新型變電站綜合自動化改造策略的研究與應用

徐倩

【摘 ?要】隨著信息時代的到來，計算機、通信、電子技術應用越來越廣泛，國網電力系統正向網絡化、數字化、智能化方向發展。變電站作為電力網中最重要的樞紐之一，能對運行情況進行綜合性調度，包括對運行情況執行測量、監視、協調和控制等在內。通過變電站綜合自動化，能夠實現設備間的數據共享，對變電站起到監視和控制的作用。

【關鍵詞】新型變電站;綜合自動化;改造策略

1變電站綜合自動化改造概述

在我國，伴隨著智能電網理念的發展，電力產業也開始將關注點集中在智能電網技術方面，其中，國家電網、南方電網等也逐漸開始了數字化變電站的研究工作。并且，相關研究學者對相關問題進行了一系列研究。變電站自動化改造工程項目是通訊技術、信息技術和計算機技術進一步實現全程管理的重要元素，需要在整合數字化變電站項目時，對具體問題進行具體分析，充分肯定其產生的產業影響和社會價值。變電站從常規化變電站運行結構轉化為綜合自動化變電站將是社會發展的根本性趨勢。尤其是在一些綜合自動化變電站中，要建立具體問題具體分析的機制，有效整合實用性和成熟度，尋找更加有效且完善性較強的監督管控措施。要想有效落實變電站綜合自動化改造項目，就要對功能綜合化、分級分布式微機化等項目進行統籌性分析，并且有效整合系統結構。要結合數字化測量和智能化運行管理，全面且系統化的分析變電站綜合自動化的特征。研究人員對強化防誤操作管理、事故處理應急預案的編制等方面也提出了較為新穎的觀點，探析了完善變電站綜合自動化運行中的問題與對策。我國智能變電站的發展階段，無論是行業運行的規范性還是基本的運行流程體系，都實現了全面優化，運行規范和作業流程都日益成熟。因此，在實際研究項目中，要有效闡釋智能變電站和常規變電站的區別，基于網絡結構和信息類型兩個方面分析智能變電站系統化常見的故障類型和處理方式。

2變電站綜合自動化改造方案的選擇

變電站為整個城市提供電力來源，是工農業發展的重要保障。但是，當前很多城市的變電站中的二次設備的使用壽命超過了十年，經常會發生故障。如果經常的更換或維護一些二次設備的零件，不僅費時費力，而且對整個電網的正常運營都是一個很大的威脅。變電站無人值班是電網發展的一個大的趨勢。這就要求對變電站的各種信號實現“三遙”，即遙測、遙控、遙調。“三遙”對監控系統和二次設備的要求較高，如果穩定性差，會對“三遙”的實現有很大的阻礙。變電站需要及時的更換一些落后的設備，保證監控系統和二次設備能夠達到“三遙”的要求，更好地保證電網的正常運營。綜上所述，為了確保變電站的正常運行，減少對工農業生產和人們生活的影響。對變電站進行常規模式綜合自動化改造勢在必行。根據目前監控系統和二次設備狀況和發展的前景，制定兩個方案：方案一：智能化變電站改造。方案二：常規模式綜合自動化變電站改造。

2.1技術方案選擇

為了選出性價比高且技術可靠的方案，將從安全方面、效能方面、成本方面三個方面對兩個方案進行比較，從而選出最優方案。

（1）安全方面比較

從安全運行方面來考慮，兩種方案均可以運用于變電站的改造中。方案一的智能化變電站的改造。一般用于新建的變電站中，它的安全穩定性能較高。但是，本次改造用于舊的變電站，只改造二次設備和監控系統，對一次設備不改造。如果用方案一的話，可能面臨著改造時間較長、工藝復雜程度高的困難，影響正常的生產和生活。現在多數變電站仍在運用的是常規式的綜合自動化改造。它具備運行時間長且穩定的優點，而且不需要改造一次設備。經比較，方案二適用于舊的變電站的改造。

（2）效能方面比較

二次設備的改造與輸電能力無關。方案一用的是光纜來傳輸信息，對電纜的需求量不大，但是它需要與一次設備連接，采用的是智能終端柜，代價比較高一些。此外在智能化改造過程中需要大規模的停電，而城市發展中有很多方面不允許大面積停電，造成的經濟損失無法估計。方案二中用到的是控制電纜。雖然用量比較多，但是原有的一些電纜和裝置仍然能夠使用。因此從效能方面比較來看采用常規模式綜合自動化變電站改造比較可行。

（3）成本方面比較

從表1可以看出方案一和方案二各方面的費用。用智能化變電站模式相對于常規式的變電站模式一次性投資比較大。雖然在維護費方面兩種方案差不多，但是智能變電站的維護比較困難一些，如果出現異常的話，需要設備廠家進行處理。如果常規性的變電站發生異常時，只需要繼電維護人員就能處理，保證正常運行。施工中發生停電造成的損失，方案一要遠遠的超過方案二。綜上所述，方案一的總費用要遠遠超過方案二。方案二從成本方面更有優勢。

2.2技術方案確定

本次變電站改造中對一次設備不予改造。常規模式綜合自動化變電站的改造不僅具有安全性能高、效能優，而且節省成本。方案二的使用已經比較廣泛，具備了運行成熟、施工時間短、停電損失少等優點，所以方案二更適合變電站的改造。

3實例應用分析

3.1試點變電站概況

以廣州供電局110kV林和變電站綜合自動化改造項目為原屏改造試點案例，并將試點結果與常規改造結果對比分析。技改工程基本情況如下：110kV林和變電站地處廣州天河CBD核心地帶，客戶用電等級較高，10kV饋線停電協調較難。該變電站為戶內敞開式布置，配置主變三臺，線路變壓器組接線，10kV側采用單母分段接線。該變電站綜合自動化系統一期（#1主變、#2主變）于2004年5月份投運，二期（#3主變）于2005年12月份投運，監控系統、保護和測控設備投入運行年限時間較長。本次技改擬將綜合自動化系統及全站保護全部更換，涉及間隔有3臺主變、饋線45回、電容器6臺、站用變2臺。

3.2成效分析

3.2.1單套設備停電改造時間對比

采用原屏改造方式，10kV饋線、電容器、站用變的停電改造時間約為4h，主變改造時間為5天。從供電可靠性角度考慮，用電客戶最為關心的10kV饋線停電改造改造時間從常規改造的13.5h降低至約4h，停電時間減少了70.4%;主變停電改造時間從常規改造的7天降低至5天，停電時間減少40.0%。由此可見，采用原屏改造技術，可以顯著減少用戶停電時間，提高供電可靠性。

3.2.2工程總耗時對比

采用常規改造方式的工程總耗時約為198天，而相同規模的原屏改造工程，總耗時僅為52天，改造工程縮短了約73.7%，由此可見，原屏改造技術有利于減少變電站技改工程時間跨度，從而緩解日益增長的技改工程數量與班組有限的年技改能力之間的矛盾。

3.2.3工程經濟成本對比

同等規模的技改工程，若采用常規改造方法，改造成本為578.92萬元，而采用原屏改造方法，由于節省了大量新屏柜、開關柜柜頭、電纜等費用，改造經濟成本僅為378.79萬元。原屏改造方案與常規改造方案相比，經濟成本減少了約34.6%。

4結束語

本文提出了一種新型變電站保護綜合自動化改造策略—原屏改造。原屏改造技改策略采用“把座利舊”、“原屏配線”等方法，能顯著減少停電改造時間、縮短工程總耗時、降低改造成本和人工耗時，有效解決改造時間與停電窗口的矛盾，特別適用于重要用戶密集、供電可靠性要求高的城區變電站二次設備技改工程。

參考文獻：

[1]黃劍君.220kV下雷變電站綜合自動化技改研究與實踐[D].廣西大學，2016.

（作者單位：呼和浩特市電力勘察設計院有限公司）