110kV常規變電站自動化改造設計研究

蔡樂

摘 要：針對110kV常規變電站自動化改造設計進行分析，探討了110kV常規變電站自動化改造設計方案。結合這些內容，研究110kV常規變電站自動化改造設計原則。最后總結110kV常規變電站設備配置，內容有：主變保護、110kV進線保護、35kV/10kV線路保護、10kV接地變線路保護、10kV電容器組出線和電容器組保護等。希望通過對這些內容的分析，能夠為110kV常規變電站自動化改造設計提供一定幫助。

關鍵詞：110kV常規變電站；自動haul改造設計；改造設計原則

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0137-02

1 引 言

當前我國電力系統當中，110kV變電站數量不斷增多，其在電網當中具有至關重要的作用。110kV變電站出線比較多，操作起來也相對頻繁。這種情況下，能夠提升運行的可靠性，同時也能夠提升自動化水平，能夠有效減少誤操作現象。

2 110kV常規變電站設備配置

2.1 主變保護

實施主變保護，主要是按照雙主雙后的原則進行配置。其中差動保護，針對變壓器的繞組、套管和引出線的故障，需要設置兩套不同類型的跳變壓器各側斷路器。主要配置原則是兩套差動，其中后備保護可以共同合用一組電流互感器。瓦斯保護主變需要設置本體以及有載調壓瓦斯保護，而重瓦斯動作瞬時跳變壓器的不同側斷路器。其中輕瓦斯動作僅發送信號。保護裝置閉鎖35kV橋開關自投。在110kV側可以設置三項式的電壓閉鎖過電流保護，而保護動作延時跳變不同側斷路器。在35kV側可以設置三項式復合電壓閉鎖過電流保護，其中保護動作延時跳的一側斷路器，將35kV分段開關閉鎖自投。10kV側配置三項式復合電壓閉鎖過電流保護，而對于保護動作而言，可以延時跳本側的斷路器，并且同時將10kV分段開關進行自投[1]。

2.2 110kV進線保護

110kV分段斷路器設置復合電壓閉鎖的過電流充電保護，其中斷路器需要合入時，將充電保護開放，發生合入故障，對于復合電壓閉鎖過流則分別經過延時跳閘。此時斷路器合入，充電保護則會自動退出，這種情況下的保護裝置還需要過流充電保護能力。

2.3 35kV/10kV線路保護

對于35kV和10kV線路而言，可以為其設置三相時限電流速斷保護，也可以設置三相過電流保護裝置，對于保護動作而言，延時跳10kV出線斷路器，擁有三相一次重合閘，同時還具備加速功能。在外部低周、低壓減載位置，動作閉鎖線路重合閘，此時的重合閘能夠投切。這種情況下的保護裝置還需要具備較強的零序過流保護能力。

2.4 10kV接地變線路保護

對于10kV接地變線路保護裝置而言，其功能主要是以10kV線路為準，做出相應配置，也可以設置三相電流速斷保護以及三相定時限過電流保護。對于保護裝置而言，保護動作跳10kV出線斷路器，擁有三相一次重合閘，同時也有后加速功能，外部低頻。而對于低壓減載動作而言，閉鎖線重合閘，可以投切重合閘。對于保護裝置來說，還要擁有一定的零序過流保護能力[2]。

2.5 10kV電容器組出線和電容器組保護

10kV電容器組出線或者電容器組設置一定的反映相間故障的三段式相間電流保護，過電壓、低電壓、方電線圈開口位置有三角零序過電壓保護，該保護延時跳10kV電容器出線斷路器。在電容器組當中，當其進行自動投切過程時，不會向外發報警信號。在電容器的組內設置相應的熔絲保護，對于保護裝置而言，同樣應當擁有零序過流保護能力[3]。

3 110kV常規變電站自動化改造設計原則

110kV變電站自動化改造需要實現無人值班目標，技術人員主要采用分層分布綜合自動化系統，對變電站進行控制、保護和測量、數據采集等。

（1）在110kV常規變電站當中，主變壓器主要使用的是有載調壓、低損耗三相電力變壓器，通過這種方式能夠實現自動、手動、遠程和就地調壓，其中中性點應當具備就地或者遠控分合功能。在變電站當中，主接線要足夠可靠、方便操作，維修起來也較為容易，能夠實現遠方監控以及投資經濟等的需求。

（2）在變電站當中，要求開關設備實現無油化，同時還可以使用彈簧等儲能操作機構，操作電源可以使用交流電源。對于不用斷路器和刀閘等，需要具備反分合位置的輔助觸點，若使用SF6斷路器，一定要裝設反映氣體壓力傳感器。

（3）對于變電站來說，可以配置相應的電源，也可以在35kV側以及10kV側共同設置變壓器，兩路電源需要具備一定的自動切換裝置。其中的直流電源一定要確保擁有較為可靠、體系小、占用屏位少，可以在交流失電后，持續穩定的運行2h以上的系統[4]。

（4）對變電站各類的信息進行采集，遙測量主要包含不同類型的電壓等級母線的相電壓、線電壓等，包括站用變低壓側電壓，直流母線電壓、主變壓器的各側、線路、電容器的電流等。其中遙信量中有變電站當中的全部斷路器，還包含隔離開關和主變分接頭位置信號，不同保護動作信號等。對于搖信量而言，在保障事故定位的基礎上，需要進行一定方式的合并。其中遙控量中包含變電站當中的所有斷路器以及主變中性點接地刀閘，搖調量中包含變電壓有載調壓。

（5）保護裝置主要使用的是微機保護，保護跳閘命令，直接對斷路器跳閘線圈進行應用，不同保護裝置較為獨立，而獨立直流電源供電可以直接完成保護功能。當監控系統退出之后，保護可以實現獨立工作，保護主要使用TA和測量用TA之間相互獨立。保護裝置邏輯判斷回路所需的開關不能和其他的回路之間相互混合，可以設置充足的通信接口，通信主要借助站內通信網，逐漸向著監控系統傳送。保護動作應當擁有保持信號，借助遠方或者就地動手方式進行復歸，而就地需要擁有保護定值修改功能，并且還需適當的保留遠方修改定值能效，但需依權限設置密碼。保護應當具備一定的自檢功能，若裝置發生故障，或者發生異常，則可以進行閉鎖保護，并且向外發送報警信號。

4 110kV常規變電站自動化改造設計方案

對于變電站而言，一次設備大多是使用油斷路器，其缺乏一定的可靠性，因此改用六氟化流斷路器，從而可以適當的增加可靠性。110kV油斷路器中35kV、10kV少油開關可以改為真空斷路器。在主變壓器的中性點隔離開關是通過手動操作方式進行的。對變電站內自動化系統和分布式通信網絡進行組建。其中35kV和10kV線路開關，主要使用的是微機保護方式[5]。對主變壓器溫度測量回路進行改造，能夠有效適應測溫的需要。對站內舊式電能表進行更換，使用智能電表，電能表主要是借助電度表電能采集裝置上傳到綜合自動化系統和地調。對站內直流系統進行更換，將其改變為高頻開關電源，配有通信485接口，從而促使微機綜合自動化系統接口通信得以實現，使用免維護鉛酸蓄電池，對站用電系統進行改造。

5 結束語

110kV變電站自動化改造，能夠在一定程度上提升變電站的安全性與可靠性，能夠有效降低運維成本，技術方案選擇和外設、回路接口、現場實際請款之間存在密切聯系。因此需要對現有的設備進行充分應用，從而進一步滿足發展需要。當前，電網自動化以及變電站自動化均得到迅速發展，因此110kV變電站自動化已經是電網建設中最為重要的內容之一。

參考文獻

[1]杜 偉.110kV變電站綜自改造現狀及存在問題研究[J].機電信息，2013（09）：33～34.

[2]張志斌.淺析110kV無人值班變電站綜合自動化的改造[J].科技與企業，2012（23）：118～119.

[3]許欣宇.110kV變電站的綜合自動化技術改造[J].科技風，2012（18）：39.

[4]張穎耀.110kV變電站綜合自動化系統改造的研究[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2013（07）：310～311.

[5]張作煜.工廠110kV變電站綜合自動化改造分析與設計[J].水泥工程，2014（01）：70～72.

收稿日期：2018-6-6

作者簡介：蔡 樂（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事電氣自動化安裝、檢修、維護方面工作。