110kV變電所保護及綜合自動化系統(tǒng)升級改造

王春寶

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司東海縣供電分公司 江蘇東海 222300）

1 前言

110kV變電所是進行輸配電的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)監(jiān)督和控制的關(guān)鍵點，在變電所中運用綜合自動化技術(shù)可以將站內(nèi)的繼電保護、系統(tǒng)的監(jiān)督控制以及信號的采集等有效結(jié)合成一個整體，實現(xiàn)資源的共享。但是在實際的工作開展中，舊的綜合自動化系統(tǒng)有很多方面的問題，這就需要對其進行升級和改造，才能確保系統(tǒng)的正常運行，起到很好的保護作用。

2 110kV變電所供電系統(tǒng)案例概述

某110kV變電所在進行一次接線的時候，使用單母線全橋的方式進行接線，開關(guān)選擇使用SF6氣體絕緣的開關(guān)設(shè)備，斷路器應該與彈簧操作結(jié)構(gòu)相互配合。同時綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)應該選擇NSC200NT系統(tǒng)，確保變電所保護、檢查視聽、監(jiān)督測量等工作的自動化實現(xiàn)，其中110kV GIS設(shè)備中的保護和主變保護單位要集中在一起進行組屏，這樣不僅可以對斷路器、隔離和接地刀閘等分合閘進行操作，還可以監(jiān)督測量開關(guān)的運行情況。

3 110kV變電所保護

從目前的現(xiàn)狀來看，如果110kV變電所的元部件或者系統(tǒng)的設(shè)備發(fā)生了故障，就應該采取相應的動作控制設(shè)備和元部件的保護裝置，對故障進行及時的處理和解決，同時對于距離較近的斷路器，也可以很快的做好跳閘命令工作，將發(fā)生故障的電力設(shè)備從電力系統(tǒng)中分離出來，大大降低設(shè)備對電力系統(tǒng)的影響，滿足電力系統(tǒng)工作方面的需要和要求。

現(xiàn)階段，在電力系統(tǒng)中保護裝置是對電氣設(shè)備相關(guān)指標進行準備反映的關(guān)鍵，對這些不好的現(xiàn)象進行分析，可以及時將不同的警告信號傳遞出來，那么就可以及時的通知工作人員對其進行及時的處理和修復，也可以保證保護裝置進行自我的調(diào)節(jié)和優(yōu)化，從而對發(fā)生安全故障的元部件和設(shè)備進行及時更換。因此110kV變電所保護的目的是在電力系統(tǒng)遭遇故障時一般由保護裝置對出現(xiàn)故障的元部件進行及時的脫離，促使發(fā)生故障的元部件可以馬上從電力系統(tǒng)中斷開，對元部件造成的破壞程度大大降低，確保電力系統(tǒng)供電的安全。

4 110kV變電所老綜合自動化系統(tǒng)存在的問題

某電力系統(tǒng)中，伴隨著采掘工作層面的不斷延長和伸展，供電系統(tǒng)得到了不斷的拓展，促使綜合自動化系統(tǒng)的遙控、遙測等方面的數(shù)據(jù)有所增加，但是在系統(tǒng)運行的幾年之后，非常容易出現(xiàn)以下幾個方面的故障：

（1）如果操作開關(guān)柜中的斷路器、接地刀等位置的信號發(fā)生了變化，而后臺機器沒有對這些設(shè)備的位置的遙信信號進行及時更新，該現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在設(shè)備檢查和維修過程中保護裝置斷電之后重新接電的時候，保護裝置與后臺通訊不暢通的情況、后臺機器不能對施工現(xiàn)場設(shè)備的各種各樣的狀態(tài)進行正確反映時，從而就會給現(xiàn)場施工帶來很大的安全問題和隱患。同時因為電力通訊系統(tǒng)時常出現(xiàn)通訊延遲、嚴重的時候還會發(fā)生遙動控制不能夠得到有效的執(zhí)行，在供電系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，就應該進行應急倒閘操作，此時如果后臺機器操作失去功效，操作人員就要通過集控室，進入到110kV GIS或者10kV設(shè)備室對設(shè)備進行操作，但是此過程的操作非常艱巨，甚至會造成死亡。

（2）目前使用的某公司的老版本保護裝置已經(jīng)停止生產(chǎn)了，已經(jīng)對保護裝置進行了升級，這樣就給設(shè)備的使用帶來很大不方便，兩個版本有很多方面的不同，在開始階段存在不兼容問題，這樣在老版本的保護裝置發(fā)生故障的時候，設(shè)備不可以直接的換成新保護裝置，一定要對其進行線路改裝，這樣就能施工現(xiàn)場的使用帶來很大的難度，沒有兼容的備用件進行更換，就不能很快的故障進行排除和解決，從而在使用保護裝置和綜合自動化系統(tǒng)時，就對供電的安全性造成很大威脅和影響。因此一定要升級和改造綜合自動化系統(tǒng)。

5 110kV變電所綜合自動化系統(tǒng)的改造

對于綜合自動化系統(tǒng)存在的問題，一定要對其進行升級和改造，主要是對主要控制單元、后臺的監(jiān)督控制系統(tǒng)、0kV分散保護裝置等進行改造，改造的內(nèi)容是對原來監(jiān)督控制的架構(gòu)進行改變，對原來系統(tǒng)的通訊方式進行改變，這樣就很大程度提高了通訊的速度，對雙層網(wǎng)絡(luò)的冗余結(jié)構(gòu)進行了呈現(xiàn)，對原來系統(tǒng)中信號存在著不對應的情況進行及時有效的處理，對遙控不能執(zhí)行和高壓柜存在的安全方面的隱患問題不能進行及時處理。

在新的綜合自動化系統(tǒng)中，保護裝置主要是利用太網(wǎng)與交換機進行直接的連接，而交換機是通過太網(wǎng)與前置機進行直接通訊，前置機是通過太網(wǎng)后臺機直接通訊，并且每一臺保護裝置都可以將其與太網(wǎng)、交換機以及前置機等直接通訊，這樣就對很多信號的變換步驟進行了省略。此外系統(tǒng)還對A/B網(wǎng)進行了設(shè)置，并且各自配置了2套前置機和后臺機，從而就促使每一臺的保護裝置都可以利用A/B網(wǎng)進行通信，進而對系統(tǒng)的可靠程度進行大幅度提高。

關(guān)于，綜合自動化系統(tǒng)因為在保護裝置方面，新版本和舊版本存在不兼容的特征，這樣就需要將舊版本的保護裝置接上線纜，將每一個電纜線與新版本對接，這樣就促使新版本的保護裝置的測量和互感儀器的精度更高和準確，信號的回路監(jiān)督控制也更加全面。此外對于綜合自動化系統(tǒng)，由于其與原來系統(tǒng)存在信號不相對應的情況，嚴重一點甚至出現(xiàn)故障不報的情況，這樣就應該對10kV進行間隔性的逐臺改造，改完之后，也就可以實現(xiàn)間隔性的遙測、遙信等測量，進而促使信號更加穩(wěn)定和可靠。

6 110kV變電所新舊綜合自動化系統(tǒng)的改造對比

6.1 通訊速度的對比

舊的系統(tǒng)首先是使用串口通信、各個綜合自動化保護裝置的串聯(lián)方式，之后對信號進行轉(zhuǎn)換，確保其與前置機通訊。因為串口具有一對多的特征，通訊的速度也受到限制，這樣就促使監(jiān)督控制的效果不夠理想。在新的系統(tǒng)中，綜合自動化保護裝置主要是利用交換機與前置機進行直接的通訊，對中間包含的環(huán)節(jié)進行去除，那么在進行信號采集和遠程監(jiān)控的時速度和反應就比舊系統(tǒng)要快很多。此外，新系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)通訊要比原來串口通訊要快，通過改造之后的保護配置可以達到原來速度的10倍以上。

6.2 可靠性的對比

要想促使通訊中發(fā)生故障的時候，防止對系統(tǒng)的運行造成影響，通過改造之后就對雙網(wǎng)的冗余結(jié)構(gòu)進行了創(chuàng)新和增加，這樣如果某一點發(fā)生故障就可以及時準確的將其切換到另外一段網(wǎng)絡(luò)上面開展通訊工作。同時新系統(tǒng)采用的是A/B網(wǎng)進行通訊，在A/B網(wǎng)出現(xiàn)故障的時候，系統(tǒng)就會直接的切換到B/A網(wǎng)，這樣不僅不會對系統(tǒng)的運行和操作造成影響，還會對供電的安全進行提高。最后主控單位的前置機（2臺）應該采用一個使用一個備用的模式，其中一臺發(fā)生故障的時候系統(tǒng)就會自動的切換到另外一臺，促使可靠性得到很大程度的提高。

7 結(jié)語

綜上所述，通過上述的分析，在改造之后新系統(tǒng)和維修量和故障率不斷降低，存在很大的優(yōu)勢特征，同時隨著智能變電所的不斷發(fā)展和完善，改造后的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)很大程度提高了系統(tǒng)的實時性，也保證了系統(tǒng)在運行中的可靠性。