110KV变电站断路器和隔离开关的智能化改造

杨志钧 张雅文

摘要：变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术的变电站二次设备（包括：继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动设备和远程设备，等等），优化设计，实现的功能操作变电站所有设备的监视、测量、一种综合自动化系统的控制与协调。通过变电站综合自动化系统中各设备之间的信息交换和数据共享，完成变电站运行监控任务。变电站综合自动化取代了传统的变电站二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，为用户提供优质电能的重要技术措施。

关键词：110kV变电站;设备改造;设备维护

引言

随着电力企业的不断改革，当前，在我国电力系统中，变电站设备有很多问题，变电站设备老化问题的一部分，有安全风险。因此，电力系统不断发展的同时，更新原变电站的老化设备，也要加快步伐，并在日常工作中，变电站设备维护也很重要。

一、变电站设备的改造

（一）一次设备的改造

1. 主变压器辅助元件的改造。主变辅助元件的改造主要集中在中性点的隔离开关上。改造的目的是实现隔离开关的远程控制功能，保证主变压器的远程测温和及时上传功能。

2. 过压保护设备改造。首先，用自动调谐消弧线圈代替原线圈。主要目的是改变中性点接地方式。然后，将原来的避雷器更换为不间隙的金属氧化物避雷器，目的是为了有效降低避雷器内部的残余压力，避免对避雷器的损坏，防止故障的发生，不仅可以减少维修人员的工作量，同时也可以保证他们的人身安全。

3.高压柜开关的改造。高压开关改造过程中，应根据实际情况合理控制高压开关柜之间的距离，规范操作。确保所选隔离器具有良好的阻燃性能，以提高其絕缘效果;必要时应加绝缘套管，保证母线导体之间的绝缘符合实际需要;根据实际情况合理选择电流互感器，确保其电压参数符合标准，在很大程度上保证了高压开关柜的绝缘效果。

4. 断路器修改。在对断路器进行改造的过程中，采用了双辅助接触接线，使错误的信号可以避免，保证了断路器位置的准确性和可靠性，具有良好的遥控功能和无油操作。

（二）二次设备的改造

1. 重新计算技术装置改造

重合闸改革的主要目的是确保重合闸出口和自动输入，使用远程控制技术进行有效控制，对电源可以自动断开和连接，当动作发生时，重合闸可以自动操作，电力设备的有效治疗，和电源自动连接，恢复变电站正常运行的功能。当其它设备系统工作稳定时，重合闸系统自动锁紧，消除了信号灯的闪烁，有效延长了使用寿命。同时设置开关电路，有效提高110kv变电站的安全性能和稳定性。

2. 断路器的修改

将原电路改造为遥控操作和无油操作，提高了电路的工作性能、操作方法和工作效率。首先，转型分为两个方面。一方面，采用更先进的双辅助接触技术进行接线，提高信号的精度;另一方面，断路器的闭合电路是改革的压力减少线路连接，从而实现整个电路的优化，使新电路简单、安全，良好的性能，准确地实现供电和信号控制和提示。对断路器进行改造可以优化整个电路系统，提高工作效率和安全性。

二、案例分析

XXX110千伏变电站是该地区第一个综合自动化变电站，已经运行了十年。随着国家电网公司智能电网试点项目，通过转换，可靠性差的设备在现有的车站将取代提高运行可靠性，以实现主要设备状态的实时监控，标准化的信息建模、网络的信息传输、智能先进的功能和辅助系统。在转换中，根据国家电网企业标准Q / GWD 441 - 2010《智能变电站继电保护技术》规范110 kV电力变压器保护原理要求，考虑合作流程层合并单位（亩）和智能终端配置，每一层的网络连接，二次设备安排，等等。提出了三种主变压器保护配置方案，并最终实现了第三种配置方案，效果良好。

（一）主变保护配置原则

正如上面提到的，在确定为智能变电站继电保护配置的原则，除了传统的变电站的要求，流程层合并单元的配置和智能终端，连接网络的每一层，二次设备的布置应考虑和其他因素。110千伏桥内接线的主要部分是两台主变压器的保护。保护的配置原则直接影响全站自动化系统的结构和网络方案。

根据《智能变电站继电保护技术规范》，110kV变压器电源保护分两套配置。两台机组的配置应采用主备保护一体化配置。如果主保护和备份保护分别配置，则备份保护应与测控装置集成。当保护采用双组配置时，两侧组合单元应采用双组配置，两侧智能终端也应采用双组配置。

1 技术规范有两层含义：

（1）110kv变压器保护为“双组”配置，而不是“双组”配置。“双重配置”是指具有相同功能的两套独立配置的系统。每一套保护系统装置功能独立齐全，安全可靠。不允许出现公共瓶颈。“双套”配置是指采用两套主后一体化装置，来实现变压器保护功能，两套装置的功能可以互相补充，独立性不高，达到“双套”配置要求。

（2）它允许从主和后方分开一组配置。没有规定强制配置双组智能终端时，配置是分开的。应按要求进行配置。

2配置方案一

如图1所示，配置了两组主设备和后置集成设备。主保护的差动电流取自线路电流互感器、桥式电流互感器和低压侧电流互感器。三组电流互感器的主、副变流器及组合单元均为双组结构。主变高压侧套管电流互感器采用单套组合式单元，提供高压侧测控采样值和高后备保护。主变低压侧对应的llOkV线路、电桥、智能终端采用双组配置。

3配置方案二

如图2所示，根据主机和机箱配置了单个机箱。线路电流互感器、桥式电流互感器、高压侧套管电流互感器、低压侧电流互感器的组合单元按单台配置，分别受到相应的保护。根据单台设备配置相应的智能终端。

4配置方案三

如图3所示，配置了两组主后一体化装置，与方案1不同，两组主保护的差动保护范围不同。第一组差分电流取自高压侧套管电流互感器和低压侧电流互感器，第二组差分电流取自线路电流互感器、桥式电流互感器和低压侧电流互感器。110kv线路、电桥、高压侧套组合单元单组配置，主变低压侧组合单元双组配置。对应的110kv线桥智能终端配置为单台，低压智能终端配置为双台。

5  配置方案的具体分析

在三种配置方案中，方案1可靠性最高，接近“双重”配置水平。当然，投资也是最高的。在一座桥连接的主变压器高压侧断路器，110千伏线路，合并单元和智能终端的桥”，两套”配置，合并单元和智能终端是其他两个方案的两倍，这让拥挤的户外智能控制内阁布局，整个站自动化系统网络是复杂的，增加开关配置的数量，和其他问题。在使用电子电流互感器的智能变电站中，一次和二次变压器也配置成双组，从而进一步增加了投资。

方案2延续了常规变电站的配置方案。主后分离、间隔层、工艺层设备均为单台配置。该方案的优点是简单明了，易于安排，投资少。

在分析桥梁内部连接特性的基础上，提出了第三种方案。橋连接更常用的终端变电站内，这边距离保护Ⅱ段110 kV母线和主变压器高压侧引导失败有敏感性，可以有远方保护效应，作用时间不长。因此，一套保护的差动电流感应自变高压侧壳体完全可以满足保护范围和可靠性的要求，低压侧后备保护需要加强。没有特殊的母线保护。在变压器的低压侧，两套备用短路后备保护配置在低压端，和组合单元和智能终端也两组配置，提高可靠性的消除低压侧母线的故障。可以看出，第三个计划结合了前两个计划的优点，体现了概念功能互补的两套配置，以达到可靠性和经济之间的平衡，这是首选的计划转变。

结语

综上，对于电力系统的运行，变电站的作用不容忽视，电力系统要实现安全稳定的运行，就必须加强对变电站的维护和管理，否则，就会影响供电效率和电能质量。电力企业要引起高度重视，把它作为输电工作的重点，根据实际情况，加强变电站设备的改造和维护，促进电力系统的健康发展。

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