交流操作系統(tǒng)35kV綜合自動化變電站二次接線設(shè)計特點

對于農(nóng)電等部門新建35kV變電站，采用交流操作系統(tǒng)具有顯著的經(jīng)濟性。文章從電源、屏面布置、交流回路、控制信號回路、監(jiān)控系統(tǒng)等方面，闡述了35kV綜合自動化變電站采用交流操作系統(tǒng)時，如何進行二次接線的設(shè)計，對變電站二次設(shè)計人員有較大的幫助作用。
　　關(guān)鍵詞：綜合自動化；交流操作；直流操作；二次接線；監(jiān)控系統(tǒng)

The secondary-wiring design characteristics of AC operation system in 35kV integrated substation automation

Cheng Shao-Yan , Wang Li

(ShaanXi QunLi Radio Appliance Factory, Baoji 721300, China)

Abstract：It is economical for new building 35kV substation of agricultural power department to adopt AC operation system. From power suply、panel layout、AC circuit、controlling and signal circuit、automation system , this paper elaborates how to design secondary-wiring when AC operation is used in 35kV integrated substation automation . It will be a help to designers of substation about secondary-wiring.
Key words：integrated automation; AC operation; DC operation; secondary-wiring ; automation system

0　引言
　　目前，城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造及大用戶工程等35kV新建變電站多采用綜合自動化系統(tǒng)(下稱綜自系統(tǒng))，以適應(yīng)我國電網(wǎng)自動化的要求。變電站采用綜自系統(tǒng)是加強電網(wǎng)管理、提高電網(wǎng)安全運行和勞動生產(chǎn)率的重要措施。變電站采用綜自系統(tǒng)所起的作用及所產(chǎn)生的效益主要體現(xiàn)在：減少現(xiàn)場誤操作事故，提高電網(wǎng)供電可靠性和供電質(zhì)量，提高電網(wǎng)運行管理水平，提高供電企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，降低變電站的建設(shè)運行成本，強化更新電力系統(tǒng)操作人員的知識技能，帶動供電企業(yè)的技術(shù)進步。
　　以往35kV綜合自動化變電站多采用成熟、穩(wěn)定、可靠的直流操作系統(tǒng)。一套帶智能通信接口的直流屏造價通常在15萬元以上，這對于農(nóng)電、工礦企業(yè)等資金比較緊張的用戶無疑是一筆不宜籌措的資金。如果能以交流操作系統(tǒng)取代直流操作系統(tǒng)，從而取消直流屏，節(jié)省下來的資金，基本上就可以購買具有5至8回出線的綜自站全部二次保護設(shè)備，這是非常經(jīng)濟的。怎樣用交流操作系統(tǒng)替代成熟的綜自站直流操作系統(tǒng)，并且使交流操作系統(tǒng)同樣具備穩(wěn)定性、可靠性及后備性，在二次接線上應(yīng)注意什么，這就是本文要加以討論的問題。

1　交流操作系統(tǒng)電源及站用變
　　為使交流操作系統(tǒng)的電源具備穩(wěn)定性、可靠性及后備性，可以運用下列方法解決：相對于直流操作系統(tǒng)中由直流屏直接提供的直流220V電源，在交流操作系統(tǒng)中改用UPS輸出的交流220V電源直接或間接替代，具體措施如下：
　　(1) 保護、測控等微機裝置工作電源采用交流220V，由UPS輸出提供；
　　(2) 跳合閘回路使用交流220V，由UPS輸出提供；
　　(3) 機構(gòu)儲能電源使用交流220V，由UPS輸出提供；
　　(4) 后臺機使用交流220V，由UPS輸出提供；
(5) 跳、合位繼電器采用直流24V，由外部開關(guān)電源提供，開關(guān)電源的輸入為UPS輸出的交流220V；
　　(6) 中央信號回路采用直流24V，由外部開關(guān)電源提供，開關(guān)電源的輸入為UPS輸出的交流220V；
　　(7) 裝置面板信號及開入量采用直流24V，由裝置電源模塊提供。
　　綜自站的站用變應(yīng)放在變壓器高壓側(cè)，重要的變電站站用變壓器可采用一主一備，并設(shè)自投。交流配電柜可設(shè)兩組獨立的母排。一組母排為站用變輸出的A、B、C、L相電壓，供照明電源、檢修電源等使用；另一組母排為在線式UPS輸出的交流不間斷220V電壓，供保護、操作等使用。交流配電柜電源分配示意圖如圖1所示。

　　圖1中所用UPS，為大功率在線式UPS。對于規(guī)模為兩臺變壓器、8回進出線的35kV變電站，UPS的容量可選取3kVA。圖2為此種UPS結(jié)構(gòu)示意圖。其工作原理為：正常工作時，站用變壓器輸出電壓(簡稱市電)經(jīng)整流器變成直流后，再經(jīng)逆變器變換成穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的正弦波交流電壓供給負載。當市電掉電時，由蓄電池組向逆變器供電，以保證給負載提供不間斷的電源。如果逆變器發(fā)生故障，UPS則通過靜態(tài)開關(guān)切換到旁路，直接由市電供電。當故障消失后，UPS又重新切換到由逆變器向負載供電。

　　上述UPS，如果在市電掉電的同時逆變器發(fā)生故障，此時負荷便出現(xiàn)斷電事故。為彌補此缺陷，可采用以下兩種方式：
　　(1) 站用變壓器為一臺時，可選用二臺UPS并聯(lián)工作的方式，如圖3所示。此種方式當一臺UPS逆變器發(fā)生故障且市電斷電時，由另一臺UPS的蓄電池組逆變后提供交流電源，從而確保負荷不斷電。

　　(2) 站用變壓器為一主一備時，選用一臺UPS，其接線方式可采用二路交流輸入的工作方式，如圖4所示。在此種方式下當UPS逆變器發(fā)生故障且一路交流電源斷電時，靜態(tài)開關(guān)可將UPS的負荷切換到旁路，由另一路交流電源供電，從而確保負荷不斷電。

2　屏位及屏面布置
　　交流操作綜自站因其10kV開關(guān)多采用戶外桿上操作機構(gòu)，其二次保護適于集中組屏。屏面布置應(yīng)注意以下幾點：
　　(1) 相同或相似性質(zhì)的保護測控裝置及其控制元件，應(yīng)考慮安裝于同一屏(柜)面上；
　　(2) 不同柜體間相同性質(zhì)的安裝單元(比如保護裝置、KK把手、紅綠燈等)，在屏(柜)面上的高度、位置等宜對應(yīng)一致；
　　(3) 兩套變壓器的保護設(shè)備、控制元件等宜布置在不同屏(柜)面上；為節(jié)省空間，也可考慮安裝于同一屏(柜)面上，但應(yīng)一左一右明確區(qū)分；
　　(4) 屏(柜)面布置元件時應(yīng)滿足調(diào)試和運行巡查方便的要求；
(5) 同一安裝單元各套獨立保護配置在一塊屏(柜)面上，應(yīng)明確區(qū)分布置，以便巡查、維護和調(diào)試。
　　綜自站應(yīng)設(shè)主控室安放繼電保護柜、電度表柜、交流配電柜等，后臺機可選用一體化工控機安裝在保護柜上，也可選用普通工控機安放于同一室或毗鄰的控制小室。
　　圖5為一交流操作35kV綜合自動化變電站屏位及屏面布置參考圖。此變電站包括1#、2#主變主保護裝置、高低壓側(cè)后備保護測控裝置、調(diào)壓音響裝置；1回35kV進線保護測控裝置；5回10kV進、出線保護測控裝置；1回電容器保護測控裝置；一臺站用變測控裝置；一面交流配電柜及一面電度表柜等。