35kV变电所自动化改造方案

电力18讯：    作者：王文胜

1　引言

　　随着计算机技术在电力系统中的应用和发展，各地区电网都在建设和实现无人值班变电所，变电所设备的微机化、自动化已成为发展的主流和趋势。但是，同时我们也要看到，在我国，现在仍存在着大量的110kV、35kV老式变电所，其一次设备老化，维护的工作量和费用逐年上升，而且效果不明显；所内二次设备从最古老的电磁型继电保护到早期的微机保护、晶体管保护、直到"四合一"的集控台等，都在同时运行。这些设备对变电所的安全、优质、高效运行构成很大威胁。如何合理的、经济的改造这些旧所使其满足无人值班的要求，已成为面临的迫切问题。本文结合我局已建成的无人值班变电所的经验，以一座典型的35kV老式变电所为例，讨论旧所自动化改造与设计。

2　变电所现实情况

2.1　主接线及主要一次设备

(1)　主变压器4000kVA、2台， 接线方式为Yd，电压为38.5/10.5kV；

(2)　35kV侧为单母线接线；

(3)　35kV采用DW1型断路器；

(4)　10kV侧为单母线分段接线；

(5)　10kV采用SF6断路器。

2.2　控制、保护及自动装置

(1)　全所公用部分：

　　主控回路及中央信号为20世纪80年代的"四合一"集控台，没有RTU，实现不了遥测、遥信。主变压器、35kV线路、10kV线路和10kV电容器的控制、测量、保护及中央信号等功能采用弱电控制方式。

(2)　保护的配置：

　　主变压器主要由差动保护、重瓦斯保护作为主保护；35kV侧采用复合电压闭锁的过电流保护及短路保护作为后备保护。35kV、10kV线路主要有过流和短路保护。

(3)　其他：

①计量部分：分别设有主变和35kV电能表及10kV电能表。

②所用电屏和直流屏，其中直流屏为硅整流电容储能型直流系统。

3　改造的原则及构想

　　总的设计指导思想是尽量减少工作量，做到原设备不动或少动，建立新型的中央控制系统，实现全所自动化；充分利用原有设备进行技术改造以降低成本，尽可能增强各项功能。

　　经过现场考察、综合分析该变电所的实际情况，结合目前电力系统自动化技术以及电力系统建设资金短缺的事实，提出几点基本构想，使该变电所最终实现自动化。

(1)　拆除弱电选控装置和"四合一"集控台，建立全所统一集中式的综合自动化控制系统，以实现现代电网调度管理最基本要求的"四遥"功能，并在各断路器对应控制回路中增加了就地、远方操作功能，而且能相互闭锁；

(2)　更换旧所内非脉冲式电能表为脉冲式电能表，传输回上级调度，便于管理和控制；

(3)　拆除已经淘汰的原所直流设备，更换为高频开关电源；

(4)　二次连接电缆应采用屏蔽电缆，电缆的屏蔽层要两端接地；

(5)　35kV、10kV出线由原来的两相电流互感器改为三相电流互感器，便于小电流接地选线系统的实现；

(6)　35kV、10kV进出线隔离开关加装辅助开关，实现对该设备的遥控。

4　技术和功能要求

(1)　总体的要求：

在下列情况下，自动化系统应能正常工作：

①断路器操作；

②隔离开关操作；

③一次系统异常或发生事故；

④投切母线及空载变压器；

⑤变电所周围区域雷电干扰；

⑥一次系统谐波干扰；

⑦软件病毒破坏。

(2)　对自动化系统的要求：

①全所采用分层集中式控制结构，各个模块相互独立，各间隔层通过所内通信网互联，与变电所连接组成分布式通信网络。

②变电所自动化系统的核心，通过所内通信网管理全所间隔层并显示、打印有关信息；

③进行断路器操作，并在事故及异常情况下报警；

④后台监控部分应支持多站数据库，可使用不同的接口和规约传送不同的信息；

⑤硬件采用模块化、标准化结构，软件采用分层技术并提供方便快捷的软件工具，以满足用户不同的设置要求；

⑥所有接口使用光电隔离技术。

(3) 对变电所层的功能要求：

①基于Windows操作平台的分时多用户、多任务操作系统；

②建立多层次画面，使运行人员与检修人员要有明确的权限和职责；

③既可以了解全所的运行工况，又可以深入到每一个电器元件的实时运行参数；

④动态点对点和列表显示全所的模拟量；

⑤实时累加及列表显示电能表；

⑥画面漫游；

⑦装置内设置自检出错告警；

⑧事故时弹出事故闪烁画面。