張德坤

[摘? ? 要]我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，進(jìn)一步推動了電力行業(yè)的創(chuàng)新。當(dāng)前為了進(jìn)一步滿足社會生產(chǎn)生活對電力的需求，電力系統(tǒng)建設(shè)也成為了多方關(guān)注的重點(diǎn)，以提升供電質(zhì)量為目的，變電站也在進(jìn)行著管理模式以及系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)新。文章以110 kV變電站為實(shí)際案例，結(jié)合其二次設(shè)備常見故障以及日常設(shè)備的自動化管理系統(tǒng)進(jìn)行論述，結(jié)合具體的施工內(nèi)容、施工計劃、安全注意事項以及技術(shù)體系應(yīng)用重點(diǎn)進(jìn)行針對性分析?？梢詾楫?dāng)前的110 kV變電站的日常運(yùn)行和管理奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]110 kV變電站;二次設(shè)備故障;自動化系統(tǒng)

[中圖分類號]TM63;TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–0–02

Failure Analysis of Secondary Equipment in 110 kV?Substation and Research on Its Automation System

Zhang De-kun

[Abstract]The efficient development of my country's economic system has further promoted the innovation of the power industry. At present， in order to further meet the needs of society for production and life， the construction of power systems has also become the focus of many parties. For the purpose of improving the quality of power supply， substations are also under management Mode and system optimization and innovation. The article is based on the actual case of 110 kV substation， combined with its secondary common faults and the automatic management system of daily equipment. A targeted analysis is carried out based on the specific construction content， construction plan， safety precautions， and key technical system application. It is intended to lay a theoretical and technical foundation for the daily optimization and management of the current 110 kV substation through the article.

[Keywords]110 kV substation; secondary equipment failure; automation system

就當(dāng)前的110 kV變電站發(fā)展情況來看，信息技術(shù)的參與進(jìn)一步提升了變電站運(yùn)行系統(tǒng)的智能化和自動化特點(diǎn)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)變電站設(shè)備以及系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)和自動控制，還可以針對整體的輸配電線路和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。然而在實(shí)際應(yīng)用的過程中，自動化系統(tǒng)以及二次設(shè)備也會存在故障情況，因此以提升變電站日常運(yùn)維質(zhì)量為目的，結(jié)合設(shè)備故障類型以及自動化系統(tǒng)的優(yōu)化展開分析，不僅是本文論述的重點(diǎn)，也是強(qiáng)化變電站管理穩(wěn)定性的關(guān)鍵研究課題。

1 二次設(shè)備技術(shù)體系及內(nèi)容分析

當(dāng)前變電站的自動化系統(tǒng)主要是建立在現(xiàn)代化技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際的變電站運(yùn)行需求構(gòu)建。包括信號處理技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)，構(gòu)建了遠(yuǎn)程控制裝置、自動信號采集系統(tǒng)、檢測儀表、繼電保護(hù)裝置等二次設(shè)備。其主要功能在于實(shí)現(xiàn)輸變電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測和邏輯判斷，同時也附帶通信系統(tǒng)、直流系統(tǒng)等，在實(shí)際的變電站設(shè)備運(yùn)行過程中，可快速定位故障的發(fā)生節(jié)點(diǎn)。

隨著我國當(dāng)前微機(jī)自動化裝置以及繼電保護(hù)設(shè)備的全面推廣，有了較強(qiáng)的可靠性。在進(jìn)行變電站二次設(shè)備維護(hù)的過程中，原有的繼電保護(hù)和電網(wǎng)安裝全自動檢測系統(tǒng)，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前變電站的實(shí)際發(fā)展需求。因此，針對變電站落實(shí)一次設(shè)備狀態(tài)檢測以及維修體系的優(yōu)化，已經(jīng)成為了當(dāng)前變電站發(fā)展的重點(diǎn)，各項子系統(tǒng)以及設(shè)備的不停電檢修也成為了可能。這其中也需要二次設(shè)備與一次設(shè)備之間具有緊密的聯(lián)系，通常來講二次設(shè)備的檢修工作需要在一次設(shè)備停電檢修時才可以落實(shí)，那么二次設(shè)備的性能優(yōu)化與一次設(shè)備本身也有直接的聯(lián)系，不僅要減少停電檢修導(dǎo)致的成本損失，也要進(jìn)一步降低檢修成本和頻率，這樣才能夠提高二次設(shè)備自身的運(yùn)行狀態(tài)，增強(qiáng)其可靠性和穩(wěn)定性。以此為目的進(jìn)行變電站設(shè)備體系的增容改造，已經(jīng)成為了發(fā)展重點(diǎn)。

2 110 kV變電站增容改造案例分析

為了進(jìn)一步提升文章論述的科學(xué)性和有效性，本文借助110 kV里湖變增容改造工程作為案例進(jìn)行詳細(xì)分析。該工程的主變?nèi)萘繛?×50 MVA;電壓等級為110 kV、10 kV兩個電壓等級。

本次施工主要內(nèi)容為：10 kVII段母線停電與新建10 kVIII段母線停電連接時，同步完成相關(guān)低頻低壓減載、2號主變聯(lián)跳、10 kV備自投、10 kVII母線PT的二次回路接入及調(diào)試。

新增二次電纜回路接入10 kVII段母線高壓開關(guān)柜儀表室;34P低頻低壓減載屏：低頻低壓減載對10 kVII段各饋線開關(guān)整組傳動試驗（跳閘回路、閉鎖重合閘回路）。

37P10 kV電壓隔離并列屏：10 kVII段母線PT二次電壓回路接入37P10 kV電壓隔離并列屏，10 kVII段母線PT0952柜、10 kV分段980開關(guān)柜、3P1號2號消弧線圈中心屏、23P2號主變測控屏、25P2號主變保護(hù)屏、28P電度表屏、31P公用測控屏原二次電壓回路拆除，轉(zhuǎn)接至37P10 kV電壓隔離并列屏。轉(zhuǎn)接后的10 kVII段母線PT0952柜、10 kV分段980開關(guān)柜、3P1號2號消弧線圈中心屏、23P2號主變測控屏、25P2號主變保護(hù)屏、28P電度表屏、31P公用測控屏二次電壓回路（保護(hù)、計量、測控等）檢查、核相、測量。

25P2號主變保護(hù)屏：2號主變保護(hù)聯(lián)跳分段910開關(guān)的二次回路接入及整組傳動試驗。

10 kV備自投裝置（安裝在980開關(guān)柜儀表室）：2號主變和3號主變的10 kV備自投回路檢查接入及整組傳動試驗。

3 二次設(shè)備故障問題分析

從變電站的日常運(yùn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度來講，二次回路和保護(hù)裝置都是二次設(shè)備中的重要組成部分，這其中微機(jī)保護(hù)裝置是提供動態(tài)檢測的核心，另外大部分的二次回路，由較多的電纜以及繼電器組成，整體結(jié)構(gòu)較為分散，因此在線監(jiān)測系統(tǒng)的繼電器觸點(diǎn)以及回路接線狀況可能無法進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，同時檢測成本較高，在實(shí)際的二次回路維修以及檢測期間，需要建立在設(shè)備自身管理因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合控制，例如設(shè)備驗收、離線監(jiān)測資料等情況，同時也要和在線監(jiān)測結(jié)合起來。

由于大部分變電站的二次設(shè)備利用了大量的微電子元件以及高集成電路，在日常運(yùn)行過程中十分容易受到電磁干擾，這將直接引發(fā)二次設(shè)備的故障問題，會出現(xiàn)信號失真以及自動裝置異常情況，嚴(yán)重者會直接損壞元件。因此在進(jìn)行檢測的過程中，要減少電磁波檢測設(shè)備的使用幾率，維持良好的電磁環(huán)境。

從技術(shù)角度以及經(jīng)濟(jì)角度來講，變電站的二次設(shè)備在狀態(tài)監(jiān)測的過程中，若出現(xiàn)電源失控或者控制回路斷線等情況，必須要配合遠(yuǎn)方報警體系打造完善的故障維護(hù)系統(tǒng)，能夠?qū)⒒芈饭收闲盘栠M(jìn)行控制，在保護(hù)回路的過程中也能夠通過單獨(dú)的熔斷器進(jìn)行遠(yuǎn)方警報。這就需要整體的控制系統(tǒng)，具有自動化特點(diǎn)，重合閘裝置必須要能夠自主的進(jìn)行投退，實(shí)際操作之后通過遙控進(jìn)行核查并能夠?qū)崿F(xiàn)回路的重新啟動。針對二次保險熔斷報警以及直流回路絕緣檢測來講，必須要結(jié)合當(dāng)前的系統(tǒng)自診技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，這樣才可以為保護(hù)裝置的正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

4 110 kV變電站二次設(shè)備故障及自動化系統(tǒng)優(yōu)化分析

4.1 構(gòu)建良好的信息傳輸通道

為了進(jìn)一步提升變電站數(shù)據(jù)通信的可靠性和真實(shí)性，就必須要強(qiáng)化數(shù)據(jù)傳輸通道的運(yùn)行穩(wěn)定性，那么就需要利用數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時規(guī)約實(shí)現(xiàn)通信方式的優(yōu)化，通常來講，在自動切換的過程中可以利用網(wǎng)絡(luò)與常規(guī)串行兩種通訊方式進(jìn)行切換，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)信息傳輸?shù)囊恢滦院臀ㄒ恍?，同時還要提升光纖通信網(wǎng)絡(luò)的自愈能力，可以借助新型通信規(guī)約的大傳輸量以及實(shí)時性特點(diǎn)，解決傳輸系統(tǒng)的瓶頸問題。另外在日常運(yùn)行管理的過程中，在注重遙感和遙信的自動化服務(wù)的同時，要進(jìn)一步強(qiáng)化對遙信量的關(guān)注，尤其是針對無人員值班的環(huán)境下，要提升監(jiān)控系統(tǒng)自身的運(yùn)行穩(wěn)定性，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)信息的全面?zhèn)鬏敽捅O(jiān)管。

4.2 打造立體化的監(jiān)管系統(tǒng)

自動化運(yùn)行系統(tǒng)的主要優(yōu)勢是能夠代替人工工作，實(shí)現(xiàn)對整體變電站設(shè)備的性能監(jiān)控和故障定位。因此變電站需要打造立體化的監(jiān)管系統(tǒng)，并且結(jié)合二次設(shè)備的實(shí)際情況制定針對性的子系統(tǒng)，例如安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)與管理事件記錄，防火防盜等智能功能結(jié)合起來，能夠打造穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。安全防盜系統(tǒng)要結(jié)合攝像機(jī)、紅外線對射設(shè)備以及高分貝聲光告警系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，要提升控制單元以及數(shù)據(jù)采集的有效性，主要應(yīng)用在圍墻以及高性能設(shè)備領(lǐng)域，同時要實(shí)現(xiàn)圖像的遠(yuǎn)傳壓縮、記錄、警告以及和消防主機(jī)之間的互聯(lián)。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程人員操控和信息可視化管理。

4.3 強(qiáng)化增容改造技術(shù)體系的應(yīng)用有效性

（1）針對電纜接線來講，電纜接線前應(yīng)進(jìn)行芯線整理，首先將每根電纜的芯線單獨(dú)分開，將每根芯線拉直，然后根據(jù)每根電纜在端子排的接線位置進(jìn)行并攏綁扎。接線時可根據(jù)已接入位置進(jìn)行二次綁扎，芯線扎帶綁扎要求間距一致。每根電纜芯線宜單獨(dú)成束綁扎。

接線應(yīng)有組織、有計劃逐個系統(tǒng)進(jìn)行。電纜芯線兩端編號必須核對正確，當(dāng)電纜一端接好，再接另一端時要進(jìn)行對線并確保線芯無誤。接線前應(yīng)考慮好整個屏柜（端子箱）內(nèi)電纜的走向。端子排接線應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計圖紙進(jìn)行，不能隨意更改，如有疑問應(yīng)及時向技術(shù)人員確認(rèn)。芯線水平地從線芯后部引向端子排，并彎成一個半圓弧，大小要美觀一致，接線應(yīng)牢靠。

（2）對于螺栓式端子，要將剝除護(hù)套的芯線彎圈，彎圈的方向為順時針，彎制線頭的內(nèi)徑與緊固螺絲外徑應(yīng)相吻合，其彎曲的方向應(yīng)與螺栓緊固的方向一致。對于多股軟銅芯線，要壓接線鼻子才能接入端子，采用線鼻子應(yīng)與芯線的規(guī)格、端子的接線方式及端子螺栓規(guī)格相配。對插入式端子，可直接將剝除護(hù)套的芯線插入端子，并緊固螺栓，注意剝除芯線外護(hù)套長度要與接入端子的深度一致。導(dǎo)線與端子接觸良好，端子螺絲緊固，每一端子一側(cè)最多接兩根線芯且導(dǎo)線截面應(yīng)一致。

（3）引入屏、端子箱內(nèi)的電纜及線芯應(yīng)排列整齊，編號清晰、避免交叉、固定牢固，并應(yīng)分別成束，分開排列;接線時盡量使線芯彎度一致、平整、美觀。線管號的規(guī)格應(yīng)和芯線的規(guī)格相配，線管號裁切長度一致，字體大小一致，線號的內(nèi)容應(yīng)包括回路編號和電纜編號。

每條電纜的備用芯要高出端子排最上端位置，預(yù)留長度剪成統(tǒng)一，每根電纜單獨(dú)布置。備用芯端頭宜包上自粘絕緣帶。每塊屏、端子箱接線完畢，對照端子排接線圖檢查接線是否正確，使用兆歐表檢查二次回路絕緣電阻是否符合規(guī)范，每一個二次回路絕緣電阻不小于1 M?，小母線絕緣電阻不小于10 M?。接完線后，應(yīng)全面清掃干凈線頭雜物，屏柜及端子箱下部電纜孔洞均應(yīng)用耐火材料嚴(yán)密封堵。

5 結(jié)束語

綜上所述，針對當(dāng)前的變電站運(yùn)行情況來講，進(jìn)一步提升二次設(shè)備故障診斷的質(zhì)量，利用信息化技術(shù)打造自動化系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)二次設(shè)備自身性能的維護(hù)，也可以強(qiáng)化變電站系統(tǒng)整體的運(yùn)行穩(wěn)定性。對于增強(qiáng)變電站的運(yùn)營效率、降低成本、提升管控力度有極強(qiáng)的促進(jìn)作用，在此基礎(chǔ)上需要打造完善的通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及技術(shù)體系，這樣才能夠維持二次設(shè)備原有的性能，實(shí)現(xiàn)變電站的自動化和智能化管理。

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