黎慶祥

摘要：目前我國變電站設(shè)備老化，絕緣性低，在運行中存在各種隱患，急需進行改造。文章探討了變電站一次、二次設(shè)備的改造和維護，分析了潘家口110kV變電站的改造效果。結(jié)果表明，變電站的改造能夠獲得社會效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；一次設(shè)備；二次設(shè)備；斷路器；過電壓保護設(shè)備

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）06-0135-03

110kV電網(wǎng)為高壓配電網(wǎng)絡(luò)，作為配電網(wǎng)絡(luò)與用戶連接的樞紐，是用戶的主要電源接入點和當今城市中主要變電節(jié)點，其可靠性直接關(guān)系到電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。目前，我國大多數(shù)變電站的變電設(shè)備嚴重老化和損壞，直接威脅到了變電站的穩(wěn)定性，影響到電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。電力系統(tǒng)中變電站的主要工作之一便是電力系統(tǒng)設(shè)備的改造和維護。本文主要從變電站一次、二次設(shè)備的改造和維護進行探討，然后通過工程實例對改造效果進行分析，為今后變電站的改造和維護提供借鑒。

一、110kV變電站設(shè)備的現(xiàn)狀

電磁式繼電器是20世紀90年代以前常規(guī)變電站采用的變電設(shè)備，它普遍應(yīng)用在我國小型化的變電站中。經(jīng)過長時間的應(yīng)用，人們逐漸加深了對電磁式繼電器元器件的了解，并且已熟練地掌握其工作的過程和性能。在電磁式繼電器應(yīng)用過程中，人們發(fā)現(xiàn)它的維護耗費很多的人力和物力。電磁式繼電器的靈敏度低，功耗大，在大功耗長時間運行中容易出現(xiàn)接點，易磨損帶有機械的可動部分，并且在震動的情況下往往會出現(xiàn)異常。電磁式繼電器的這些技術(shù)上的缺陷導致110kV變電站的運行缺乏可靠性。特別是在許多環(huán)境惡劣地區(qū)的變電站，經(jīng)常出現(xiàn)問題，導致頻繁斷電，嚴重影響到了供電區(qū)工業(yè)及用戶的正常生產(chǎn)生活。

在科技發(fā)展的今天，電力系統(tǒng)專家在計算機技術(shù)和機電一體化技術(shù)方面取得的成果給變電站的改造帶來了可觀的前景。我國變電站二次設(shè)備中融合了越來越多的高新技術(shù)，使得人們有了更好的選擇，人們在應(yīng)用變電設(shè)備時常采用自動化和小型化的二次變電設(shè)備。二次變電設(shè)備與一次設(shè)備中電磁式繼電器相比具有無可比擬的優(yōu)勢：變電站操作更加方便，變電站具有高靈敏度、高繼電性能和高速度，具有齊全的功能和良好的抗干擾措施，能夠持續(xù)穩(wěn)定的運行，安全性高。目前，我國小型變電站大多數(shù)都開始應(yīng)用這種變電設(shè)備，它給許多天氣條件惡劣地區(qū)變電站安全可靠的工作提供了保障。

二、變電站設(shè)備的改造

目前，對我國110kV常規(guī)變電站的改造一般都是進行自動化的改造。進行改造時，主要是對電力系統(tǒng)中的一次、二次設(shè)備進行升級改造，使其達到無人值班運行對設(shè)備的可靠性要求。

（一）一次設(shè)備的改造

一次設(shè)備的改造主要包括過電壓保護設(shè)備、主變壓器有關(guān)輔助元件備、高壓柜開關(guān)和斷路器的改造。

1．過電壓保護設(shè)備的改造。變電站10kV中性點接地方式改為加裝自動調(diào)諧的消弧線圈，或者經(jīng)小電阻接地方式。利用無間隙金屬氧化物避雷器替換變電站10KV避雷器，更換后能夠降低殘壓，防止避雷器因殘壓過大而被擊穿，大量的減少了變電站的日常維護工作量，保證了工作人員的安全。

2．主變壓器有關(guān)輔助元件備的改造。對中性點的隔離開關(guān)和操作機構(gòu)進行改造，使中性點隔離開關(guān)和有載調(diào)壓分接開關(guān)實現(xiàn)遙控操作，實現(xiàn)遠方測量主變溫度，并及時上傳功能。

3．高壓柜開關(guān)的改造。合理設(shè)置高壓開關(guān)柜之間的距離，完善機械操作措施，防止誤操作；采用具有良好阻燃性能的隔離物來實現(xiàn)絕緣支撐作用；利用絕緣護套來提升母線導體間、相對地間的絕緣性；為了使高壓開關(guān)柜使用時絕緣水平達到要求，采用額定電壓為12kV，最高工作電壓為75kV的電流互感器。

4．斷路器的改造。斷路器改造的目的是提供可靠的斷路器位置，實現(xiàn)無油化及遙控操作功能；為了防止信號誤發(fā)，斷路器輔助觸點采用雙輔助觸

點接線。

（二）二次設(shè)備的改造

二次設(shè)備的改造主要包括斷路器的回路、重合閘裝置、中央信號裝置有關(guān)回路等的改造。

1．斷路器的回路改造。斷路器的回路改造目標是無迂回接線，且簡潔可靠，控制保護信號與測控單元電源分離；回路路線由斷路器控制，在失去信號等突發(fā)情況時實現(xiàn)遠方報警，并保留控制回路故障信號；變電站設(shè)有熔斷器的保護回路在直流消失后能夠遠方報警。

2．重合閘裝置的改造。重合閘裝置在改造后實現(xiàn)自動投退，當遙控合閘后，重合閘電源立刻自動投入，重合閘放電回路實現(xiàn)自動斷開；在當?shù)夭僮魈l后，重合閘電源立刻自動退出，裝置自動放電；當?shù)皖l減負荷裝置或其他系統(tǒng)穩(wěn)定措施裝置動作導致跳閘時，重合閘裝置自動閉鎖；取消斷路器信號燈的不對應(yīng)閃光功能，信號燈改造為發(fā)光二極管以提高其運行使用壽命；加裝就地跳、合閘閉鎖回路，提高其

可靠性。

（三）變電站設(shè)備的維護

我國經(jīng)濟發(fā)展快速，對電力供應(yīng)質(zhì)量的要求越來越高。努力實現(xiàn)變電站安全可靠的運行，盡量減少停電故障，保證供電的穩(wěn)定性，是電力系統(tǒng)運營管理部門的頭等大事之一，所以必須加強對變電站設(shè)備

的維護。

1．加強工作人員的安全意識和維護意識。變電站對于電力系統(tǒng)來說是十分重要的，工作人員對改造后的新設(shè)備的熟悉程度直接關(guān)系到維護質(zhì)量。為了實現(xiàn)變電站的安全可靠的運行，工作人員應(yīng)在設(shè)備投入使用前熟悉設(shè)備運行方式和主接線情況，學習操作微機裝置，通過考核后方可擔任變電站的維護工作。

2．定期對改造后的一次和二次設(shè)備進行檢查。變電站一次設(shè)備和二次設(shè)備改造后的一段時間還是能夠在比較好的狀態(tài)下運行，但是長時間的運行后，對老化、又破損的線路要及時更換，對長時間使用的避雷針要經(jīng)常檢查，斷路器、變壓器、母線、隔離開關(guān)等要進行例行檢查，并記錄備案，對繼電器、控制儀、計算機、測量儀、信號設(shè)備等供電裝置做防水、防潮和除塵保護。變電站無人值守前要檢查所有開關(guān)和電閘，要經(jīng)常進行清潔工作，保持設(shè)備的整潔性。

3．完善后方遙控監(jiān)測功能。完善遠方后臺裝置的遙控、遙測、遙傳等功能，采取全天候檢測設(shè)備運行狀態(tài)，正確分析后臺傳來的信號，判斷故障情況，并通過遙控進行調(diào)整。

4．加強故障記錄工作。為了確保電力系統(tǒng)故障情況及時記錄，便于數(shù)據(jù)分析處理，將GPS衛(wèi)星故障錄波裝置列入日常巡視的重點項目。

三、工程實例

（一）工程概況

潘家口110kV變電站建于1974年，經(jīng)過20年的發(fā)展，目前該站共有8條10kV線路，總長超過100km，供電區(qū)域覆蓋附近6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。由于該站興建已久，很多設(shè)備由于年久失修，絕緣老化嚴重，因此需從技術(shù)和設(shè)備上進行徹底的改造。從原設(shè)備接線圖（圖1）中可以看出：110kV側(cè)無斷路器、無電壓互感器；無獨立的直流電源；無載波通訊；接地網(wǎng)接地電阻值較大，不合格；避雷針高度不夠，水泥桿避雷針有裂紋；10kV出線混亂，35kV設(shè)備閑置未用，年久失修，絕緣老化。

圖1原設(shè)備接線圖

（二）改造方案

根據(jù)原變電站的設(shè)備缺陷以及并網(wǎng)的需要，在滿足基本要求的前提下，本著節(jié)約投資成本的原則，確定了改造方案，改造后的設(shè)備接線方式見圖2：

圖2改造后的設(shè)備接線圖

1．變電站的地址不變，建筑面積不需增加，只進行房屋裝修；

2．現(xiàn)有1臺主變壓器，遠期2臺，預留位置；

3．拆除原架構(gòu)，重新布置110kV側(cè)增加設(shè)備，進行35kV設(shè)備換新；

4．10kV側(cè)開關(guān)柜選用ZN28-10真空開關(guān)，采用電纜出線替換原架空出線；為了便于維修，選用SW2 -110I型作為110kV側(cè)開關(guān)；

5．110kV、35kV側(cè)母線只設(shè)變壓器開關(guān)，不設(shè)線路開關(guān)；

6．安裝獨立的鎘鎳電池直流電源，并完善主變壓器和線路保護，安裝載波通訊；

7．在8條10kV出線上安裝設(shè)自動選檢接地裝置，改造接地網(wǎng)，更換避雷針。

（三）改造效果分析

變電站經(jīng)改造后系統(tǒng)性能穩(wěn)定，運行安全，提高了變電站的供電可靠性，進一步保證了用戶的正常生產(chǎn)生活。

1．由于一次設(shè)備沒有丟棄，得到了充分的利用，從而節(jié)省了投資，經(jīng)濟效益顯著。

2．變電站經(jīng)改造后大大減少了變電站的檢修停電時間，贏得了社會效益，還節(jié)省了檢修費用和因為停電造成的經(jīng)濟損失。

3．由于采用了先進的元器件，設(shè)備的損壞幾率大大降低，從而節(jié)約了運行維護成本和維修費用。

4．在節(jié)能方面，因為采用的是電容器自動補償改造，其性能指標完全符合要求，并且系統(tǒng)運行十分穩(wěn)定，大大降低了線路損耗，減少了外付電費。

四、結(jié)語

目前我國變電站存在設(shè)備老化，絕緣性能低，智能化不高等缺陷，迫切需要進行改造。變電站改造工程的實施對我國經(jīng)濟發(fā)展提供強大的電力保障，對我國社會主義現(xiàn)代化的建設(shè)具有重要意義。對于改造方案的選擇，我們應(yīng)該根據(jù)變電站的實際情況因地制宜，借鑒國內(nèi)外變電站改造工程成功的經(jīng)驗，融合當代先進科技技術(shù)，確保變電站穩(wěn)定可靠的運行。變電站運行中，要加強設(shè)備的監(jiān)控、維護、檢修等方面的工作，為用戶提供安全、持續(xù)的電力能源。

參考文獻

[1]蔡思寧．110kV變電站設(shè)備改造與維護[J]．能源電力，2011，（9）.

[2]陳偉．變電站改造工程中存在的問題及對策[J]．企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，30（11）.

[3]賀志鋒．110kV變電站無人值班二次改造經(jīng)驗[J]．湖北電力，1997，21（1）.

[4]林匯男，韓飛，李克亮．110kV變電站運行與維護[J]．電氣工程與自動化，2011，（30）.

[5]于勵民．110kV謝莊變電站一次系統(tǒng)技術(shù)改造的對比與分析[J]．煤礦機電，2011，（5）.

[6]石瑞和，何長忠，龔雨．潘家口110kV變電站的改造[J]．海河水利，1997，（3）.

[7]游林輝．從運行角度對常規(guī)變電站自動化改造注意事項的探討[J]．電氣應(yīng)用，2007，（4）.

（責任編輯：葉小堅）