闵健
国电南瑞变电技术分公司 江苏南京 210000
摘要：随着社会各界对电力的大量需求，500kV的智能变电站在国家供电系统中占的地位越来越大。500kV智能变电站在持续运行的时间，在保证社会用电需求量，在满足不同用户对电压的需求和提升电力质量方面做出了不可磨灭的贡献。但是仍然也存在着些许的问题：比如终端设备性能故障、设备内部控制电路不规范等等。因此针对500kV的智能变电站二次设备来说，有相当大的提升空间。本文将系统地阐述在500kV智能变电站中对于二次设备的改造方案。
关键字：智能变电站；二次设备；改造方案
引言：
500kV智能变电站是满足不同用户用电需求必不可少的基础建设。所以变电站内部的二次设备的维护以及迭代升级就显得愈发重要。目前500kV智能变电站的二次设备常常发生异常启动，被动保护的故障，究其原因主要是其合并单元、控制单元出现异常，另外不少终端设备的性能以及型号和变电站的要求不相符，导致变电站的运行效率大打折扣，因此本文将系统的说明目前500kV变电站二次设备的现状以及主要的提升点，针对这些提升点给出合理地改造方案。
一、500kV智能变电站二次设备主要的提升点
目前500kV智能变电站存在很多问题，首先相对220kV的变电站来讲，500kV变电站地输出电压相对较高，输出端口的线路比较单一。此外500kV的变电站二次设备的智能化以及自动化程度不高，导致人工参与度相应的升高，增加了人工的工作量。最后主控室内部的二次设备布局不合理，设备之间没有明显的间隔和分区，导致一旦发生故障的时候难以快速地发现原因等等。因此上述种种都和变电站的安全性、智能性息息相关，需要重点进行二次设备的改造。
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图1:南方电网首座500kV智能变电站的实景图
二、二次设备改造方案探究分析
下文将根据上述这些现实问题，给出具体可行的改造方案：
（一）改造出线端口线路，解决电路冗余现状，提升电路稳定性和安全性
500kV的变电站出线端口相对较为单一，抗风险能力比较弱。为了增强出线的稳定性，可以在旁边增加一支220kV的旁路，同时配置旁路母线配置单相电压互感装置。这样就提高了出线端口运行稳定性的问题。此外在500kV变电站的内部的二次设备连接中，连接回路往往比较复杂，所以在500kV的变电站中，需要加强与220kV电网连接的紧密性。此外假如条件允许，可以在500kV的电网中配置多等级的环形供电电路，这样可以最大限度上避免因为故障断电造成的检修工作。最后根据实际情况，在出线端口用三相电压互感器替代单相电压互感器，这样可以进一步简化电力电路，当然在更换时需要考虑到现有回路接口的稳定性，在保证不影响设备性能的基础上进行线路的简化才是有意义的。
（二）二次设备的智能化以及自动化改造
500kV的智能化设备绝大部分是一次设备的附属组件，比如说控制开关、断路器保护装置、监控系统保护组件等等。因此这些二次设备是否足够智能化将会影响电网运行的效率和安全性。在对保护组件进行改造时，应该注意将电力传感器以及智能开关控制装置一起打包嵌入高压智能组件中。确保凡事有高压安全风险的一次设备，都必须有以上的二次设备组合套装。这样电网在运行时，针对高压段位的测控得到的数据才可以做到精准且没有遗漏。在发生电力故障时，才能保证所有的高压电路都有智能防护装置。这种智能组件因为本身就包含控制开关，因为一旦局部出现问题，可以实现局部电力迅速切断，避免故障的连环影响，为系统安全增加了一道新的屏障。此外需要注意，在改造过程中需要保证断电的系统不会影响电网的正常运行，一般来说像对在线监测系统进行智能化组件嵌入时，往往数据的实时传输端口会受到影响。因此在进行上述改造时，需要根据实际情况来接入过渡组件，保证新改造的设备可以和旧系统兼容之后再撤掉过渡组件。需要注意的是在针对监测系统进行智能化改造时，因为其实是传输的信号数据的体量是十分巨大的，同时受到开关的跨间隔闭锁的影响，其功能特别容易收到端口传输性能的影响，因此在对其进行改造时应该避免其传输端口的完全断电，否则改造后很容易发生系统数据错误故障。
（三）针对中央控制室的二次设备进行分区，便于进行管理
电网的控制室一般是二次设备集中存放和管理的地方，比如总控开关及其保护装置、继电器系统及其附属组件、温度控制系统等等，所以控制室往往线路杂乱，电缆沟槽到处摆放，一旦系统发生故障，这些杂乱的线路将对检修工作造成极大地阻碍，影响故障修复的时效，因此为了便于管理，需要对中央控制室的二次设备进行分区管理，根据设备的功能来严格区分，比如温度控制、湿度控制、电压电流控制、传感控制、保护装置等不同的组件配置到不同的区域，从而分成不同的区，每个区之间统一通过连接起来进行交流。同时为了避免相互的干扰，可以进一步简化，将各个模块统一采用落地箱的形式建设，这样控制室的分区逻辑清晰，线路有序，一旦发生故障，可以迅速地定位故障区域，便于检修人员进行精准快速的检修工作。需要注意的是，落地箱的安装的位置对于环境有比较高的要求，因此需要将安装地周围的环境指标，比如温度、湿度、控制室的尺寸信息等等统计好报给工厂，让其在出厂之前就满足安装需求，避免后续不必要的麻烦。
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图2:智能变电站电源管理的落地箱设备
三、结束语
本文根据500kV智能变电站二次设备的现状分析了其使用的弊端和改进方案。首先阐明变电站二次设备存在的问题：比如出口线路单一，抗风险能力弱；线路接线冗余，电路复杂造成检修工作困难；二次设备的智能化程度和自动化程度比较低，不能解放大量的人力工作；中央控制室的二次设备管理以及摆放混乱，难以进行集中的有效管理等等。针对以上原因，文章后期给出建议，并且单独分析了机电设备的改造方案，以促进改造后设备性能的全面提升。
参考文献：
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[2]庄研, 李成栋, 胡绍谦. 智能变电站二次设备运维管控技术研究与实现[J]. 机电信息, 2019, No.588（18）:28-30.