楊忠偉

摘要：文章針對新能源領域開發(fā)預裝式模塊化變電站的具體優(yōu)勢，詳細闡述了預裝式變電站現(xiàn)場安裝的具體方法和策略，確保了預裝式變電站安裝管理效果和質量水平。對于預裝模塊化變電站研究也在不斷深入發(fā)展，需要堅持工廠化、預制標準化設計和裝配式建設，提高變電站的發(fā)展水平，解決變電站運行維護中存在的問題。

關鍵詞：新能源;預裝式;模塊化;變電站

一、傳統(tǒng)新能源升壓站建設主要不足

在世界各國應對氣候變化，保障能源資源安全的背景下需要高度重視對電網(wǎng)運行的安全性與可靠性確保供電的質量與水平全面提高同時要兼顧規(guī)劃效果確保電源建設質量得到顯著提升。在當前變電站建設中主要以傳統(tǒng)變電站為主要的形式，這種分散式的管理模式很難滿足新時代的發(fā)展需要。傳統(tǒng)新能源電站大部分都以建筑為主，在設備采購中利用分散管理的形式，需要所有的生產(chǎn)廠家將設備交付到現(xiàn)場之后才能夠逐漸安裝，造成整個新能源電站建設效率十分低下，無法滿足于具體的應用需要。一方面很多的風電和光伏等新能源電站所處的環(huán)境十分偏僻復雜，存在嚴寒冰凍等問題，施工非常艱難，甚至無法按時完工，給很多設備廠家安裝，調試的時間比較短缺，缺乏聯(lián)調運行致使整個變電站的設計安裝質量達不到預期要求，甚至給業(yè)主造成巨大的損失。而是各種設備類型，體積龐大，占地面積復雜，長時間的運輸會造成部件受損嚴重。在設備安裝完成后，如果出現(xiàn)不匹配的問題需要重復調試，這樣也就造成整個新能源變電站建設效果達不到預期，目前我國缺乏專業(yè)的施工人員，支持整個新能源升壓站的建設，質量得不到保障，在投運后也經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，影響整個發(fā)電站的運行效果，由于整個電站采用分包的采購形式很多設備供應商無法及時交貨也會影響設備投運管理的質量一旦發(fā)現(xiàn)問題就會出現(xiàn)相互推諉等情況。目前大部分的傳統(tǒng)新能源電站依然采用粗放的管理方式，建設時間長，缺乏對電站的合理維護，而且受到一、二次設備廠家不同的研發(fā)生產(chǎn)能力影響，致使對升壓站建設無法精準投資，造成整個電站投資管理過于被動。

二、預裝式模塊化變電站建設主要優(yōu)勢

在變電站建設中的設計標準全國通用，嚴格按照國網(wǎng)110千伏智能化變電站標準進行優(yōu)化，而且整體的占地面積非常小，能夠滿足不同的建設環(huán)境需求，整個施工流程更加的高效，符合城市變電站小半徑，多布點的發(fā)展需要減少對土地資源的浪費，也不受到建筑用地的影響，在模塊化生產(chǎn)中通過，在工廠提前預制并且運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場中，類似于搭積木的方式就能快速組裝整個系統(tǒng)具有集成化模塊化組合的效果，通過標準化的設計，工廠化的生產(chǎn)與調試，也能夠增強整個生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的設計質量，符合電站快速建設的實際需要。在預制變電站施工設計中具有安全可靠，機動性，靈活的特點，而且對于部分預制結構可以實現(xiàn)免維護，更好地滿足于不同運行環(huán)境。在預裝飾模塊化變電站施工設計中，整體的建筑材料非常的堅固，耐牢具有良好的防腐蝕效果，同時采用世界先進的斷橋隔熱技術可以符合變電站主體建筑的實際使用壽命。而且裝預裝飾模塊化變電站整體具有環(huán)境友好，綠色環(huán)保節(jié)能降耗，避免對周圍生態(tài)環(huán)境造成影響的優(yōu)點，同時還能夠減少周邊的噪聲污染問題，符合人民群眾的具體生活需要。在全球能源資源不斷優(yōu)化調整的背景下，對清潔能源的開發(fā)利用率顯著提高。我國作為世界上新能源開發(fā)利用規(guī)模最大國家。在城市電力系統(tǒng)快速發(fā)展的背景下，必須要高度重視對變電站的運行維護管理，確保變電站穩(wěn)定運行，減少故障發(fā)生的機率。變電站中最主要的設備就是變壓器，如果沒有得到有效的防護會出現(xiàn)差動保護等運行故障，不利于整個變電站的功能發(fā)揮。所以要加強對預裝式模塊化變電站差動保護存在的運行故障，進行準確的判斷與分析，并采取科學高效的措施。加強對差動保護故障產(chǎn)生的原因進行判斷，提出相應的解決對策，為變電站安全穩(wěn)定運行做出重要保障。

三、預裝式模塊化變電站故障

（一）新建預裝式模塊化變電站差動保護誤動

目前預裝式模塊化變電站出現(xiàn)差動運行的問題非常明顯，很有可能導致整個變電站在非正常狀態(tài)下停運，使整個變電站的穩(wěn)定性受到干擾，不利于電力企業(yè)經(jīng)濟效益。為此要高度重視對預裝式模塊化變電站的差動保護進行全面檢測，及時針對產(chǎn)生差動保護原因進行分析與處理。并且提高對預裝式模塊化變電站的控制保護水平提高，整個變電站差動保護運行的整體質量。變壓器的穩(wěn)定運行還存在很多方面的不足，要及時有效解決這一問題，確保變壓器差動誤動得到有效控制。變壓器繞組增加電流互感器和差動繼電器。確保在故障發(fā)生時能夠立即發(fā)出動作，并切除電流電壓，起到有效的變壓器保護功能。在單相變壓器中，如果繞組一側安裝了電流互感器，并且母線兩個極端極性相同。當二端的極性不同時，若二端連接在一端，且繼電器為差動時，工作線圈與電流交換器二端連接在一單相變壓器上，則高、低端額定電流有明顯的偏差。所以電流互感器選擇必須要充分考慮合適的辨別，確保電流互感器二次電流控制效果得到有效提升。三相變壓器中的差動保護也可以增強對電路和繼電器的有效控制。并采取多樣化的措施加強對單相電源的差動保護效果變壓器中的差動保護能夠在發(fā)生嚴重故障時，快速切斷變壓器的各側電路，加強斷路保護能力。一旦差動保護出現(xiàn)運行故障，必然會導致整個系統(tǒng)運行出現(xiàn)質量問題無法滿足變電站運行的需要。

在新建變電站中，由于設計不合理會直接影響變壓器差動，保護異常的問題，由于比率差，動值會有效應對輕微故障，增強額定壓器的整體靈敏性，也能夠對各側斷路器進行合理控制，在發(fā)生輕微故障后，需要根據(jù)相應的比例提高對變電器的保護質量。差動電流和額定電流在額度條件下通過計算獲得，但經(jīng)常會出現(xiàn)在實際變壓器運行中產(chǎn)生的差動保護問題。這是因為在設計中沒有對二次電流互感器接線方式進行正確設置。尤其是在新建變電站中，對于差動保護的計算，需要通過計算軟件共同完成，對整個定值計算產(chǎn)生的差動電流進行嚴格控制，如果某個電流互感器出現(xiàn)明顯的問題或者順序錯亂也會引發(fā)差動異常。電流對于變壓器的直接影響也會產(chǎn)生誤動，針對這一現(xiàn)象需要重點針對電流擴散器中的接地線，是否按照規(guī)范標準進行連接，所以要保證對電流互感器二次回路接地網(wǎng)妥善設置與處理不對等問題必然存在，如果發(fā)生故障很可能是因為電位差造成電流流入，接地網(wǎng)引發(fā)誤動，出現(xiàn)明顯誤動風險，給整個系統(tǒng)安全穩(wěn)定造成不良影響。

（二）接線錯誤引發(fā)誤動

在變壓器變電運行中，如果出現(xiàn)明顯的接線錯誤或者無論是任何的接線方式都會導致差動電流，當一側電流互換器順序錯亂就會產(chǎn)生插電流造成差動誤動。電流互感器具有顯著的暫態(tài)保護特性而保護特性也會引發(fā)互動問題電流互感器P類和TP類兩種形態(tài)，會根據(jù)不同類型的電流互感器飽和狀態(tài)存在不同要求，P類電流互感器需要保證在穩(wěn)定運行條件下不飽和而TP類電流互感器，則需要在狀態(tài)和穩(wěn)定情況下要求不飽和，如果外部出現(xiàn)故障排除后，也會引發(fā)保護互動。

（三）設備更新引發(fā)的差動

在變流互感器更新中，過去的電流互感器會出現(xiàn)與變壓器測電流不匹配的問題，會導致協(xié)調多過暫態(tài)，保護特點無法實現(xiàn)各側電流匹配，而且更新改造中還有許多工作人員經(jīng)常忽略協(xié)調的要求，直接對電流互感器更換致使出現(xiàn)故障時變?yōu)椴顒颖Ｗo誤動。

四、預裝式模塊化變電站差動保護策略

（一）保護原理

為了能夠增強變電站電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，需要設置多套保護裝置，并且對變壓器差動保護互動問題進行深入剖析，從目前來看，信息技術和網(wǎng)絡技術存在明顯的故障需要保證對故障排除，恢復供電。由于采用了一般的差動保護，在信號不經(jīng)過檢測的情況下，一般的差動保護在信號不經(jīng)過檢測的情況下，只能將相關信息傳遞到光譜儀，繼續(xù)傳輸兩個相同的光信號，從而證明信號狀態(tài)正常，表明差動保護存在故障。110kV側為中性點直接接地系統(tǒng)，主變壓器110kV側中性點經(jīng)隔離開關和放電間隙后接地。直接接地系統(tǒng)產(chǎn)生短路故障時的單相短路電流很大，故障線路或設備要求以最快速度被切除，這不僅對斷路器提出來較高要求，也降低了供電連續(xù)性。但由于過電壓較低，對線路的絕緣水平要求不高，項目的設備造價較省，尤其在高壓電網(wǎng)和超高壓電網(wǎng)，經(jīng)濟性非常好。故中性點直接接地系統(tǒng)廣泛適用于110kV等級及以上的電網(wǎng)中。主變壓器電壓調整方式：變壓器的電壓調整是靠分接開關切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器的變比來實現(xiàn)調壓的。分接開關的切換方式有兩種：一種為無載調壓，也稱為無激勵調壓，調整范圍通常在±5%以內;另一種是帶負載切換，亦稱為有載調壓，調整范圍可達30%。對于110kV及以下的變壓器，宜考慮至少有一級電壓的調壓方式，故主變壓器采用有載調壓方式。110kV側為中性點直接接地系統(tǒng)，主變壓器110kV側中性點經(jīng)隔離開關和放電間隙后接地。直接接地系統(tǒng)產(chǎn)生短路故障時的單相短路電流很大，故障線路或設備要求以最快速度被切除，這不僅對斷路器提出來較高要求，也降低了供電連續(xù)性。

（二）系統(tǒng)保護方案與實現(xiàn)

根據(jù)差動保護誤分析的系統(tǒng)，能夠對變電變壓器故障進行全面監(jiān)測，在復雜電網(wǎng)中會存在明顯的問題。如果發(fā)生光纖差動保護后，需要對整個故障的瞬間波形數(shù)據(jù)嚴格控制，并且確保所有故障波形準確顯示利用計算機數(shù)據(jù)庫根據(jù)不同的功能以及變電站數(shù)據(jù)快速比較從而及時發(fā)現(xiàn)異常。在故障錄波數(shù)據(jù)中，為了增強對故障誤動的分析效果，還需要對主變設備母線以及線路中所有的電流進行全面分析與判斷。在電路發(fā)生故障后能夠快速準確記錄，保證所有的數(shù)據(jù)分析結果更加科學準確從而快速準確定位故障，確保故障位置診斷結果在故障報告中體現(xiàn)，明確事故快速處理提供重要依據(jù)。對整個變壓器測量繞組進行準確連接，保證測得的數(shù)據(jù)差額小于4%。嚴格按照單臂電橋測量電阻值進行分析，如果出現(xiàn)差值比較大，則應該利用測量的數(shù)據(jù)減去電橋引線電阻值，當變壓器直流電阻下降，則對出場的實測數(shù)值進行嚴格控制，確保變化最大值不超過2%，還要根據(jù)不同溫度的繞組織頂流準確核算。在對分接頭變壓比檢測中，需要在變壓器不同的分接頭位置上與廠商制造銘牌數(shù)據(jù)相比較，確保符合變比規(guī)律額定分接變壓比的最大誤差范圍在±0.5之間，與其他分階偏差需要控制在1/10之間，但不能超過1%，在對變壓器的接線組別和極性檢查時，要確保變壓器極性和組別分組進行提高保護極性控制效果，目前最常見的測量方法主要以直流法為主。如果將絕緣電阻換算至同一溫度下，能夠將變壓器進行重新投入使用，最終的測量結果與前一次測量數(shù)值，如果相差比較大，則變壓器不能投入使用。

結束語：

在對整個差動保護設計中，要盡量加強對差動保護運行故障問題進行嚴格控制，采用多樣的保護方案，提高對輸出回路的管理，并嚴格執(zhí)行各項規(guī)章制度與流程對差動保護的向量進行細致的監(jiān)測確保動作設計每一個細節(jié)還要對工作人員以及變電人員進行技術培訓，掌握相關的保護原理，提高工作人員的業(yè)務水平，為變壓器差動保護故障解決提供有效幫助。

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