110kV變電所增容改造對新技術的應用

劉艷++張在梅

摘 要圍繞二期供電系統容量不足及系統缺陷，我廠針對30#所增容改造在新技術、新產品的應用做了大量的工作，其目的在于提高配電網的供電能力和安全經濟運行水平，加強整個電網的靈活利用，降損節能，減少故障并提高供電質量。說明利用現有的設備、設施，投入少量的資金，通過技術改造，既滿足生產擴能的需要，又提高了變電所技術裝備水平，這在技術改造中不僅是一次技術上的創新，更是一種管理理念上的創新。

【關鍵詞】增容改造 電網

動力廠30#變電所是二期供電系統的樞紐變電所，通過雙回110KV輸電線路與金昌330KV變電所連接，共有三臺40MVA主變，正常兩臺主變運行，一臺備用；公司熱電站5臺6MW機組通過兩回聯絡線，在30#變電所6KV系統并網，它主要承擔著公司二期系統生產用電和部分生活用電的轉供任務。根據公司“做大、做強、做精、做活”的發展戰略，用電負荷在猛增，所以，最突出的問題是系統如何增容；同時，30#所還存在以下兩個方面的問題：一是設計缺陷，系統不能避免負荷側短路沖擊引起的系統電壓大幅度降低；二是110KV繼電保護選型落后，保護配合困難。

1 30#所增容改造對新技術的應用

針對以上問題，為滿足冶煉、化工生產系統用電負荷增加的需求，解決二期供電系統中存在的問題，提高供電的可靠性，在本次改造中，無論是一次系統，還是二次系統，不管是交流系統，還是直流系統的改造，對新技術、新產品的應用都有很大的進步，針對不同情況采取相應的技術措施，重點完成了以下四項內容：

1.1 合理的選擇增容方案充分利用現有的設備、設施，投入少量的資金，通過技術改造，既滿足生產擴能的需要，又提高了變電所技術裝備水平

（1）在充分利用現有設備能力的基礎上，維持現有運行方式不變，對30#所兩臺40MVA主變更換成63MVA，6KV進線配電設備配套同步改造，這樣，既滿足了系統增容的要求，又能解決原設計存在的問題，這種方案既達到了變電站綜合自動化改造的目的，又能滿足生產擴能的需要，避免了新建一座高壓配電站。

（2）為了降低供電成本，這次改造選用SFSZ9系列低損耗110KV變壓器，其主要技術指標為：

空載損耗：40 kW

負載損耗：260 kW

空載電流：0.25%

1.2 6KV母線加裝調容式消弧線圈自動跟蹤補償成套裝置，適當加大出線限流電抗器電抗值。以消除系統因接地造成弧光過電壓及諧振過電壓，減少6KV電纜故障率

1.2.1 迅速確定接地點位置

小電流接地系統在發生接地故障后，規程允許繼續運行2小時，實際上，二期6KV供電系統自30#變電所交工以來多次出現電纜回路單相接地未能及時處理造成相間短路放炮，造成母線電壓瞬間降低，380V系統用電設備的電源接觸器釋放而斷電，影響生產流程的正常進行。因此，迅速確定接地點位置對饋線系統的安全運行意義重大。

1.2.2 調容式自動跟蹤消弧補償裝置

根據計算和實測系統電容電流，對30#所，選用了國內技術較為先進的調容式自動跟蹤消弧補償裝置。設備采用國內電力行業技術處于先進水平的河北旭輝公司的產品，主要技術指標：控制器為ZGML-C104型工控機，帶24路選線功能，金屬性接地選線準確率為100%，整套裝置殘流整定<5A，位移電壓小于相電壓的15%，調檔時間≤15S，電容電流測量周期≤3S，預調諧跟蹤響應時間≤18S，選線延時時間為0.6S。其原理接線如圖1所示。

調容式自動跟蹤補償裝置是根據系統最大運行方式或及相應的電壓等級來確定消弧線圈的額定容量，再利用消弧線圈的特點增加二次電容負荷線圈，根據變壓器阻抗變換原理，通過若干組真空開關或晶閘管通斷的組合調節二次電容的容抗值，再折算到一次側的容抗產生可調容性電流。由于該容性電流與消弧線圈電感電流相位相反，呈相減關系。盡管消弧線圈電感電流不變和系統電容電流暫時不變，通過調節消弧線圈二次容抗的大小可方便地控制接地點的接地電流的大小，以達到消弧抑制過電壓的目的。

1.2.3 項目效果分析

（1）正常系統的電容電流由消弧線圈補償，可最大限度地限制電纜單相接地故障發展成短路放炮事故，降低電纜故障率，縮小停電范圍。

（2）跟蹤檢測供電系統的接地電流，調整中性點消弧線圈的補償容量，減少系統單相接地電流，抑制弧光過電壓。

（3）提高供電系統的可靠性、穩定性，有效防止電纜放炮引起的低壓設備跳閘事故。

（4）查找接地回路簡單、迅速，消除人工拉路耗時、瞬時斷電的弊病，保證供電的連續。

（5）采用國內先進的小電流接地供電系統的接地技術，提高了系統的技術水平，有利于提高運行人員的技術技能。

1.3 采用微機綜合保護裝置對常規的電磁式保護裝置進行更換，對二次設備進行技術改造，實現了變電站綜合自動化

（1）30#變電所綜合自動化改造采用了集保護、測量、控制為一體的保護監控模塊。設備采用國內電力行業微機保護技術處于先進水平的北京四方公司的產品。以每個開關柜微機綜合保護測控單元為硬件，采用分散與集中相結合的形式，將35KV、6KV系統的保護控制模塊直接分散安裝于各開關柜上，110KV系統及主變保護控制模塊集中組屏，安裝在控制室中，并采用完全分層分布式結構，通過以太網構成配電綜合自動化網絡通信系統。基于Windows NXP軟件平臺實現數據采集與處理，記錄事件與報警、事故追憶、數據統計、計算、儲存、運行控制與操作、顯示各類運行組態畫面、自動生成報表及打印，并設置權限對系統進行管理。它具有功能綜合化、結構微機化、操作監視屏幕化、運行管理智能化這四個主要特征。如圖2所示。

按圖2系統配置，整個變電站二次系統結構簡單清晰，所有設備僅由主變及110KV線路保護控制單元進行集中組屏，35KV、6KV保護控制單元分散就地安裝構成間隔層，由PC機構成變電層，兩級之間通過網絡互聯，控制室屏柜的數量較傳統的設計方式大量減少，各種微機保護測控單元均采用網絡通訊方式與變電層進行通訊，使系統的軟、硬件得到充分共享，在大量減少二次接線電纜的同時，采用了技術先進的監控系統取代占地多，操作陳舊的模擬控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便，取消了傳統的中央信號控制屏，在后臺機上實現聲光圖像報警，比傳統的報警更為直觀，減輕了勞動強度，提高了變電站的運行水平。

（2）重新核算保護定值，縮短保護裝置動作時間，保護裝置就具備這種特點，加快切除故障電流，減少系統沖擊，確保二期系統供電的可靠性。

2 結語

通過改造，廠全過程參與方案設計、改造，在掌握新技術的同時，培養了一批技術人員。二期供電系統存在的問題也將全部解決，增加對冶煉、化工系統的供電能力，滿足了冶煉、化工生產系統用電負荷增加的需求，30#變電所基本上實現了變電站綜合自動化，對提高變電站安全、穩定和長周期可靠運行水平，降低運行、維護成本，提高經濟效益和提供高質量電能等提供了設備、技術保障。為公司順利實施“做大、做強”的目標保證動力供應鋪平道路。

參考文獻

[1]商國才.電力系統自動化[M].天津大學出版社，1999.

[2]孫雅明.電力系統自動控制與裝置[M].水利大力出版社，1994.

[3]北京哈德威四方保護與控制設備有限公司出的《CSC2000綜合自動化系統》等系統說明書，2012.

作者簡介

劉艷（2000-），女，電氣自動化中級工程師。研究方向為變配電所電氣自動化控制、局域網絡構建等。

張在梅（1998-），女，電氣中級工程師。研究方向為變配電所電氣自動化控制、高壓電氣系統維護等。

作者單位

金川集團有限公司 甘肅省金昌市 737100