摘要：随着经济的发展，电力供应成为发展中最为重要的保障之一。作为电力系统的重要组成部分，变电站实现综合自动化运行对于提高电力系统的安全稳定性具有重要意义。本文以某110kV变电站为主要对象，研究了变电站的综合自动化技术改造，仅供参考。
关键词：110kV变电站；综合自动化；技术改造
1对110kV变电站的综合自动化技术改造原则的分析
1.1可靠性原则
在变电站的综合自动化系统中，各子系统可以实时监控，并带有自动诊断功能、及时上报控制中枢。这样降低了单个系统对整个系统运行的影响，提高了系统的可靠性。
1.2保护独立性原则
旧的变电站设备之间是相互独立的。改造后，继电保护电力设备单元之间的功能仍旧保持相互独立，不利用通信网通信。从管理方面来说，间隔层的设备间的连接是通过物理链路完成的，而站控层上的通信必须也通过交换机完成。因为只有这样才能够实现数据信息的共享，所以设备的保护独立相对间隔层设备而言的。
1.3分层分布原则
变电站的综合自动化系统分三层：间隔层、网络层和站控层结构。站控层是对整个变电站的综合管理，相当于一个“大管家”，负责整个电站的监控、数据共享保护、设备的自动检测等等。网络层是站内通信的主要通道。站内通信采取现场总线标准的计算机、以太网。上述二者结合，尽可能的双重优化、各方配置达到最高利用率，避免出现冗余配置。例如，通过双网、双机结构减少设备冗余配置，成本降低，运行速率大大提高。从网络方面发展而言，变电站自动化系统接入计算机网络是大势所趋。
1.4防误原则
变电站自动化系统虽然智能化程度较高，但是需要专业人员操作。操作人员的管理、权限、操作等方面需要严格培训，防止出现操作权限混乱、操作闭锁、报警杂乱的状况出现，称为系统防误性能。微机“五防”是值班人员必须还要熟练掌握的最基本技能之一。变电站的自动化系统中的微机监控系统必须要和“五防”系统通信，只有在监控动态数据下满足“五防”逻辑下才能操作，才能更好的利用改造后的变电站综合自动化系统。
2分析110kV变电站的综合自动化技术改造要点
某110kV变电站始建于上世纪八十年代，建成时间相对其它变电站较早，期间也陆续进行过几次设备升级改造，改造前安装SSZ-35000/110型主变压器各一台，单台容量为35MVA，总容量为70MVA，随着该地区周边经济发展已不足以满足居民及周边产业所需的负荷，严重过负荷运行。
2.1一次设备改造内容
2.1.110kV设备
（1）更换#1、#2主变压器及主变压器附属配件，增加有载调压及油温监控等，初步确定选择SF（P）-100000/110；
（2）由于部分开关关断能力已无法满足系统运行需求，因此更换老旧落后的106、107开关，换为统一的LW36-126W型开关，该开关采用压气式灭弧室，燃弧时间短，电寿命长，在额定电压下连续开断31.5kA短路电流达21次不检修，且机械可靠性高；
（3）增加一段110kV母线、110kV旁路开关间隔设备、110kV母联间隔设备，增加供电线路可靠性；
（4）由于本方案二次系统对一次设备的自动化水平要求较高，需实现刀闸的远方操作，所以为了提高系统的可靠性，更换变电站所有刀闸；
（5）增加106进线、190旁路线路避雷器和避雷器在线监测装置，并为已安装避雷器的107线路增加避雷器在线监测装置，提供监控数据的准确性；
（6）更换110kVCVT间隔，改为110kVPT，进一步实现数据在线传输及精确处理，提高供电稳定性。
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2.1.210kV设备
（1）将原来的开关柜全部更换为小车式开关柜，电磁式开关更换为弹簧储能式真空开关及SF6开关，并将电流互感器、电压互感器、消弧装置等进行配套更换，更换新型设备，提高设备效率；
（2）更换10kV站用变及相关电缆，扩容至2*100kVa，满足变电站改造后的需要；
（3）更换10kV户外电容器，扩容至4*5000kVar，满足变电站改造后的需要；
（4）更换10kV户外电容器刀闸，手动控制更改为远动控制；
（5）更换10kVPT间隔设备，提高供电稳定性。
2.2二次设备改造内容
2.2.1保护及自动化配置
本站进线107线路设RCS941型保护，出线106的保护由CSL-161B型保护装置更换为RCS941型保护装置。由于按照原来的设计原则，110kV系统未设置母差保护，并且电网对本站的可靠性要求不是特别高，所以现在需要增加110kV母差保护。母联1001开关保留原有的RCS941型备自投装置，它包括备自投保护及开关保护，可以满足进线跳闸后自动投入及后加速跳闸的要求。取消原有的中央信号控制屏、中央信号屏、110kV控制屏I、110kV控制屏II等，增加110kV线路测控屏、1001测控及PT并列屏以及110kV各个间隔的测控装置，增加公用测控屏、远动通信屏和对时通信屏。
2.2.2主变压器间隔配置方案
主变压器保护采用原有的PST1202C型保护装置（主保护）、RCS941型保护装置（后备保护）、SCS500型保护装置（非电量保护），这套保护装置包括二次谐波制动原理的差动保护、复合电闭锁的过流以及瓦斯保护等，可以满足主变压器各方面保护性能的要求。取消原有的#1主变压器控制屏、#2主变压器控制屏，增加#1主变压器测控屏、#2主变压器测控屏以及主变压器三侧开关的测控及保护装置。
2.2.3五防系统
原有的五防系统为锦州拓新电力设备有限公司生产的JZ2000微机操作票系统，已运行时间过久，退出市场，需要更换为TDWF-05微机防误闭锁系统，也要求一次设备进行锁具的增加、逻辑的扩展以及软件版本的升级。改造后的五防系统需具备以下特点：可实现实时监控，及时发现违反逻辑的操作并进行警告；通过通信机制实现多系统的协调通信，提高系统交互能力；实现功能的一体化，便于维护，作为监控变电站的高级控制平台；提高设备智能化水平，减少人为操作，减少事故的发生等。
2.2.4交、直流系统
交流系统改造后，站用变低压侧采用ATS自动转换开关，型号为ACA400，正常运行方式：#1站用变541开关接10kVI母线，#2站用变542开关接10kVII母线，低压侧为ATS自动投切开关。正常情况下ATS开关方式设在2号站用变低压侧（#2站用变容量为100kVA；1号站用变容量为100kVA），由#2站用变带全站低压负荷，#1站用变为热备用状态。若#2站用变失压，ATS开关自动切换至#1站用变低压侧，保证低压母线不失电。直流系统取消合闸母线，只设控制母线，针对蓄电池老旧、容量不足等问题以及直流系统经过多次升级、改造造成系统接线混乱的问题，新增10组新的单支型号为SNS-400的蓄电池组（每组102支），并仔细梳理直流系统，提出详细设计方案。
2.3无人值班自动化系统改造
本站按综合自动化无人值班、有人值守标准进行改造设计。综合自动化系统由站控层和间隔层组成，采用分层分布、开放式结构，易于扩展。所有保护、控制、测量、信息、录波、远动微机装置通过站内通信网共享资源，站内通信网通过远动通信网络与地调通信。全站自动化系统采用双网冗余结构（A、B网），另设保护C网。站内通信网络结构为总线平等型，网络通信媒体采用对称双绞线电缆，10KV间隔层与工作站层采用光纤介质。全站自动化系统通信采用IEC61850规约。（1）站控层。站控层主要包括主机／操作员站、五防主机、远动装置、保信子站等设备。站控层主要功能是：通过网络汇集全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，并定时将数据转入历史数据记录库；按需要将有关实时数据信息送往调度端；接收电网调度或控制中心的控制调节命令并下发到间隔层执行；具有全站操作闭锁控制功能和站内当地监控、人机联系功能；具有对间隔层二次设备的在线维护、参数修改等功能。（2）间隔层。间隔层主要包括保护装置、测控装置、故障录波装置、安全自动装置等设备。间隔层主要功能是：负责数据采集；完成各种保护、自动控制、逻辑控制功能的运算、判别、发令；执行站控层指令等。
参考文献：
[1]曹栋.110kV刘田庄变电站综合自动化改造[D].华北电力大学，2015.
[2]许欣宇.110kV变电站的综合自动化技术改造[J].科技风，2012，（18）：39.
[3]张颖耀.110kV变电站综合自动化系统改造的研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013，（07）：310-311.
作者简介：
李雷（1989.01-），男，云南玉溪人，西安交通大学电气工程与自动化工学学士，工程师，单位：云南电网有限责任公司玉溪供电局，研究方向：继电保护。
论文作者:李雷
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
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