李海涛
（广州电力设计院有限公司 广东广州 510610）
摘要：随着标准化设计工作的不断完善和进步，110kV变电站的设计基本上已经标准化。但是对于某些特殊用途的旧站改造工程，则无法参考标准化设计来进行设计工作，设计人员需要进行现场收资，对现场已经运行设备的实际情况进行深入细致的分析，再与厂家进行沟通核实，才能制定出可行的设计方案。文章介绍了一种地铁供电用的110kV变电站二次改造方案的设计，通过对现场已有二次系统的分析，给出了可行的实施方案，可以为类似改造工程提供借鉴。
关键词：二次改造；地铁；110kV变电站
1变电站改造项目背景
1.1项目介绍
该项目为广州地区地铁A线的110kV主变电站改造工程，该110kV变电站前期投产两台110kV主变，变高110kV侧采用内桥接线，两回出线分别接至系统侧220kV变电站的110kV母线。变低33kV侧采用单母线分段接线，每段母线上分别馈出多条33kV线路，为地铁A线车辆段及车站等负荷供电。本期改造工程需原33kV母线上增加四回馈线为地铁B线供电，需在每段母线上各增加两回馈线。
1.2二次改造方案及特殊性
对于新增四面馈线开关柜，二次需考虑在四回馈线开柜内配置一套纵联差动保护装置及一套后备过流综合保护测控装置，后者设置电压闭锁两段相间过流及两段零序过流保护，带重合闸功能。同时在每面馈线柜内需配置一台三相四线制多功能电度表。新增二次设备需上送到站内已有的综自自动化系统，还需对已有的综合自动化系统进行扩容改造。
本站作为广州地铁专用变电站，需要考虑地铁用户的特殊性。首先，地铁的主变电站招标要求开关柜自带保护测控装置和计量装置，即保护测控装置和计量装置都是由开关柜厂家供货。对于扩建工程，新增开关柜需要与旧柜拼柜，需采用原有开关柜厂家的设备，二次保护测控装置及计量装置也需要采用原有厂家的设备。其次，本次改造新增的开关柜是为地铁B线供电的，根据地铁调度规则，新增二次相关信息除送给原有A线综合监控系统外，还需送给B线的综合监控系统，A线的综合监控调度端是既监视又控制，B线的综合监控调度端是仅仅监视。因此在综合自动化系统扩容时还需要考虑新增至B线综合监控的通道及接口。再次，地铁作为公众服务行业的重要交通设备，其运营安全要求很高，停电施工条件十分苛刻，基本上每天只能在凌晨1点至4点之间完成施工，如果无法调试完成，还需要及时恢复，到第二天再实施，因此设计时需综合考虑施工的难度，提供最方便可行、风险最低的设计方案。
2变电二次改造方案
2.1开关柜内二次改造方案
本期改造新增的四面33kV馈线开关柜，每面柜内需新增一台光纤纵联差动保护装置，一台综合保护测控装置，一台计量电能表，各装置与开关柜本体的接线由开关柜厂家负责完成。装置与后台的通讯需参考前期的模式。经现场核实，前期33kV配电装置室内开关柜的电能表和保护装置均采用屏蔽双绞线，通过现场总线的方式接入智能接口转换装置，转成光口输出，然后通过光缆接入主控室远动柜内远动装置，从而完成与后台的通讯。现场智能接口转换装置还有部分串接口备用，可以接入本期新增的电能表及综合保护测控装置，但光纤纵联差动保护装置则没有多余的接口接入，需新增智能接口转换装置并新敷设光缆，由光缆接入已有远动装置。如果采用此方案，则施工比较难实施。设计分析接线原理后，采用了优化方案，即考虑光纤纵联差动保护装置上送信号仅为保护动作和装置故障信号，可采用控制电缆将信号由硬接点接入综合保护测控装置的遥信开入回路，再由综合保护测控装置统一上送所有信息，这样则可借用原有设备和光缆，大大减少了施工的工作量。
2.2变电站综合自动化系统改造方案
设计现场收资时发现，该110kV变电站内综合自动化系统仅具备两个调度端接口，一个接入了广州中调调度端，另一个接入了地铁A线综合监控系统调度端。本期扩建还需将新增设备信息接入地铁B线综合监控系统调度端，因此需考虑新增一套远动系统，采用双机配置。为了满足上述通信需求，在新增远动屏内配置了四台交换机，新增远动设备通过两台交换机与B线综合监控相连接，通过另外两台交换机与既有远动设备相连，由既有远动设备通过交换机将变电站的全部数据接入新增远动设备，然后将相关数据传输至B线综合监控系统。改造后系统接口如下图所示。
远动屏1和公用测控屏为原有屏位，远动屏2为本期新增屏位。本期改造工程需将远动屏1内原有光纤接口盒内至本屏远动装置的尾纤拆除，然后将远动屏1光纤接口盒与远动屏2光纤接口盒连接，然后由远动屏2的光纤接口盒接至本屏内交换机3和交换机4，同时将站内前期接至远动屏1内远动装置的网络线均改接至远动屏2内交换机3和交换机4。再由交换机3和交换机4分别将信息发送至远动屏1和本屏的远动主机，采用网线连接。最后由远动主机经过交换机1和交换机2切换后，由双通道上送至各自主站。
2.3 与上级调度之间的通信接口
本期扩建站内改造完成后，需与不同调度端进行信息通讯。广州中调调度端仅负责调管110kV以上设备及主变，因此至广州中调的信息及通道均维持不变。A线综合监控需要对该站全站信息进行采集并控制全站设备，因此本期新增设备信息也需要上送至A线综合监控调度端，由正线设计考虑对A线综合监控系统扩容，并实现与站内综合自动化系统的联调，通道仍采用原有通道。B线综合监控需对全站信息进行采集监视，需将全站信息上送至B线综合监控，由正线设计考虑对B线综合监控系统扩容，并实现与站内综合自动化系统联调，且需新建通信通道。
2.4 现场实施方案优化
上述设计方案对站内综合自动化系统的改造相对比较复杂，主要是新增设备与后台调试的时间较长。为了避免出现安全风险，经过地铁运营与基建协调后，建议暂时B线综合监控只对本期新增的设备进行监视，待后期运营条件具备时，再进行全站监控的改造。这样远动屏1内部远动装置的接线可先不进行改造。仅需从远动屏1的远动主机备用网口接至远动屏2的交换机，再由远动屏2的交换机接至本屏远动主机，从而将本期新增二次设备信息传送至远动屏2的远动主机，再由远动屏2将信息上送至B线综合监控即可。
3结语
变电站改造工程的二次设计难点在新旧设备间的接口。旧设备的资料需要设计人员到现场仔细核实，才能根据实际情况制定出可行的设计方案。现在变电站二次设备配置十分丰富，设计人员需要协调沟通的接口比较多，最好列收资清单逐条核对，否则容易漏项，产生变更并影响工程投产。对于地铁系统的变电站，还需考虑到与地铁正线系统的接口，需要与正线设计、运营、厂家进行有效的沟通，再综合考虑大家认可的方案，才能保证施工的顺利推进。
参考文献：
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[2]邱云峰.变电站综合自动化系统改造分析[J].电子世界，2016（10）：144，149.
[3]杜雪莉.常规变电站二次系统的自动化改造方案[J].电力设备，2005（1）：61-63.
[4]邹伟.110kV常规变电站进行"四遥"改造二次回路设计的几点思考[J].继电器，2000（2）：60-62.
论文作者:李海涛
论文发表刊物:《河南电力》2018年10期
论文发表时间:2018/11/16
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