摘要：根据日常工作中积累的经验，详细解析220 kV变电站改造成智能化变电站的原则，主要从三大方面展开:一次设备的智能改造，二次微机保护的升级改造及三次通信系统的网络化改造。就220 kV变电站的具体情况对智能化改造方案提出建议，并阐述在实际操作过程中所产生的效果。通过对220 kV变电站智能化改造方案的深入研究，有利于推进传统变电站向智能化的改造。
关键词：关键词：智能化；综自站；停电；安装调试
随着电力系统的不断改革与深化，在技术和设备方面也在不断地进步和革新。就目前情况来看，一次开关的少油化阶段与电磁式保护阶段还应用在许多220 kV的变电站中。它存在的缺点是，给电力单位带来了很高的成本费用，同时，在加油的过程中，也不利于电网系统的安全可靠运行。和传统的变电站相比，智能变电站是更加先进可靠、低碳环保的一种机器设备，其特点有很多，例如拥有一次设备智能化、二次设备网络化以及管理系统自动化等。智能变电站是促进电网发展的根本，它可以降低变电站的维护成本，能在资源配置方面达到最优化，使电网能够更好的运行。
1.220 kV变电站智能化改造的原则
在改良220 kV变电站使其具有智能化的过程中，要提前了解及掌握各种各样的新技能及全新的机器设备。为了防止其运行中所带来的危机，在实际操作过程中，智能变电站要把传统变电站的自动化技术和继电保护技术都移植过来，在运用各种各样的新技能和新的机器设备之前，一定要做好措施上的保证，使其安全可靠地运行。如果要达到集性能、消息和资源一体化的目标，使其设备最优化，一定要确保不对机器设备进行重复设置。如果要将传统的电磁式互感器在实际操作中完全被替换掉，一定要宣传使用新型机器设备的益处，例如电子互感器，等等。要具体问题具体分析，在设计出正确科学的改造方案时，要以改造操作当时的具体情况为依据，以循序渐进的思路实行试点，以中低压到高压循序试点的方式为措施，有计划有策略的进行，这不仅有利于在出现问题时能够及时进行风险控制，还能保证其变电站在以后的运行中能够更安全、更稳定、更高效。要采用智能单元的机器设备，使其达到数字化的效果。对于二次网络来说，要根据可靠性原则对其进行改造，要合理的运用通信方式，还要进行数据备份。
2.220kv常规综自站主接线及保护基本配置
220kv变电站的220kv及110kv主接线通常为双母线接线方式，１０kv主接线通常为单母分段接线方式。220kv保护双重化配置，110kv保护单套配置，１０kv保护单套配置。改造前，综自站的220kv及110kv保护装置采集电压是通过电压小母线将Ｉ、ＩＩ母电压互感器二次电压引入本间隔保护屏切换箱，再通过切换后送入的，如图１所示；电流直接来自电流互感器二次电流。故障时，保护装置动作出口，接通操作箱跳、合闸回路，使断路器动作。模拟量采集、断路器跳闸均通过二次电缆实现。
图1综自站电压回路图
3.综自站与智能化变电站保护装置及二次回路比较
智能化变电站二次系统与传统综自站在交流量采集、开关量输入输出方面有很大的不同。综自站的保护装置自身集成了人机接口、模拟量采集、Ａ／Ｄ转换、开关量输入输出等功能，如图２所示。电流、电压模拟量，开关位置信号，出口回路均从装置引出到保护屏的端子排，通过复杂的二次电缆与开关场的电流、电压互感器二次绕组及开关机构、刀闸机构控制回路连接。智能化变电站中，传统保护装置的模拟量采集、开关量输入及输出功能分别由开关场就地智能组件柜的合并单元、智能终端完成。保护装置通过光纤接收来自合并单元的数字量采样值、智能终端的开关量信号，完成逻辑判断，并将动作信号传递给智能终端或其它相关装置，如图３所示。
图2综自站保护装置组成图
图3智能化变电站间隔二次回路图
智能化变电站保护电压的采集与综自站有较大区别。在智能化变电站中，ＰＴ合并单元采集的电压互感器二次电压转换为数字量后，通过光纤级联至各间隔合并单元，由各间隔合并单元完成电压切换功能，并将电流、电压合并成一组数据，最后通过光纤送至保护装置（直采直跳的方式）或交换机（组网）。母线合并单元通过ＧＯＯＳＥ网络获取母联、ＰＴ位置信息，完成电压并列功能。智能终端采集开关、刀闸及相关信号，经光纤发送至保护、测控、自动装置；同时接收来自保护、测控或自动装置的跳合闸命令，通过自带操作箱动作于断路器跳、合闸。
4.智能化改造方案探讨
变电站智能化改造周期长，但改造期间不能对用户中断供电，因此必须缩短停电线路的停电周期和次数，同时不应使线路、电气元件尤其是母线失去保护。智能化改造总体计划：１０kv开关柜更换；220kv线路、母线、主变分两期分别停电改造；110kv线路因间隔较多，待220kv及主变改造完毕后可按间隔分别进行改造。完成前期二次设备就位、调试工作，投运新变电站通信网络系统、对时系统、直流系统及其它相关公用智能化设备，在具备停电条件后可按以下顺序进行改造施工。
（1）更换１０kvＩ、ＩＩ段开关柜。停用某段开关柜前，应将该段重要负荷转接至未停电的母线段电容器开关柜，或与轻负荷线路并联，站用变应取自不同电源。（2）智能化改造110kvＩ、ＩＩ母ＰＴ、母联间隔。将ＰＴ二次回路接入新ＰＴ智能组件柜，保留原ＰＴ端子箱，用临时电缆将ＰＴ二次回路引入原端子箱。（3）智能化改造110kv母联。将电流回路接至旧母线保护，将跳闸回路分别接至旧主变保护及母线保护。（4）智能化改造220kvＩ段母线、线路，母联，＃１主变。（5）智能化改造220kvＩＩ段母线、线路，＃２主变。（6）智能化改造110kv线路间隔。
首先进行１０kv开关柜更换，主变进线柜合并单元、智能终端相关回路退出，更换完毕后，完成ＰＴ并列回路配合旧主变保护运行。进行110kvＰＴ、母联智能化改造是为了配合主变间隔改造，改造后需要将旧电压回路并入智能组件柜，使旧综自系统正常运行。220kv改造分母线进行，可使改造部分设备独立调试，旧系统独立运行，避免交叉联系。110kv部分分间隔进行智能化改造，改造期间，为了保持系统的稳定性，双母线同时运行；每个间隔必须做临时措施，在智能柜将电流回路、跳闸回路临时引入旧母线保护，使110kv母线不失去保护，全部间隔改造完毕后，拆除临时措施。按照施工方案改造顺序顺利完成了某220kv变电站智能化改造工作和全站二次设备更换工作，充分验证了此停电方案的可行性、安全性、适用性。
5.二次设备调试危险点
110kv母联改造完成后，因电流接入旧母线保护，旧主变保护及母线保护跳合闸回路接入智能终端，故在进行新母线保护、主变保护调试时，需防止母联误跳闸。当投入一台主变，进行另一台主变调试时，易误跳110kv母联、１０kv分段。在完成220kv一段设备改造后，进行另一段改造时，易造成新母线、失灵保护误动。110kv单间隔改造调试过程中，易造成新母线保护误动。
6.结语
220kv变电站不全停进行智能化改造是一项复杂的系统工程，需要全面考虑设备改造的先后顺序，防止出现新旧设备投运时无法配合、设备元件失去保护的情况。调试工作也应全面配合停电改造设备，防止某些设备投运后因后期调试需要而重复停电。本文方案经过工程实践检验，可作为其它220kv变电站智能化改造的参考。
参考文献:
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论文作者:韩永祥
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/1
标签：变电站论文; 母线论文; 回路论文; 智能论文; 间隔论文; 设备论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第10期论文;