宋 陽(yáng)

國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司長(zhǎng)春供電公司

220kV變電站智能化改造技術(shù)研究

宋 陽(yáng)

國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司長(zhǎng)春供電公司

近年我國(guó)電力系統(tǒng)改革不斷深化，電網(wǎng)技術(shù)和電力設(shè)備不斷發(fā)展、更新，新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮。但目前一些變電站還處于一次設(shè)備傳統(tǒng)化，二次監(jiān)視設(shè)備常規(guī)化的階段，這不利于在調(diào)控和監(jiān)控中心遠(yuǎn)方對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)全面監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)方操作設(shè)備，使得電力企業(yè)人力成本居高不下，同時(shí)常規(guī)老舊變電站對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行也存在諸多隱患。相較于常規(guī)變電站，智能化變電站具有一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化和管理系統(tǒng)自動(dòng)化的特點(diǎn)，因此，對(duì)變電站進(jìn)行智能化改造是響應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)的必然要求。

220kV變電站；智能化改造技術(shù)；應(yīng)用

數(shù)字化與智能化已經(jīng)成為 220kV 變電站發(fā)展的主要方向，為提高變電站建設(shè)與運(yùn)行效率，需要做好運(yùn)行現(xiàn)狀分析，針對(duì)存在的不足進(jìn)行研究，并建立完善的運(yùn)行系統(tǒng)，做好運(yùn)行維護(hù)，爭(zhēng)取提高整個(gè)系統(tǒng)的的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。對(duì)于各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，其目的是解決現(xiàn)行系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)以及管理模式，從技術(shù)角度進(jìn)行分析，采取措施來(lái)提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

1、220kV變電站智能化改造的原則

(1) 220kV變電站智能化改造時(shí)，要掌握各種新技術(shù)和新設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，在實(shí)踐中將常規(guī)變電站自動(dòng)化和繼電保護(hù)技術(shù)等平移到智能化變電站中，在確保安全可靠的前提下對(duì)各種新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行運(yùn)用。(2) 220kV變電站智能化改造時(shí)，要盡量避免設(shè)備的重復(fù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)功能、信息和資源的整合和優(yōu)化，并積極推廣應(yīng)用電子互感器等新型設(shè)備，使其在工程實(shí)踐中逐步取代傳統(tǒng)電磁式互感器。(3) 220kV變電站智能化改造時(shí)，要根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)制定科學(xué)合理的改造方案，并采用逐步漸進(jìn)的思路進(jìn)行試點(diǎn)，計(jì)劃采取從中低壓到高壓逐步試點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，確保變電站日后的高效穩(wěn)定運(yùn)行。(4) 220kV變電站智能化改造時(shí)，一次設(shè)備的設(shè)計(jì)要考慮智能化原則，通過(guò)配備相應(yīng)的智能單元和實(shí)現(xiàn)就地?cái)?shù)字化來(lái)降低誤差率；二次網(wǎng)絡(luò)的改造要考慮可靠性原則，采用必要的備份并使用恰當(dāng)?shù)姆绞健?/p>

2、智能改造技術(shù)

2.1 一次設(shè)備智能化改造方案

為了適應(yīng)社會(huì)不斷發(fā)展的需求，對(duì)變電站進(jìn)行智能化的改造，其第一步便是保證一次設(shè)備的智能化，也就是說(shuō)使用所謂的智能一次設(shè)備。一次設(shè)備的智能化首先就是要保證設(shè)備的數(shù)字化，包括輸入信號(hào)的電流互感器和電壓互感器，通過(guò)實(shí)現(xiàn)就地的信號(hào)數(shù)字化減少模擬量的傳輸。根據(jù)國(guó)內(nèi)以及國(guó)際電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的情況，220kV部分應(yīng)該選取電子式電壓互感器和電子式電流互感器，66kV部分相應(yīng)的選取GIS用的電子式電流電壓互感器、電子式電壓互感器和電子式電流互感器。(1)當(dāng)一次設(shè)備本體進(jìn)行更換的時(shí)候，應(yīng)該采用一些較為智能的設(shè)備，智能斷路器、GIS組合電器以及主變壓器都應(yīng)該配置標(biāo)準(zhǔn)接口傳感器。(2)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備狀態(tài)信息相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能組能夠?qū)ζ溥M(jìn)行較為順利的檢測(cè)，并且為專家診斷系統(tǒng)提供相關(guān)的技術(shù)資料。(3)智能組件應(yīng)該功能齊全、位置合理以及結(jié)構(gòu)緊湊，并且它還應(yīng)該滿足現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境，如鹽堿度、灰塵高、高溫度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等，改造后的一次設(shè)備才能夠在實(shí)際當(dāng)中得到更好的應(yīng)用。

2.2 母線保護(hù)在現(xiàn)場(chǎng)所取母聯(lián)開關(guān)位置量問(wèn)題

母聯(lián)開關(guān)位置量在微機(jī)母線及失靈保護(hù)裝置的母聯(lián)死區(qū)保護(hù)中相當(dāng)重要。若母線分列運(yùn)行，母聯(lián)在跳位時(shí)，發(fā)生死區(qū)故障，即當(dāng)母聯(lián)斷路器和母聯(lián)電流互感器之間發(fā)生故障，斷路器側(cè)母線跳開故障后故障仍然存在，正好處于電流互感器側(cè)母線小差的死區(qū)，為提高保護(hù)動(dòng)作速度，RCS- 915AB 保護(hù)專設(shè)了母聯(lián)死區(qū)保護(hù)。母聯(lián)死區(qū)保護(hù)在差動(dòng)保護(hù)發(fā)母線跳令后，母聯(lián)斷路器已跳開而母聯(lián)電流互感器仍有電流，且大差比率差動(dòng)元件及斷路器小差比率差動(dòng)元件不返回的情況下，經(jīng)死區(qū)動(dòng)作延時(shí)，跳開另一條母線。為防止母聯(lián)在跳位時(shí)發(fā)生死區(qū)故障將母線全切除，當(dāng)兩母線都有電壓且母聯(lián)在跳位時(shí)母聯(lián)電流不計(jì)入小差。RCS- 915AB 型保護(hù)裝置將母聯(lián)TWJ 三相常開觸點(diǎn)串聯(lián)作為母聯(lián)斷路器位置量同時(shí)引入裝置內(nèi)部。

2.3 通訊系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化改造

(1)其中站控層網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?GOOSE 報(bào)文和 SV 報(bào)文采用雙以太網(wǎng)通訊來(lái)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)。(2)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該根據(jù)主變本體和電壓等級(jí) 220kV、66kV、分別進(jìn)行組網(wǎng)。220kV系統(tǒng)保護(hù)的雙重化配置應(yīng)該分別接入與之相對(duì)應(yīng)的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，除此之外主變也應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的需要來(lái)進(jìn)行雙重化的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的配置。 配置 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)、220kV 雙重網(wǎng)絡(luò)、傳輸 GOOSE 報(bào)文以及過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)配置都需要采用單星形。(1)進(jìn)行變電站智能化改造的時(shí)候 ，全站 220kV 部分應(yīng)該設(shè)置 單獨(dú)的智能控制柜和一次匯控柜，66kV 部分可設(shè)置 一體式匯控柜，然后主變本體就地設(shè)置統(tǒng)一的智能組件柜。(2)智能控制柜應(yīng)該改用航空插頭接口模件 ，智能控制柜和設(shè)備本體都應(yīng)該通過(guò)航空插頭來(lái)進(jìn)行一些必要的插接，這樣就能夠方便現(xiàn)場(chǎng)施工。(3)改造的時(shí)候 ，智能控制柜中還要布置一些光纖配線架，它可以用來(lái)連接間隔層的光纖配線架和設(shè)備本體的光纖配線架。 但是由于設(shè)備的本體設(shè)置有統(tǒng)一的光纖接口，導(dǎo)致過(guò)程層的每個(gè)間隔只要經(jīng)過(guò)一個(gè)相對(duì)較大的光纜直接連接到較為統(tǒng)一的光纖接口裝置即可，這樣就可以達(dá)到優(yōu)化光纖布置以及節(jié)約光纖數(shù)量的目的。

相較于常規(guī)220kV變電站，智能化變電站提高了通信系統(tǒng)的性能，提升了計(jì)量、保護(hù)和測(cè)量系統(tǒng)的精度，提高了變電站的整體安全運(yùn)行水平，減少了運(yùn)行人員的工作量，并降低了成本，因此對(duì)常規(guī)變電站進(jìn)行智能化改造具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。220kV變電站的智能化改造是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其主要特性就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)”，這需要我們根據(jù)具體變電站的實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的改造方案，提高改造的針對(duì)性。

[1] 袁博，王瑩，鄭永成.220kV常規(guī)變電站智能化改造總體方案[J].科技資訊，2014(18)：118.

[2] 馬全福，閆敬東.220kV常規(guī)變電站智能化改造的技術(shù)關(guān)鍵[J].寧夏電力，2013(2)：30～33.