500 kV 地下變電站主變壓器擴容工程新老設備銜接工作難點分析

秦佳鳴，李 迅

（國網上海市電力公司超高壓分公司，上海 200063）

500 kV 靜安地下變電站（以下簡稱“靜安站”）于2010 年投運，是上海中心城區多座220 kV變電站的上級電源。為滿足上海城市規劃，提升供電能力，提高用電穩定性，靜安站于2020 年啟動一組500 kV 3 號主變壓器、一臺220 kV 6 號主變壓器擴容工程，并于2022 年12 月17 日正式投運。本期擴建工程包括相關一、二次保護安裝接入，自動化系統改造升級，水冷系統擴展等。由于靜安站擴建前已投運2 組500 kV 主變壓器、2 臺220 kV 主變壓器及相關出線，相關回路均正常運行，因此新設備接入必須保證在運設備的安全，這給本次擴建工程增加了很大的難度。為此需明確新老回路銜接工作中的注意事項，以此保證在老設備安全運行的情況下實現新設備的接入。

1 自動化系統改造注意事項

靜安站擴建后的監控系統由南瑞科技NS2000 監控后臺改造為NS5000，本次擴建工程總共新增21 臺測控裝置，新增2 臺南瑞科技NSS201 遠動裝置。

1.1 自動化系統改造難點

靜安站部分一期設備通過西門子SAT 測控裝置傳輸至西門子AK 遠動裝置。本期在保留AK 遠動裝置的前提下新增南瑞科技NSS201 遠動裝置，在驗證新老遠動裝置數據正確性時需保證遠動裝置不中斷不出錯，不影響設備與調度/中心站信息傳輸。

靜安站在上海電網中的地位很重要，停電施工困難，只能在運行中進行改造。這對現場施工組織和安全控制提出很高的要求［1］，需保證新自動化系統能正確控制、反饋老設備工況。在新自動化驗收遙控點位時需防止遙控點位與實際點位對應錯誤，導致誤遙控到非試驗倉位造成誤動作。

1.2 自動化改造安全措施

1.2.1 改造措施

通過逐臺驗收設備的方式保證新設備的正確性。針對遠動裝置進行改造，改造時保留西門子AK 遠動裝置及原調度通道，通過A，B 網級聯的方式連接新老站控層，新遠動裝置逐臺安裝驗收。針對自動化系統改造，為保證后臺數據的正確性，先將后臺改造為NS5000，數據庫從原后臺備份直接升級，新后臺與老后臺逐一核對并驗收。改造后的網絡結構見圖1。

1.2.2 運維措施

運維人員在驗收自動化系統時，通過切換近遠控把手通斷遙控回路硬節點來實現物理隔離，防止運行設備誤出口，有效隔離試驗設備和運行設備。全站測控把手需切換至就地，保測一體設備的近遠控把手需切到近控。

在實際遙控備倉試驗期間，將全站除受控開關所在測控以外的測控近遠控把手均切至近控位置（測控裝近遠控把手切換至近控不影響保護跳閘功能），僅保留受控開關所在測控在遠控位置，保測一體的非試驗倉位近遠控把手需切到近控。通過以上方式保證試驗正確性和運行設備的安全。

2 水冷系統接入注意事項

作為全地下變電站，靜安站500 kV 變壓器、220 kV 變壓器、66 kV 電抗器均采用強迫油循環水冷的冷卻方式［2］，即通過內循環水將注油設備的熱量帶走，升溫的循環水進入站內各區戶內閉式冷卻塔進行降溫，冷卻后的內循環水再通過循環水泵重新回到注油設備區域進行降溫。當變壓器冷卻器全停時，變壓器溫度將迅速上升，此時若不能及時將變壓器退出運行，將會造成變壓器絕緣嚴重損壞，甚至完全擊穿，導致變壓器故障，影響變電站甚至電網正常、穩定運行［3］。

靜安站3 區水冷系統在一期工程內已為新擴建3 號主變壓器預留。擴建前靜安站4 區水冷系統內已接入4，5 號兩臺220 kV 主變壓器，本期需將6 號主變壓器也接入4 區系統內。

2.1 本期水冷新回路接入難點

靜安站4 區水冷系統已有4，5 號主變壓器管道接入運行，故6 號主變壓器水冷系統在接入4 區水冷系統時，其4，5 號冷卻水系統需有部分與總進出水母管連接的閥門關閉才能進行。

在前期準備工作中，工作人員對4 區水冷系統進行了兩次隔離試驗，檢驗在接入點的位置冷卻水隔離工況，兩次試驗均發現在接入點位置無法將冷卻水完全隔離，即4，5 號主變壓器在運行的時候，6 號主變壓器的水冷系統無法接入4 區水冷系統。

2.2 水冷系統新管道不停電接入措施

2.2.1 工程措施

經討論，決定在4，5 號主變壓器拉停的情況下借用本期新擴建的3 區水冷系統，通過在4，5 號主變壓器室各增加一組臨時管道接入3 號主變壓器水冷系統，在3 號主變壓器未投用時，其冷卻水先給4，5 號主變壓器使用，在使用期間，原4 區水冷系統停止運行，供6 號主變壓器水冷系統接入。

進入4，5號主變壓器的冷卻水，在3號主變壓器C 相處進入4，5 號主變壓器室。從4，5 號主變壓器出來的冷卻水在3號主變壓器B，C 相處接入去冷卻塔的管道中，主變壓器的冷卻水經冷卻塔冷卻后，進入3 號主變壓器的循環水泵，再經循環泵升壓后進入4，5號主變壓器，從而保證4，5號主變壓器的冷卻水正常運行，臨時水冷系統見圖2。

圖2 臨時水冷系統

2.2.2 運維措施

在臨時管道接入期間，運維人員需定時檢查3 區循環水泵，出水、進水溫度、流量、壓力等工況，確保各連接點無漏水或異常現象。同時，要時刻監視4，5 號主變壓器的油溫情況，確保臨時水冷系統有效，保證全站運行設備正常運行。

3 母差改造注意事項

本期工程擴建220 kV 五段、六段母線及相應間隔，并將一期預留的220 kV 三/五分段和四/六分段間隔安裝完善；由于原220 kV 三/四母線第一套及第二套母差保護裝置不具備接入四個母線分段間隔（220 kV 一/三、二/四、三/五、四/六分段）的條件，因此需停役220 kV 三、四母線，進行保護裝置調換，更換220 kV 三/四母線兩套母差保護。

3.1 母差改造難點

由于需驗證新母差相關保護正確性，保護調換期間將靜安站220 kV 三母和四母同停，期間靜安站220 kV 系統僅靠1 條500 kV 單回路供電，一旦發生跳閘，將造成靜安站220 kV 系統全停，引起終端5 座220 kV 變電站“N-1”運行，1 座“N-2”運行，靜安站110 kV 及35 kV 系統全部僅靠1條220 kV 單回路供電，接線極其薄弱。

220 kV 一/二母線的母差保護配合220 kV三/四母線的母差保護裝置調換工作，需完成相關啟動220 kV 一/三分段、220 kV 二/四分段失靈回路試驗，由于220 kV 一/二母線上出線均在運行，一旦誤出口，將導致220 kV 系統全停。

3.2 母差改造注意事項

3.2.1 工程措施

220 kV 母差保護改造涉及間隔較多，舊的母差保護與各220 kV 間隔電氣聯系回路比較復雜，改造風險極大，改造前一定要勘察清楚現場，安全隔離措施要做到位。在調試過程中，通過母差輪停的方式保證220 kV 一/二母線始終有單臺母線保護，確保設備安全運行。在整個工程進行過程中，必須保證舊母差保護的正常運行［4］。

在調試過程中，同時進行GIS 耐壓試驗，出現多工種交叉作業，應避免相互影響，耐壓試驗時不得操作一次設備。

將兩套母差改造的進度以時間表形式列出，保證改造過程中相關試驗均能按時準確完成，確保保護的正確性。

3.2.2 運維措施

針對母差改造期間電網接線薄弱問題，運維人員每日多次對單回路電源線進行特巡，以保證全站運行設備相對穩定運行。在作業期間，運維人員應時刻注意自動化后臺信號，一旦出現運行母線保護裝置相關異常信號，應立即停工，查明原因并復歸后方可繼續工作。

母線保護集中了變電站內多個間隔的電流采樣及跳閘、失靈回路，即使母線保護退出運行，依然存在誤動二次回路的風險［5］。運維人員在許可過程中，應關照工作人員用絕緣膠布或者其他措施隔離其他運行間隔在母線保護屏上的回路。同時，運維人員應在220 kV 三/四母線第一套母差保護屏和220 kV 三/四母線第二套母差保護屏上與220 kV 一/二母線公共回路有關壓板加蓋保護罩，防止誤碰。落實“盤面圖”許可流程，保證二次回路接入調試時無安全事故發生。

4 結語

變電站擴建工程所面臨的問題非常復雜，各方都需要明確新設備接入已運行系統時的危險點和安全措施，防止影響投運設備的正常運行。通過從施工方案設計和運維人員重點維護兩方面齊抓共管來保障工程安全順利進行是十分必要的。