變電站改擴建二次保護施工

毛宗旺

摘 要：本文針對110kV變電站實際運行進行分析，對該變電站的直流系統、自動化系統進行改造，提出二次改造方案，為電網的發展提供參考依據。

關鍵詞：變電站改造；保護調試；直流系統

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A

利用現代網絡信息化技術，建立裝置模塊化、集成化系統，可以實現變電站系統的有效保護和維護，從而更好滿足目前電網發展需求。

1 南冶站110kV運行現狀

本文針對南冶110kV變電站的實際運行情況進行分析，目前變電站中使用的設備已經不能滿足變電站電網安全的要求，關于實際運行的表現如下：

（1）南冶站以往都是使用微機LSP_P進行包住，該裝置從1997年開始出廠，該技術已經相對落后了，抗干擾性很差，可靠性和穩定性也非常低。在110kV進線側、主變保護裝置等設備上大概運行了將近10年，這些二次設備裝置技術較為落后，運行時間有些長。關于保護裝置對應的插件也不完善，有些裝置如果出現故障，就很難被恢復，這會嚴重影響電網的正常運行。

（2）該電站的直流系統是2000年生產的，其中有些裝置老化嚴重，運行時間比較長，在期間經常出現蓄電池變形漏液、充電部分損害等情況。還有因為廠商沒有相關備件以及技術服務，造成直流系統無法更好地滿足需求，使南冶電站出現電源控制和保護的危險。

（3）南冶變電站110kV側開關和戶外敞開式刀閘開關以及變電站戶外35kV操作機構占用較大面積，型號陳舊、運行時間較長。另外，因為長期在戶外裸露運行，會因為環境因素出現銹蝕情況，進行維護也比較困難，檢修頻率過高，都會給電網的安全運行造成影響。

2 變電站二次系統改造

進入數字時代，變電站的發展逐漸實現智能化建設。變電在二次設備網絡化主要是進行間隔層、過程層、站控層等分成改造。這種改造后的智能變電站，是利用計算機仿真技術實現對電網的控制和調度1。本次研究將針對110kV變電站以此老化設備進行改造，以此滿足電網穩定運行需求。

2.1 變電站自動系統設計

本文是將傳統的變電站改造為自動化的變電站，該系統可以實現遠程測控、遠程監控、遠程通信和保護。為了滿足自動化綜合系統配置需求，這里將對110kV變電站進行分層分布式結構系統建設，從縱向分布角度分析，可以將系統分為間隔層和變電站層。

2.2 變電站微機保護設計

建立電力系統保護裝置的目的就是保證電網在運行中，出現故障都要保證保護裝置及時反映，避免出現錯誤動作。對于不同電壓的變電站等級線路來說，出現的故障和線路運行也存在差異，關于不同情況的保護裝置設計如下：

2.2.1 線路保護

在線路保護中一般都會選擇切換線路進行保護，這樣可以保證非故障線路的有效運行。

（1）35kV線路保護裝置。35kV裝置保護是采取過流三段式保護、重合閘和過流加速段保護。過流三段式保護就是對電流速限時斷開保護、電流段保護和過流保護等。其中過流加速保護是相對獨立的部分，它能夠與重合閘相互配合，實現重合閘前后加速。

（2）10kV保護線路裝置。10kV線路裝置保護使用的是過流加速段保護、三段式過流保護和重合閘。這與35kV保護裝置相似。

2.2.2 主變保護配置

本文主要分析了引出線經常出現的變壓器故障。其中主要故障包括：繞組線圈匝間出現短路、兩相之間出現短路、單相接地短路等。變壓器自身會因為電流短路造成繞組出現大量熱量，從而造成變壓器和絕緣材料因為發熱分解出氣體，造成瓦斯過重或是輕瓦斯，嚴重情況會使變壓器郵箱出現爆炸可能。引出線變壓器主要是因為絕緣套管出現故障，擊穿了絕緣套管，從而引起單相或是相間短路情況。

本文探討的110kV某變壓器測控保護系統，主要是對110kV以下的電壓等級裝置進行保護。在非電量包住系統中，也是對110kV以下等級的電壓進行監控。這里使用冷控失電保護，在所有冷卻器出現問題時，需要將強油水循環冷便器和風冷器切除，只允許20min帶負荷運行。如果變壓器在20min內沒有上升到75℃溫度，需要繼續運行直到變壓器溫度上升到75℃，其中時間不超過1h。

（1）主變后備保護。在符合電壓過流閉鎖中后備保護就是變壓器保護，包括符合電壓元件、過流、時間等結構。在后備保護中，主要就是在復合電壓裝置中配置過流閉鎖保護，主要進行接地零序保護、過流保護、不接地零序保護。另外，可以設置一些事故遙信、多路遙信開入、遙信變位等保護多是。對于110kV變壓器，需要在以下幾個方面設置保護系統。

（a）中性點不接地：零序間隙過流告警功能在過壓零序Ⅱ段都未投入有限保護。在擊穿零序過壓和零序過流時，不能進行交替。投入有限保護時，在間隙零序中需要對時間元件進行過流、過壓保護。

（b）零序過流中對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段都是進行二時限，在Ⅲ段時限中，需要對字體使用進行控制和整定。在Ⅰ、Ⅱ段需要對零序方向閉鎖元件進行保護。

（2）主變差動保護。進行變差動保護就是對線圈變壓器匝間短路和單相接地線路進行保護。主變CT三側差動也需要建立保護。這里選擇RCS-9671C作為差動變壓器保護，其中雙圈、三圈、多微機對110kV以下的電壓進行保護，選擇RCS-9671C，這樣可以實現對四側變動的保護。

使用RCS-9671C變動保護時，主要是進行差動比率式保護、速斷差動保護、中、低壓電流側過保護、線段CT判別等。在微機變壓中一般都是使用軟件進行Δ形側和Y性側相位電流調整，差動保護是對幅值和相位各側電流進行調整和保護。

結論

本文針對南冶110kV變電站進行改造，主要是對全站110kV設備進行改造，同時對微機保護裝置進行升級，在以往的系統上進行升級改造，實現了二次設備監控，這樣可以提高該電站自動化的水平。對二次設備整體進行微機化，實現網絡管理，這對實現變電站安全穩定運行有一定的促進作用。

參考文獻

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