马钢桃冲矿总降变电所综合自动化系统改造分析

彭如斌

（安徽芜湖繁昌县马钢桃冲矿机动科，安徽 芜湖 241233）

我矿总降变电所为我矿生产和生活用电的变电所，该变电所于20世纪60年代建成，于1987年技改。该变电所投运时间长，一次设备、二次设备老化严重。所内一次设备 6千伏少油开关技术上已经淘汰，目前国内电网普遍采用真空开关，油开关备件难以购买；所内二次设备电磁式继电器保护装置也属于技术上淘汰产品，国内电网已经普遍采用微机综合继电保护装置。且我矿是在井下100多米开采，这些设备的老化降低了供电可靠性，该变电所的故障可能给井下安全生产带来不利影响，因此，有必要对该变电所进行自动化改造。但总降变电所是我矿生产和生活用电的唯一变电所，生产、生活上都不允许连续停电改造，只有间断施工，改造施工难度大。我矿35kV变电所线路简介：35kV系统为双回路进线，单母线接线，经高压计量箱至主变35kV母线侧，母线上有一组PT，一台50kVA所用变。35kV有馈电线2回，为户外交流高压真空断路器；2台主变压器，一台4000kVA，一台3150kVA，6kV系统为单母线分段制，单母线分段开关1回。6kV馈出线16回，6kV PT 柜2台，6kV电容器 柜 2台。6kV所用变 1台。6kV断路器为SN10配CD10型操动机构。

1 改造主要内容

1）将全所（35kV和6kV整个系统）电磁式继电保护装置改造成最新微机综合保护装置。

2）在变电所内设后台保护上位机两台，通过以太网构成监控保护网络，上位机两台互为备用。

3）用光缆将变电所所有运行参数传到远方矿业公司调度室监控中心，并实现“四遥”功能。

4）35kV、6kV隔离刀闸全部加装辅助接点，检测刀闸位置。

5）将配电所室内 6kV（SN10）断路器全部更换为真空断路器（VS1）。

2 改造步骤

1）因总降变电所是我矿生产和生活用电的唯一变电所，生产、生活上都不允许连续停电改造,因此首先量好变电所老开关柜的面板尺寸，重新坐好一块新面板（提前做好），将微机综保装在新面板上，根据原来的控制线路配好线，做好线号标记。

2）根据开关柜、VS1尺寸大小，提前做好上下隔离开关至VS1端子的铜排大小、角度。

3）停电将老式SN10拆除，将新面板各种控制线引到接线端子上，并把VS1装在开关柜中，因我矿是老式GGA型开关柜，尺寸较大，新式VS1尺寸较小，因此安装空间比较开阔，

4）将铜排和VS1上端子连接好，并将VS1装在开关柜中并接好线，同时接好过电压保护器。

5）停一台 6kV分柜，改造一台分柜，每个分柜改造时间大约在7h，完全满足改造需要。

3 变电站综合自动化系统简介

本次我矿改造采用南京弘毅电气自动化公司的DP3000变电站自动化系统，该系统包括DPS301M和DPR300系列各保护、测控、自动、安稳通信，该系统采用具有高可靠性大型实时监控软件平台，利用基于 TCP/IP的以太网通信技术来实现分层分部式综合自动化功能。主要有以下4部分组成：

1）DPS301M 变电站自动化监控系统。该系统采用国际通用的标准关系型商用数据库管理系统WINDOWS 2000/xp等操作平台，配置方便、灵活。采用国际通用的标准关系型商用数据库管理系统Microsoft SQL SERVER2000 提高了系统的可升缩性、可维护性以及安全性，更加利于变更维护应用技术规范。系统集成了各种先进的软件技术，具有开放的支撑环境，良好的维护性和扩展性。

2）DPR321CM通信服务器。改服务器是DP3000变电站自动化系统通信管理单元，采用以太网和网上测量控制装置、保护装置等其他自动化智能交换数据，通信服务器按照功能划分上位机模块和下位机模块2部分，上位机模块完成收集站内信息并向调度主站转发数据功能，下位机模块完成站内智能装置的转换功能，将其他非 DP3000系统内装置通过规约及通信接口的转换桥接入DP3000系统网络。上位机模块与下位机模块使用相同的硬件，将模块分开后便于工程维护及管理。

3）间隔层。DP3000变电站自动化系统间隔层设备按间隔分散式配置，可以直接接地分散安装，减少大量的二次电缆。各间隔层相互独立，仅通过通讯网络连接，并同变电站层通信，不仅节省投资，而且大大提高系统运行的可靠性。

4）以太网。本矿改造采用双以太网通讯，实时信息利用平衡式的TCP/IP协议栈，在保证传输效率的前提下实现了通信系统的可靠性和兼容性。

4 保护监控设备配置

由于我矿供电的特殊性，是双回路供电，正常一路运行，另一路备用，2路电都归供电公司，因此户外真空断路器只有过负荷、过流、速断、接地保护，两台主变只有瓦斯、过流、速断、接地保护，所有室内配电柜综保只有过流、速断、接地保护。

5 DP3000变电站自动化系统软件功能

我矿综合自动化系统软件采用弘毅公司综合自动化组态软件。能实现实时监控功能，能将每一个保护设备的运行参数反映出来（电压、电流、功率因素、有功、无功、刀闸位置等），并能事故报警，各种报表齐全（年报表、月报表、日报表），故障波形自动录波，记录故障发生前后的波形，以便分析事故发生的原因，操作票自动生成功能。

6 改造过程中遇到问题及解决

1）电脑画面上无法显示真空开关、隔离刀闸的分、合位置。

原因是原来是电磁式继电保护，没有过多的常开、常闭触点，也不需要在电脑上显示各种开关运行状态，现在改成微机综保需要在电脑画面上显示开关、隔离刀闸位置状态如（合位、分位、刀闸分、合、储能等），因此没有那么多触点上后台，解决办法是在储能回路中并连一个小的中间继电器线圈，中间继电器线圈和储能电机的某一对常开触点串联，当储能电机储能到位时，和继电器线圈串联的储触点闭合，储能触点一闭合，中间继电器线圈得电，线圈的常开、常闭触点随意接指示灯或接到微机综保上分、和开关量上面。这样电脑后台就能显示，各种开关、刀闸的位置指示了。

2）改造完毕中，电脑上画面上35kV和6kV的实时数值中有功、无功、Q显示不正确。

当时一出现这种情况，我们首先怀疑后台监控软件有问题，将后台监控软件中遥信量计算系数反复核对，发现没问题，又查35kV和6kV的电压、电流互感器，查了一遍又没问题，最后没办法我们找来一台相序表，将每一个进综保的电流、电压相位检查一遍，发现了问题，因为我们在改造过程中考虑到不能停电时间过长，首先要保证送电成功，就是将老式少油开关拆除，新的真空短路器装好等时间控制在7小时之内，因此户外的35kV电压、电流线接到综保上没有核对相序，随便接入，同样6kV室内也是同样问题，造成线电压、相电压角度差不对，必然造成有功、无功、Q显示不正确，通过相序表一一核对好A、B、C电压和电流，问题就解决了。解决问题的过程中走了弯路，但是为下次改造打下坚实基础。

7 结论

采用真空断路器改造老系列的开关柜的少油断路器，其技术是成熟可行的，并具有投资少、见效快，改造期间停电时间短等优点，该项技术值得在城网和企业电网的技术改造中推广应用。我矿35kV供电系统改造以来通过6个约实际运行故障率大为减少，且配电所实现了“四遥”功能，供电可靠性大为提高，现在（6kV）供配电网中仍有少油断路器在运行，随着科学技术的进步及用户对供电可靠性提出更高的要求，这部分开关柜均面临着技术改造。其改造方案可分为两类；一是开关柜的整体更新；二是保留开关柜的柜体，仅对内部电气设备进行更新换代。第一种方案其投资大、改造工作量大、停电时间长，比较适合变电站的异地改造。而第二种方案具有投资少、改造工作量小、停电时间短等优点而被广泛采用。 真空断路器具有使用寿命长、可频繁操作、开断能力强、结构简单、维护工作量少等优点，在对少油开关柜改造中应作为首选开关。采用真空断路器整体替代原由的少油开关，均采取保留柜体的技术改造方案，并对柜内其他电气设备根据其技术性能及投资情况，进行相应的产品换代和技术升级，同时对变电站的开关柜柜体进行整体整理和喷漆，以提高（6kV）开关柜内部电气设备技术水平，也使开关柜外观也焕然一新。即节约了技术改造费用，又减少因改造停电影响生产的时间，是今后开关柜实施技术改造应推广的实用技术方案。