变电站的二次设备改造措施

变电站的二次设备改造措施

刘鹏

国网伊春供电公司 黑龙江 伊春

摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，关系到电力系统的供电质量和可靠性。本文介绍了变电站的数字化改造、变电站二次设备的技术改造、变电站的扩建大修等。重点阐述了变电站的数字化设备、建立数字化信息平台，对二次回路的技术改造、直流系统、变电站综合自动化系统、变电站进行大修时一次设备措施及文明施工应该注意的问题。

关键词：变电站；数字化；扩建大修。

1、变电站二次设备改造的重要性

伴随国民经济的迅速发展，工业、农业等各行各业对能源需求的加大，大力发展电力产业关系到国计民生。同时，由于风能、太阳能、生物能等新型能源的发展，改变了传统的发电方式，进而迫切需要建设新的输电系统，更好的拓展新能源的发展前景。另外，现代的用电设备多种多样，对供电的质量和安全可靠性提出了更高的要求。总之，传统的电力系统已经不能满足现代社会生活的发展需要，建设数字化、智能化的电力系统迫在眉睫。

变电站是整个电力系统的枢纽，主要包括变压器和变电站二次系统。变压器作为变电站的重要设备，正在响应智能化电网的需求，进行着数字化改造。另外，断路器、隔离开关等继电保护设备实现遥控操作功能，实时的进行数据共享和数据交换也正在进行数字化改造。一次设备的技术更新和改造，为二次设备的技改创造了条件，同时也对二次设备的数字化和智能化提出更高的要求。

2、变电站的数字化改造

现代计算机、网络通信的高速发展，也为变电站的技术进步带来机遇和挑战，变电站要想与现代高科技接轨就一定要实现变电站的数字化。数字化变电站是指变电站的信息采集、传输、处理、反馈从模拟信号转变为数字信号，进而实现设备智能化、通信网络化、保护自动化、管理标准化等。

2.1变电站设备的数字化

变电站的一次设备、二次设备的数字化，是整个系统数字化的前提。变压器配备了数字的测量保护装置：比如，在线监测仪通过收集变压器油中的气体，通过分析气体的成分和水量，反馈一个数字信号给主控制室，主控制室通过信号的对比与匹配，掌握变压器的运行状态和可能出现的故障，这样，就能快捷的实现信息的反馈；压力继电器、气体继电器、温度计等通过控制装置实现远程测量和保护；用于调压的开关电动控制；电子互感器的应用等。

2.2建立数字化平台

对数字化信息进行统一建模，虚拟化网络设备，统一行业技术标准，建立用于数据共享和交互的平台。在逻辑结构上分为“三层两网”结构,三层即“站控层”、“间隔层”、“过程层”,两网即“站控层”网络和“过程层”网络。采用统一的通讯规约IEC61850构建通信网络，保护、测控、计量、监控、远动、vQC等系统均用同一网络接收电流、电压和状态信息，各个系统实现信息共享。常规变电站的一次设备采集模拟量，通过电缆将模拟信号传输到测控保护装置，装置进行模数转换后处理数据，然后通过网线将数字量传到后台监控系统。同时监控系统和测控保护装置对一次设备的控制通过电缆传输模拟信号实现其功能。

数字化变电站一次设备采集信息后，就地转换为数字量，通过光缆上传测控保护装置，然后传到后台监控系统，而监控系统和测控保护装置对一次设备的控制也是通过光缆传输数字信号实现其功能。数字化变电站与常规综自站相比，首先，增加了过程层,这是数字化变电站最显著的特点,即将一次设备纳入了变电站通信网络,是变电站自动化技术发展的重大变革。其次，间隔层设备网络化,直接接到站控层交换机,取消了串口转以太网的接口装置,信息交换速率大大提高。

3、二次设备的技术改造

3.1综合自动化变电站对二次设备的可靠性提出了更高的要求，因此对一些性能、质量不可靠的设备应更换为节能型和可靠性高的设备，如有关的继电器、显示灯等。

3.2对相关的二次回路进行改造，断路器控制回路断线、失去控制电源时应实现远方报警，并保留控制回路故障信号；保护回路电流消失后，能远方报警；重合闸装置要实现自动投退，在遥控和当地操作合闸后，重合闸电源应自动投入，重合闸放电回路自动断开。在遥控和当地操作跳闸后，自动退出重合闸电源，同时重合闸装置自动放电。

3.3直流系统的改造，直流系统运行年限较长，经多次扩建和改造后，直流回路复杂，直流馈线混乱，相关的接线和标识老化、模糊，存在极大的安全隐患，因此必须彻底更换直流系统，在改造过程中应保证运行中保护装置的电源，防止造成直流短路、接地。改造后应实现直流母线电压越线报警，初步检测接地范围并发接地告警，电源装置故障、蓄电池的故障告警信号，并通过加装直流系统的接口电路板来实现向后台机的通信、报警功能。

3.4建立综合自动化系统。变电站综合自动化最明显的特征表现在以下方面:功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化。综合自动化系统具有投资少、功能强、装置维护方便、扩充灵活、可靠性高等特点,因而是当今的主流和发展方向。综合自动化系统的主要优点:(1)不同电气设备均单独安装对应的微机保护装置,其中任一装置出现故障,均不影响系统正常运行。(2)系统内装置间信息的传送均为数字信号,所以系统抗干扰能力强。(3)系统为多CPU工作方式,各装置都具有一定数据处理能力,从而大大减轻了主控制机的负担。(4)系统扩充灵活、方便。(5)实时检测数据和保护信息分别存放在数据库中,调度中心直接从前置机中获取,为无人化建立了可靠的白动化监控系统。(6)系统自诊断能力强,能自动对系统内所有装置检查,发现故障能自动检测处,并加以隔离和故障诊断。

4、变电站的扩建大修

4.1变电站扩建、大修、技术改造工程通常是在原旧站基础上进行,在进行扩建、大修、技改施工时通常要涉及到原来的运行设备,如在运行的设备下面进行新设备的基础施工,需在运行的屏柜上加装保护装置,更换保护装置等等。由于涉及电力系统运行方式安排及用户用电需求等影响,往往要求施工时间很短,施工难度大,安全问题突出,调试过程复杂。一个工程由于涉及停电施工等问题,往往需要分阶段施工,分阶段验收,分阶段投运。

4.2在运行中的一次设备上工作,须注明其工作范围内所触及的开关、刀闸、电压(电流)互感器等设备名称。工作地点与运行设备之间须做好隔离措施,方案中应注明防止“误碰、误入间隔”的具体措施。二次工作安全措施要求:在运行中的二次设备上工作,须注明其工作范围内所触及的装置、空气开关、压板、把手、按钮等元件名称。在运行设备上进行如下工作,电流互感器二次短路接地线的接入与拆除;电压互感器二次端子接线的解除与接入;直流线、电流线、电压线、连锁跳线等的拆、接线及改接线。另外，施工设备与运行中的设备之间需采取二次隔离措施。

4.3文明施工及环境保护措施根据工程特点,采取文明施工和环境保护措施,落实防火防盗措施。在施工过程中,施工现场保持干净整洁,使用的工器具及安装材料、设备摆放整齐,严禁乱扔乱放。结束工作时,使用的工器具和安装材料在征得值班人员的同意时放在指定的地方,在使用的电源检修箱时须遮掩好,收工后关好箱门,要求作业现场必须做到“三不乱”(电线不乱拉、材料不乱放、杂物不乱丢),符合环保及安健环要求。

结束语

随着科学技术的进步，现代计算机、网络的快速发展，传统电力系统的设备和体系已经不能满足要求，变电站的数字化必须尽快得到解决，在现有设备的基础上对变电站进行大修，建设网络化、智能化的电力系统。

参考文献：

[1]田峰等.常规变电站数字化改造的模式研究[J].电力系统保护与控制，2009（19）

[2]游林辉.500KV常规变电站综自改造探讨[J].电气工程与自动化，2010（18）

[2]柳鑫.浅谈500kV变电站智能化改造技术[J].现代制造,2016(33)