【科技小论文】变电站运行技术问题分析

【摘要】随着科学技术的迅速发展，人们的生活已经与电息息相关。在这个电力系统中，变电站是必不可少的一部分。变电站的建设既会影响到电力系统安全性，也会影响到地区经济。变电站除在发电厂和用电终端之间建立电能枢纽外，还可以为用户终端变换电能，并且分配电能。本文则根据变电站的具体情况，详细分析了变电站的变压器选择问题，继而探讨了高压断路器与电流互感器等选型，最后，提出了一套电气主接线设计方案，进而深入分析研究了变电站的设计技术问题。

【关键字】变电站；运行技术；问题分析

0、前言

　　　社会经济的快速发展，促进了我国电力系统运行技术的迅速发展，也致使我国电力负荷迅速增长。人们电力系统问题越来越关心，对用电安全可靠性问题提出更高的要求。关于电力系统的发展能否为我国经济的持续增长贡献力量，能否促进我国经济和社会现代化建设等问题，也引起社会强烈争论。电力系统的持续发展无疑已经成为社会的关注热点。本文主要针对变电站运行过程中存在的问题深入探讨，并努力寻找其中的原因，，进而提出一系列解决办法。

1、变电站系统简介

变电站的设计主要是供电功能，即是实现对区域内用户终端换电和供电，通过为用户终端提供供电从而提升变电站的供电效率。另外，一个变电站还与周边区域变电站共同形成供电网络。通过对供电不足问题深入探讨研究，可以极大地提高区域供电的安全性及其供电效率。变电站系统工作原理图如图1所示。

1.1 变电站变压器选择

当变电站供电正常时，油浸式变压

器是常规运行变电站第一选择。如果是对企业供电，一般选用耗电力较低的SL11系列变压器。由于变压器的检修会对供电效率产生影响，因此为保障变电站正常运行、正常供电，应防止主变压器故障的产生。一般情况下，变电所的主变压器发生故障时， 其余变电器应尽量保证变电所供电的八成负荷，因此，可以考虑选择安置两台总容量低于最大负荷的变压器，保障供电安全可靠。

3 变电站电气主接线方案设计分析
3.1 110kV
建立该变电站的目的是促进地区电力系统快速发展， 以及提高电力系统负荷能力，因此，可以说该变电站的负荷是地区性负荷。在电力系统中占有核心地位、出线数是四回及更多的配电装置或者出线数是五回及更多的配电装置， 出现在双母线接线或是单母线分段接线电压为35kV至110kV系统时，在保证供电正常运行时，可以增设旁路母线， 保障供电顺利进行。由此可见，110kV的出线数是四回， 还有两回备用出线， 可选双母线及旁路母线进行接线。
3.2 35kV
当电压为35kV至60kV时，出线数是四回至八回，这种情况下，可选择单母线分段接线，同时还可以选择双母线接线，根据不同需要选择接线方式。为保证在进行变电站电路检修时保持供电， 在采用上述两种接线方法时，还可以考虑设置旁路母线。然后， 因为要在特定条件下才能增设旁路母线， 所以， 尽量在选择双母线进行接线时，不带旁路母线，在特定条件下，可带旁路隔离开关。综上所述，需要考虑到接线条件进行合理接线方式的选择。

3.3 10kV10kV
平时使用范围较窄，通常情况下可以当做无功补偿装置应用，因此，可以采用单母线分段接线保证供电正常运行。

4 短路电流的计算第一步， 进行每一个元件电抗标幺值的计算，并按照一个基准容量进行折算;第二步，根据系统所需，进行等值网络图的勾画工作;第三步，进行短路点的选择;第四步，简化使用的网络，视供电系统为大型系统， 不对短路电流周期分量减弱做考虑的情况下， 得出短路点与电流之间的电抗标幺值， 进而求出短路电流的有名值、标幺值;第五步， 得出短路电流冲击值和短路容量;第六步，将短路电流一一列出，并进行计算， 求出最终结果。

5 进行主要电气设备选择的技术条件首先， 结合变电站的整体工作条件选择合适的电器和导体。选择的电缆、电器的工作电压最高值必须高于回路接的电网的最高运行电压; 必须要特定温度下选择具有额定电流的电器和导体， 电器和导体长期工作运行的电流应大于回路最大持续工作电流; 当导体额定环境温度没有与周边工作环境温度保持一致时， 就对长期允许电流作些许修正。其次， 根据短路的情况对电器进行校验。选择好电器之后，采用最容易通过的电流对电器进行热稳定、动稳定一系列校验，并且选择的短路电流是发生在三相短路情况下的， 采用熔断器进行保护的电器不需要进行热稳定校验。熔断器具有限流功能时，不需要进行动稳定的校验，利用熔断器进行保护的电压互感器回路， 不需要进行热稳定、动稳定的校验。

6 变电站主变压器保护为有效预防变电站变压器在使用过程中出现任何故障， 以及在非常规运行下为变电站带来的不同损失， 必须要采取有效方法维护电力系统，保证电力系统的安全稳定，对此，需要针对主变压器进行保护装置。在变电站装置的保护有以下: 差动保护、后备保护、过负荷保护瓦斯保护及零序过流保护。只有保护好主变压器，才能够最大化减少变电站的运行故障， 保证变电站长久安全运行。变电站运行中存在的其他问题

3 . 1 运行管理模式落后综合自动化变电站改造、投运后， 有些变电站仍保持有人值班变电站的值班及管理方式， 没有做到减人增效、提高管理水平。也有些变电站采用“无人值班”的模式替代常规变电管理， 这就会在安全运行中出现一些失控情况。

3 . 2 遥控信号误动自动化变电站通信控制器通过串口与MODEM相连， MODEM再与通道相连后送至主站。由于保护规约比较多并且很复杂，在主站对保护规约进行扩展并做好了接口的运行过程中会经常发现遥控信号误动。这也有可能是规约没处理好， 有可能是测控单元装置运行不稳， 但是具体原因很难查找。

3 . 3 实时数据突变监控后台机在平时的运行中有时会发现实时数据突然变为零，观察电压曲线、电流曲线，发现隔一段时间突然变为零，没有规律性， 这可能是测控单元装置有问题。

3 . 4 双机系统切换问题自动化变电站的双机以串口通信为主以太网为副的相互监视主备状态， 理论上可以绝对保证主备状态的正确。但有时在切换过程中会出现两台通信控制器全部为备用值班机，致使遥控失效，通信控制器死机， 数据不刷新等。

3 . 5 继电保护与监控系统通讯时有中断保护装置本身功能满足要求， 但由于时有误发信号，造成保护管理机死机，发信不正确， 以致信号中断。

4 对提高110kV自动化变电站安全运行的几个建议

4 . 1 110kV 自动化变电站的设计110kV自动化变电站的设计应按 “密布点、小容量、短半径”的建设原则， 坚持“小型化、户外式、造价低、技术先进、安全可靠”的发展趋势。二次设计必须使变电站现场对主变温度、母线电压、电流等主要运行参数的显示简单，便于值班人员监控。保留常规变电站预告信号和事故信号功能，有利于变电值班人员发现设备异常并及时处理事故。

4 . 2 常规变电站的自动化改造常规变电站的改造应立足一次设备，可靠的一次设备是变电站实行自动化的基础。对一次设备进行无油化改造，二次部分按自动化要求设计，电磁式继电器改为“四遥”集成模块保护，变电站各种信号通过RTU柜传送调度中心，变电站现场电压、电流、温升等主要参数显示要求简单，为值班监控提供方便。如果变电站是近年新建的，设备质量较好，进行“四遥”改造时，二次部分也可利用原来电磁继电器的保护触点进行控制。同时，增加远方操作转换功能、远方复归信号继电器、小电流系统接地选线装置。

4 . 3 变电站建设随着自动化系统在110kV变电站的推广使用，针对断路器、刀闸均可在监控系统中进行遥控操作的功能， 传统的变电站防误系统和运作模式已失去优势。从目前综合自动化变电站运行中暴露出的问题看来， 许多问题都同产品质量和工程安装质量直接有关，因此，在建自动化变电站中，要重视产品质量、安装质量和售后服务质量。自动化变电站是近年出现的一种新的变电站运行模式，其功能完善、手段灵活多样， 能够解决传统变电站出现的各种问题并满足安全运行的各种需要， 是我国电网今后一个时期的发展方向。在110kV自动化变电站建设和运行中要坚持简单、实用、可靠的原则， 以达到保证电网安全、经济、可靠运行的目的。