110KV變電站斷路器和隔離開關的智能化改造

楊志鈞 張雅文

摘要：變電站綜合自動化系統是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信息處理技術的變電站二次設備（包括：繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動設備和遠程設備，等等），優化設計，實現的功能操作變電站所有設備的監視、測量、一種綜合自動化系統的控制與協調。通過變電站綜合自動化系統中各設備之間的信息交換和數據共享，完成變電站運行監控任務。變電站綜合自動化取代了傳統的變電站二次設備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是提高變電站安全穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，為用戶提供優質電能的重要技術措施。

關鍵詞：110kV變電站;設備改造;設備維護

引言

隨著電力企業的不斷改革，當前，在我國電力系統中，變電站設備有很多問題，變電站設備老化問題的一部分，有安全風險。因此，電力系統不斷發展的同時，更新原變電站的老化設備，也要加快步伐，并在日常工作中，變電站設備維護也很重要。

一、變電站設備的改造

（一）一次設備的改造

1. 主變壓器輔助元件的改造。主變輔助元件的改造主要集中在中性點的隔離開關上。改造的目的是實現隔離開關的遠程控制功能，保證主變壓器的遠程測溫和及時上傳功能。

2. 過壓保護設備改造。首先，用自動調諧消弧線圈代替原線圈。主要目的是改變中性點接地方式。然后，將原來的避雷器更換為不間隙的金屬氧化物避雷器，目的是為了有效降低避雷器內部的殘余壓力，避免對避雷器的損壞，防止故障的發生，不僅可以減少維修人員的工作量，同時也可以保證他們的人身安全。

3.高壓柜開關的改造。高壓開關改造過程中，應根據實際情況合理控制高壓開關柜之間的距離，規范操作。確保所選隔離器具有良好的阻燃性能，以提高其絕緣效果;必要時應加絕緣套管，保證母線導體之間的絕緣符合實際需要;根據實際情況合理選擇電流互感器，確保其電壓參數符合標準，在很大程度上保證了高壓開關柜的絕緣效果。

4. 斷路器修改。在對斷路器進行改造的過程中，采用了雙輔助接觸接線，使錯誤的信號可以避免，保證了斷路器位置的準確性和可靠性，具有良好的遙控功能和無油操作。

（二）二次設備的改造

1. 重新計算技術裝置改造

重合閘改革的主要目的是確保重合閘出口和自動輸入，使用遠程控制技術進行有效控制，對電源可以自動斷開和連接，當動作發生時，重合閘可以自動操作，電力設備的有效治療，和電源自動連接，恢復變電站正常運行的功能。當其它設備系統工作穩定時，重合閘系統自動鎖緊，消除了信號燈的閃爍，有效延長了使用壽命。同時設置開關電路，有效提高110kv變電站的安全性能和穩定性。

2. 斷路器的修改

將原電路改造為遙控操作和無油操作，提高了電路的工作性能、操作方法和工作效率。首先，轉型分為兩個方面。一方面，采用更先進的雙輔助接觸技術進行接線，提高信號的精度;另一方面，斷路器的閉合電路是改革的壓力減少線路連接，從而實現整個電路的優化，使新電路簡單、安全，良好的性能，準確地實現供電和信號控制和提示。對斷路器進行改造可以優化整個電路系統，提高工作效率和安全性。

二、案例分析

XXX110千伏變電站是該地區第一個綜合自動化變電站，已經運行了十年。隨著國家電網公司智能電網試點項目，通過轉換，可靠性差的設備在現有的車站將取代提高運行可靠性，以實現主要設備狀態的實時監控，標準化的信息建模、網絡的信息傳輸、智能先進的功能和輔助系統。在轉換中，根據國家電網企業標準Q / GWD 441 - 2010《智能變電站繼電保護技術》規范110 kV電力變壓器保護原理要求，考慮合作流程層合并單位（畝）和智能終端配置，每一層的網絡連接，二次設備安排，等等。提出了三種主變壓器保護配置方案，并最終實現了第三種配置方案，效果良好。

（一）主變保護配置原則

正如上面提到的，在確定為智能變電站繼電保護配置的原則，除了傳統的變電站的要求，流程層合并單元的配置和智能終端，連接網絡的每一層，二次設備的布置應考慮和其他因素。110千伏橋內接線的主要部分是兩臺主變壓器的保護。保護的配置原則直接影響全站自動化系統的結構和網絡方案。

根據《智能變電站繼電保護技術規范》，110kV變壓器電源保護分兩套配置。兩臺機組的配置應采用主備保護一體化配置。如果主保護和備份保護分別配置，則備份保護應與測控裝置集成。當保護采用雙組配置時，兩側組合單元應采用雙組配置，兩側智能終端也應采用雙組配置。

1 技術規范有兩層含義：

（1）110kv變壓器保護為“雙組”配置，而不是“雙組”配置。“雙重配置”是指具有相同功能的兩套獨立配置的系統。每一套保護系統裝置功能獨立齊全，安全可靠。不允許出現公共瓶頸。“雙套”配置是指采用兩套主后一體化裝置，來實現變壓器保護功能，兩套裝置的功能可以互相補充，獨立性不高，達到“雙套”配置要求。

（2）它允許從主和后方分開一組配置。沒有規定強制配置雙組智能終端時，配置是分開的。應按要求進行配置。

2配置方案一

如圖1所示，配置了兩組主設備和后置集成設備。主保護的差動電流取自線路電流互感器、橋式電流互感器和低壓側電流互感器。三組電流互感器的主、副變流器及組合單元均為雙組結構。主變高壓側套管電流互感器采用單套組合式單元，提供高壓側測控采樣值和高后備保護。主變低壓側對應的llOkV線路、電橋、智能終端采用雙組配置。

3配置方案二

如圖2所示，根據主機和機箱配置了單個機箱。線路電流互感器、橋式電流互感器、高壓側套管電流互感器、低壓側電流互感器的組合單元按單臺配置，分別受到相應的保護。根據單臺設備配置相應的智能終端。

4配置方案三

如圖3所示，配置了兩組主后一體化裝置，與方案1不同，兩組主保護的差動保護范圍不同。第一組差分電流取自高壓側套管電流互感器和低壓側電流互感器，第二組差分電流取自線路電流互感器、橋式電流互感器和低壓側電流互感器。110kv線路、電橋、高壓側套組合單元單組配置，主變低壓側組合單元雙組配置。對應的110kv線橋智能終端配置為單臺，低壓智能終端配置為雙臺。

5? 配置方案的具體分析

在三種配置方案中，方案1可靠性最高，接近“雙重”配置水平。當然，投資也是最高的。在一座橋連接的主變壓器高壓側斷路器，110千伏線路，合并單元和智能終端的橋”，兩套”配置，合并單元和智能終端是其他兩個方案的兩倍，這讓擁擠的戶外智能控制內閣布局，整個站自動化系統網絡是復雜的，增加開關配置的數量，和其他問題。在使用電子電流互感器的智能變電站中，一次和二次變壓器也配置成雙組，從而進一步增加了投資。

方案2延續了常規變電站的配置方案。主后分離、間隔層、工藝層設備均為單臺配置。該方案的優點是簡單明了，易于安排，投資少。

在分析橋梁內部連接特性的基礎上，提出了第三種方案。橋連接更常用的終端變電站內，這邊距離保護Ⅱ段110 kV母線和主變壓器高壓側引導失敗有敏感性，可以有遠方保護效應，作用時間不長。因此，一套保護的差動電流感應自變高壓側殼體完全可以滿足保護范圍和可靠性的要求，低壓側后備保護需要加強。沒有特殊的母線保護。在變壓器的低壓側，兩套備用短路后備保護配置在低壓端，和組合單元和智能終端也兩組配置，提高可靠性的消除低壓側母線的故障。可以看出，第三個計劃結合了前兩個計劃的優點，體現了概念功能互補的兩套配置，以達到可靠性和經濟之間的平衡，這是首選的計劃轉變。

結語

綜上，對于電力系統的運行，變電站的作用不容忽視，電力系統要實現安全穩定的運行，就必須加強對變電站的維護和管理，否則，就會影響供電效率和電能質量。電力企業要引起高度重視，把它作為輸電工作的重點，根據實際情況，加強變電站設備的改造和維護，促進電力系統的健康發展。

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