常規(guī)變電站數(shù)字化技術(shù)改造方式探討

1、    常規(guī)變電站數(shù)字化技術(shù)改造方式探討    周滔滔 胡偉【摘 要】對常規(guī)變電站技術(shù)改造方式進行了探討，重點分析了變電站逐個間隔順序停役進行改造這一方式，制定了有針對性的計劃和實施方案，對于常規(guī)變電站設(shè)備技術(shù)改造具有一定的指導(dǎo)、示范作用?！娟P(guān)鍵詞】iec61850；變電站技術(shù)改造；智能化；實施方案中圖分類號：tm63文獻標識碼： a 文章編號：1引言隨著數(shù)字化技術(shù)的研究和應(yīng)用，實現(xiàn)基于iec 61850標準的數(shù)字化變電站已成變電站技術(shù)的發(fā)展方向。目前，iec 61850標準在運行變電站設(shè)備改造方面應(yīng)用很少，基本上是將該標準作為通信協(xié)議使用，應(yīng)用深度不夠

2、，而常規(guī)變電站設(shè)備技術(shù)改造面臨著電網(wǎng)安全運行、設(shè)備停役難以安排以及技術(shù)條件復(fù)雜等諸多困難，數(shù)字化變電站成功建設(shè)的經(jīng)驗并不完全適用于常規(guī)變電站改造，iec 61850標準在常規(guī)變電站設(shè)備技術(shù)改造應(yīng)用方面需要根據(jù)具體情況作專題研究。2 常規(guī)變電站現(xiàn)狀目前運行的常規(guī)變電站基本上采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)、微機型保護及安全自動裝置，二次設(shè)備和系統(tǒng)之間通過通信方式交換信息，一、二次設(shè)備問的信息交互通過電氣回路實現(xiàn)，一次設(shè)備模擬量和開關(guān)量信號的數(shù)字化處理依靠二次設(shè)備自身完成，一、二次設(shè)備之間通過二次電纜連接，無法做到一次設(shè)備和二次設(shè)備之間的電氣隔離，常規(guī)變電站存在設(shè)備智能化程度不高、二次設(shè)備互操作性不強、信息共享

3、水平低等諸多不足。常規(guī)變電站運用新技術(shù)進行技術(shù)改造，使變電站具有數(shù)字化特征，提高智能化水平，自動化系統(tǒng)滿足變電站運行和管理要求。變電站設(shè)備改造大致有三種方式，一種是全站重建，重建期間變電站繼續(xù)運行，待新變電站建好后再改接線路投運；老變電站退出運行；第二種方式是將現(xiàn)有變電站停運進行原地址重建；第三種是改造期間變電站繼續(xù)運行，逐個間隔順序停役進行改造。第一、二種方式類似新建一座變電站，只有極少數(shù)變電站有條件采用這兩種改造方式，絕大多數(shù)變電站改造只能采用第三種方式。3 實施方案本局所屬500kv雙龍變計算機監(jiān)控系統(tǒng)即將進行智能化改造，本課題依托此工程開展研究探討。采用基于iec 61850標準的數(shù)字

4、化改造，工程實施由設(shè)備工廠調(diào)試和現(xiàn)場實施兩大部分組成，工廠調(diào)試完成整個系統(tǒng)集成、試驗、試運行和性能測試等工作；現(xiàn)場實施，根據(jù)設(shè)備停役、改造計劃逐個間隔進行改造、試驗、驗收、投運。3.1工廠調(diào)試為減少現(xiàn)場實施工作量，縮短設(shè)備停役時間，保障現(xiàn)場改造工作安全、高效、有序進行，在工廠調(diào)試階段應(yīng)完成所有設(shè)備的建模、試驗；后臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫生成和功能測試；變電站網(wǎng)絡(luò)的組建、試運行和測試；所有信息的試驗、核對；goose互操作試驗；全站典型操作票生成及驗證；全站防誤操作閉鎖邏輯驗證；監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)要求及性能指標測試。3.2 現(xiàn)場實施變電站改造的現(xiàn)場實施階段工期長，安全風(fēng)險大，受設(shè)備停電的影響很大，所有工作首先

5、要保障改造工作安全有序進行，其次不造成不必要的停電，各種組織措施、技術(shù)措施都非常重要，但關(guān)鍵是實施計劃。3.2.1 現(xiàn)場實施計劃現(xiàn)場實施分為一次設(shè)備不停電和一次設(shè)備停電兩個階段，不停電階段完成變電站自動化系統(tǒng)恢復(fù)重建、調(diào)試等工作。停電階段，逐個間隔停役、改造。設(shè)備停役順序遵循先公共部分設(shè)備、后間隔設(shè)備的原則進行，避免不必要的重復(fù)停電，盡量減少或避免需新、舊保護配合工作的情況出現(xiàn)，設(shè)備停役、改造順序為：500kv母線輪流停役，完成母線設(shè)備的改造、投運；220kv母線輪流停役，完成母線設(shè)備的改造、投運；主變輪流停役，完成主變保護、測控、智能單元的安裝、調(diào)試、投運。35kv系統(tǒng)設(shè)備隨相應(yīng)主變同步進行

6、改造、投運；500kv設(shè)備串停役，完成保護、測控、智能單元的改造、調(diào)試、投運；220kv線路停役，完成保護、測控、智能單元的改造、調(diào)試、投運；在改造過程中，220kv母線可以先于500kv母線進行的停役、改造。3.2.2 一次設(shè)備不停電階段這個階段要將系統(tǒng)恢復(fù)到工廠調(diào)試結(jié)束的狀況，盡量減少設(shè)備停役階段的工作量。完成光纜敷設(shè)、熔接及測試；交換機和變電站層等設(shè)備安裝；戶外柜和智能單元安裝、試驗；網(wǎng)絡(luò)組建、測試；母差保護安裝、試驗；間隔層設(shè)備的安裝、測試；時鐘同步系統(tǒng)調(diào)試；新、舊系統(tǒng)通信功能調(diào)試;完成與調(diào)度中心、監(jiān)控中心的聯(lián)調(diào)。至此，變電站層系統(tǒng)、過程層網(wǎng)絡(luò)調(diào)試完畢并投入運行。變電站自動化系統(tǒng)具備投

7、運條件，下一階段，僅僅是各個間隔設(shè)備停役改造和接入系統(tǒng)運行。3.2.3 一次設(shè)備停電階段設(shè)備停電階段的工作內(nèi)容是根據(jù)設(shè)備改造計劃，逐個間隔停役、改造，這個階段面臨新舊系統(tǒng)、新舊保護同時運行的難題，處理好這兩個難題，解決設(shè)備防誤操作和新舊保護配合是關(guān)鍵。3.2.3.1 設(shè)備操作保障措施在整個停電階段期間，由于新、舊系統(tǒng)并存，已改造設(shè)備的相關(guān)信號和控制信息已接入新系統(tǒng)，未改造的仍接在老系統(tǒng)，通過新舊系統(tǒng)的通信接口交換信息，使新、舊系統(tǒng)都有完整的變電站設(shè)備運行狀態(tài)信息，并能參與防誤操作閉鎖邏輯驗證。兩套系統(tǒng)都能支持變電站運行和管理，在整個改造現(xiàn)場實施階段，新、舊系統(tǒng)同時承擔(dān)運行任務(wù)。3.2.3.2

8、繼電保護過渡方案數(shù)字式繼電保護和常規(guī)繼電保護的實現(xiàn)方法不同，舊保護采用二次回路實現(xiàn)，而新保護采用goose技術(shù)。新舊保護配合主要由跨間隔保護配合回路引起，主要有主變與220kv母聯(lián)分段、母差與線路保護、母差與斷路器保護、母差與主變保護、500kv中開關(guān)與邊開關(guān)保護等情況。由于新保護保留了傳統(tǒng)的開關(guān)量輸入和繼電器輸出方式，在改造期間為新舊保護配合提供了技術(shù)條件。母差改造過渡方案整個停電階段，舊母差運行，新母差始終處于“信號”狀態(tài)，舊母差與完成改造的主變保護、線路保護、斷路器保護都有傳統(tǒng)二次回路聯(lián)系，在間隔設(shè)備停役改造時，必須做好相關(guān)回路搭接、試驗工作，而且該配合回路應(yīng)能安全、方便地拆除。500k

9、v中開關(guān)與邊開關(guān)保護、線路（主變）保護配合若500kv系統(tǒng)不能整串設(shè)備同時停役改造，則中開關(guān)與同一串未改造的線路（主變）保護、斷路器保護之間就需采取傳統(tǒng)二次回路的方式進行失靈啟動配合。主變保護與220kv母聯(lián)分段配合主變保護與220kv母聯(lián)分段保護之間有主變保護動作跳220kv母聯(lián)分段的回路，若母聯(lián)（分段）遲于主變改造，則必須采取傳統(tǒng)二次回路的方式進行失靈啟動配合。4總結(jié)基于iec 61850標準的變電站自動化是一種發(fā)展方向，隨著iec 61850標準工程實踐的不斷深化，將其推廣應(yīng)用于常規(guī)變電站改造，得以縮短設(shè)備停役時間，節(jié)省改造投資，降低改造過程中的安全風(fēng)險，提高電網(wǎng)運行的安全性、可靠性，對保障電力供應(yīng)有著重要的意義。變電站技術(shù)改造遠比新建變電站復(fù)雜，必須根據(jù)變電站設(shè)備特點、電網(wǎng)運行方式要求， 制定