作時就會出現(xiàn)很多危險，炎熱的夏天很容易使工作人員形成煩躁和急躁的心理，從而影響操作。由此來看，惡劣的變電站環(huán)境對于設備的維護和工作人員的工作效率影響都非常大。

1.3 工作人員的自身素質和專業(yè)水平參差不齊

變電站的工作人員從事的是高危工作，因此要求工作人員具有非常高的電力理論知識做基礎，然后擁有非常強的專業(yè)技能素質，在經(jīng)過常年累月的工作經(jīng)驗，才能勝任一切排除故障的工作。現(xiàn)實中很多邊遠的山區(qū)工作人員未進行長期的、專業(yè)的培訓，他們對于電力系統(tǒng)的認識、設備的性能結構以及工作原理的了解程度深淺不一，這種情況的后果就是，工作人員在操作中具有盲目性，有時候會操作失誤或者錯誤從而導致不可挽回的后果。

1.4 功耗大，靈敏度低

磁式繼電器是20世紀90年代普遍采用的常規(guī)變電站設備，雖然人們現(xiàn)已熟練掌握其運行過程，但是它的維護需要更多的人力和資金投入，同時它的靈敏度很低、功耗較大，而且運行時容易受到外界的干擾，比如在震動時經(jīng)常會出現(xiàn)異常狀況，因此可靠性和穩(wěn)定性比較差，都會嚴重影響地區(qū)的供電和人們生活與生產(chǎn)的正常進行。

2 110kV變電站的改造

2.1 一次設備的改造

一次設備的改造包括電壓保護設備、高壓柜開關、主變壓器、斷路器四方面：（1）過電壓保護設備的改造。將110kV變電站的中性接地方式改成自動進行調諧的消弧線圈，然后再使用無間隙金屬氧化物避雷器將原有的避雷器進行更換，從而降低了殘壓減少日常維修工作量，保護共組人員安全;（2）高壓柜開關改造。將高壓柜開關之間的距離進行調整，并用阻燃性能非常好的隔離物進行絕緣支撐。同時采用額定電壓為12kV的電流互感器，使高壓開關柜在工作時絕緣水平更好;（3）主變壓器和輔助元器件的改造。改造最終實現(xiàn)載調壓分接開關和中性隔離開關能夠遙控操作、遠程測溫、及時上傳等功能;（4）斷路器的改造。改變斷路器的位置采用雙輔助觸點接線來實現(xiàn)遙控操作功能。

2.2 二次設備的改造

二次設備的改造包括兩個方面，分別是重合閘裝置、斷路器回路：（1）重合閘裝置改造。其改造的目的就是能夠進行自動投退，即合閘后電源進行自動投入，放電回路自動斷開;而跳閘后電源自動退出，裝置于是實現(xiàn)自動放電;如果低頻減負荷裝置和系統(tǒng)穩(wěn)定措施裝置導致的跳閘，那么重合閘裝置會自行閉鎖，斷路器信號燈的閃光取消，而信號燈則使用二極管，然后再加裝合閘閉鎖回路和就地調，可靠性大大加強;（2）斷路器回路。其改造要求是沒有迂回線路、簡潔可靠，測控單元的電源和控制保護信號進行分離，變電站中設置熔斷器，在保護回路的直流電流消失后立刻進行報警。

3 變電站設備的維護

3.1 樹立操作人員的安全、維護意識

改造后工作人員對于新設備的操作和使用都不很熟悉，因此在改造設備之前就應該組織工作人員對新設備的工作原理和實際操作進行系統(tǒng)的培訓，并定期進行考核，合格之后方可上崗，進行日常維護工作，滲透安全工作的重要性和設備維護的重要性。

3.2 定期對改造后的一次和二次設備進行檢查

剛進行改革后的設備可能在短時間內運行狀態(tài)相對良好，但是長時間的工作之后一定要對各個部件進行檢查更換，同時將檢查更換情況詳細進行登記，對那些精密度要求較高的儀器經(jīng)常進行防水防塵防潮處理，特別是沒有值班人員的變電站一定做好清理工作，保證各設備安全穩(wěn)定運行。

3.3 完善監(jiān)測功能和記錄工作

全天候地進行對設備運行狀況的檢測，分析所有傳送的信號，掌握電力系統(tǒng)的情況，及時判斷故障原因，迅速作出調整;將設備日常出現(xiàn)的故障詳細記錄為二次維修做好查詢依據(jù)。

4 工程實例

4.1 工程概況

某地區(qū)的110kV變電站始建于20世紀90年代，整個電力系統(tǒng)包含9條10kV的線路，供電區(qū)域為7個城鎮(zhèn)，線路總長度為110km 20多年的使用年限，目前各電力設備老化嚴重，因此需要進行改造，原設備線路圖如圖1所示。該接線圖所呈現(xiàn)的問題是：（1）110kV一側沒有安裝斷路器和電壓互感器;（2）沒有載波通訊;（3）沒有獨立的直流電源;（4）接地網(wǎng)接地電阻值超過標準;（5）10kV線路過于混亂，而且出現(xiàn)絕緣老化現(xiàn)象。

圖1 表示原設備接線圖

4.2 改造方案

改造后的設備接線方式如圖2所示：（1）變電站的位置不發(fā)生變化，而且只進行房屋的修繕和部分改進;（2）將原本的支架結構全部重新布置，將10kV的線路重組，線路簡潔清晰，更換35kV的設備;（3）目前只有一臺變壓器設備，但是隨著后期的不斷改進，我們預留兩個變壓器的位置;（4）10kV一側的開關柜更換成真空的開關，將之前的架空出現(xiàn)換成電纜出線方式，同時更換110kV一側的開關，比如SW2-110Ⅱ型的方便后期的維修;（5）安裝通訊設施，同時需要獨立安裝直流電源的鎘鎳電池，使線路保護更加完善;（6）35kV和110kV一側的母線只需設置變壓開關即可;（7）在所有的9條10kV出線都安裝自動選擇檢測接地裝置，更換避雷針。

圖2 改造完成后的接線圖

4.3 改造效果分析

經(jīng)過改造后的變電站，運行更加穩(wěn)定、更加安全，同時節(jié)省了大量的人力和財力，而且保證了群眾的正常的生產(chǎn)和工作：（1）改造雖然徹底，但是我們將設備進行最大化的利用，使在改造中的資金投入大大降低，節(jié)約了成本;（2）經(jīng)過改造之后變電站的運行更加穩(wěn)定，檢修停電的次數(shù)和時間都大大降低，減少了停電而導致的企業(yè)生產(chǎn)停滯的經(jīng)濟損失;（3）先進的科技產(chǎn)品降低了損壞率，因此不用在維修和防護上投入太大的精力，間接地減少了成本;（4）在改造過程中，盡可能地考慮了電容器的自動補償技術，在性能不受影響的前提下，耗能大大降低。

5 結語

我國的變電站大多都是自動化程度較低，耗能大，設備老化，因此改造工作也正在實施中，經(jīng)濟的不斷發(fā)展促使電力需求日趨增大，電力研究人員不斷鉆研和開拓創(chuàng)新，高新科技在電力系統(tǒng)的使用，使我們對于變電站的改造有了更優(yōu)化的方案和更多的選擇，在改造的過程中要根據(jù)當?shù)氐淖匀画h(huán)境、人們居住情況、企業(yè)的分布等情況，再結合有關變電站的改造經(jīng)典的案例，實施最有利于我們的改造方法，力求使得在變電站改造完成之后，整個電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定、更加安全、更加可靠地為用戶提供服務。

參考文獻

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[3] 任立新.110kV變電站設備改造與維護探討[J].科技風，2013，（2）.

作者簡介：黃妍（1981-），四川資中人，國網(wǎng)內江供電公司工程師，研究方向：變電運維技術。

（責任編輯：秦遜玉）