1、冶金企业 35kV 变电站数字化改造摘 要数字化技术的发展为工业生产带来了巨大的便利，因其具有安全、可靠、智能性，被各大企业所使用。本文以冶金企业企业变电站为研究对象，阐述了数字化变电站的构成、可靠性分析及安全策略。以变电站数字化改造为例，制定了数字化改造方案，从通信管理机和微机五防保护两个方面实现了数字化方案。本研究对今后冶金企业变电站无人值守的实现提供了可靠的物质基础。 关键词数字化变电站 冶金企业企业 微机五防 中图分类号：TV235 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0268-01 0.引言 随着冶金企业自动化、数字化设备的改造升级，提高了企业生产力，同时也
2、扩大的冶金企业的供电规模。冶金企业工业科技水平的提高，为企业生产变电站监控和保护装置的经济性、安全性以及可靠性都提出了挑战，尤其是冶金企业 35kV 变电站的监控系统和常规保护不能满足现代化冶金企业的发展，因此，笔者对其进行数字化改造。 1.数字化变电站 数字化变电站是由网络化二次设备和智能化一次设备组成，包含站控层、间隔层、过程层、智能化开关以及电子式互感器等。是以IEC61850 通信规范为基础的，满足之智能电气设备间相互操作和信息共享的新型变电站。可靠性是数字化变电站的最大特点，定义为：在固定情况下或一定时间内，设备或系统对事先语言功能的执行能力。由此可见，数字化变电站系统的参数是衡量可
3、靠性的标准。如何提高冶金企业数字化变电站的可靠性，笔者总结个三点。用光缆为依托的冶金企业工业以太网总线替代传统的铜缆二次连接导线，可以大幅度减少变电站系统元件数量；通过网络功能和冗余来提高数字化变电站系统的可靠性；利用元件自身监视和系统自身监测来提高可靠性。 2.可靠性的冶金企业数字化变电站 2.1 变电站系统 如图 1 所示，一旦数字化变电站发生链路故障或交换机故障后，可以进行双网之间的无缝转换。变电站系统的站控层包含远程监控和就地监控两个子系统，任何一个系统能够正常工作就能对变电站进行实时监控。 2.2 间隔保护系统的安全可靠性 每个间隔控制单元都安装在各自的间隔层中，并采用双重配置，形成
4、了双层独立保护机制。制定数字化变电站可靠方案时，要考虑交换机、同步时钟、断路器、合并单元及网络介质，这些因素都会影响系统的可靠性。和站控层一样，间隔层也采用了双重独立控制单元，其中任意一个单元都能单独位置保护系统的正常运行。在网络传输上，内置于间隔控制系统的独立网络端口可以和变电站系统通信和冗余校验。 2.3 元件安全性 由图 1 可以看出，有很多因素会影响数字化变电站的可靠性，如 BPU元件、光纤链路、数字交换机等等，这些元件的参数变化会引起整个数字化变电站控制系统的运行。 文献中提到，现代化的冶金企业数字变电站和传统的矿用变电站相比，诸如新型电子装备被大量的使用在冶金企业数字变电站中，只要
5、通过合理的冗余网络就可以使全站和间隔站的安全可靠性达到一定的标准。笔者将根据变电站数字化改造实例详细说明这一点。 3.变电站数字化改造实例 3.1 变电站改造方案 如图 2 所示，为变电站高压供电系统。该矿共有三台 6500kV.A 变压器安设在 35kV 变电所。其中，地面高压和井下高压全部为 6kV，井下低压设备为 1140V，660V 和 380V，地面低压为 380V 和 220V。采用两趟架空线的送变电方式，一趟热备用，一趟运送。地面采用全桥 35kV 主结线作为变电所主电缆。 35kV 配电室 将两段绝缘监测装置加配到 35kV 母线上，并对 1 号主变柜和 3 号主变柜进行改造。
6、此外，在 2 号变压器上加装断路器，避免 2 号变压器承载供电时出现 3 号变压器或 1 号变压器空投运行情况。将变压器调整到二段式的主变柜，并增加差动保护装置。为了确保矿井供电系统的可靠性，在原进线柜中增加后备保护二段式装置，对主变压器的主保护进行了完善。 3.2 微机监控系统和通信管理机 为了确保系统的安全可靠性，笔者采用可扩展、开放、先进、成熟的监控系统，包括通信线路、通信模块、测控装置、八口交换机、工控机等，采用组网方式将以上设备连接。采用现场总线网进行通信，可以满足下位机和上位机的通信管理和调度需求，同时还能和站内其他设备建立及时通信机制。 数字化改造完成后的 35kV 变电站系统采
7、用分布、分层式设计，增加了远程控制功能，保留了就地控制方式。数字化系统中的每个测控保护装置都是独立的，保障了系统所需的抗饱和性能，同时又保证了电量测量的精度。相对于传统的继电器保护数字化设备来说，经过改造后的变电站大幅度增加了可靠性。 数字化变电站系统上位机由模拟调度功能的微机和实时在线监控微机组成。系统可以对手车柜、隔离开关、开关柜断路器等设备位置和状态实时显示。为了避免倒闸的操作失误，该系统还具备隔离开关和断路器之间的操作返校确认功能和逻辑操作闭锁功能。通过数字化负荷线分析功能可以对冶金企业用电按照峰谷进行合理安排，以达到节约用电的目的。 4.结论 通过对变电站的数字化改造，实现了变电站在
8、线监测功能、数字化变电站综合管理、自恢复自诊断功能、安全自动控制功能、微机五防比作和操作功能、历史数据保存、数据采集处理、RTU 功能以及继电保护功能。满足了变电站的线路数字化线路改造和日后的扩容需求，为更加科学化的无人值守变电站提供了可靠的基础保障。随着分析计算技术、信息处理技术、信号采集技术、通信技术、数字化技术的发展，尤其是冶金企业企业一次变电设备的性能、控制程序以及结构的提高，数字化变电站在冶金企业企业及生产将会发挥更大的作用。 参考文献 1 张寅怀.常规变电站数字化改造的技术难点与解决方案J.广东输电与变电技术.2011（01）. 2 尹亮，郑耀南.变电站数字化改造施工中几个关键问题J.电气技术.2010（05）. 3 张文凯，吴海涛，代尚林.变电站数字化改造的实践与探讨J.广东输电与变电技术.2009（01）.
