收稿日期：2009-07-20；修回日期：2009-08-15李明远1，郑以镜2（1.江苏省送变电公司，江苏南京210028；2.苏州供电公司，江苏苏州215004）500kV 变电站二次系统的无人值班改造摘要：以500kV 车坊变电站二次设备升级和无人值班改造工程为背景，结合工程的特点，介绍了该变电站直流系统、公用部分和母差保护等设备升级改造，以及全站进行无人值班监控系统改造的整体过程，对500kV 变电站技改过程中的难点和重点进行了详细阐述。
通过对500kV 车坊变二次系统无人值班改造的实施，有效地加强了500kV 车坊变电站运行监控水平，极大地改进变电站安全操作条件，还为以后运行中的变电站进行技术改造获取了实践经验。
关键词：无人值班；直流系统；电压回路；母差保护更换；自动化改造中图分类号：TM63文献标志码：B文章编号：1009－0665（2009）06－0027－04Jiangsu Electrical Engineering2009年11月江苏电机工程第28卷第6期国家电网公司提出要实施集约化管理，提高效率和效益，建设“一强三优”的现代公司。
对电网建设而言，这就要求做到安全、经济、企业和社会效益最大化，一方面设备选择要经济可靠，另一方面还应通过设计管理等方面的优化，逐步做到减小占地，减人增效，提高生产率和社会效益。
随着计算机技术的飞速发展，计算机监控系统的性能日见提高，交流采样、智能测控、逻辑闭锁、网络通信等先进技术越来越多地应用到变电站自动化系统中，同时一体化集控系统也得到了应用，使500kV 无人值班变电站成为可能，目前已经有一些新建站实现了无人值班。
对于已经运行的500kV 变电站，为了实现减人增效，提高生产率和社会效益，采用无人值班是必然之路。
把原有的常规500kV 变电站改造成适应无人值班的变电站，500kV 车坊变电站经过近10年的运行，其直流系统、公用部分设备和母差保护装置等已日益不符合苏州地区用电负荷的快速增长和设备操作可靠性的要求。
经过仔细研究和实施中不断探索，成功地实施了500kV 车坊变电站的改造，取得了成功。
介绍改造的方案和经验，以供同行参考，并借此机会接受同行的建议和批评，以在今后对常规500kV 变电站的技术改造工作中能够更加有效和经济。
1直流系统改造为适应无人值班站对设备操作的可靠性和远方操控要求，需对按照常规500kV 变电站实际的直流系统进行改造，500kV 车坊变电站直流系统从2001年随变电站同步投入运行，原直流系统不能满足无人值班运行要求，必须进行升级改造，对原有直流屏柜进行更换。
本期改造需拆除车坊变老的直流屏7面，安装更新的直流屏7面，2组蓄电池暂不作更换。
在改造过渡方式中，为避免原主馈线屏上馈线搬移造成的停电，需采用对原有直流各支路在不停电条件下，新旧充电系统直流电源并接的方式逐一更换，完成直流电源由旧系统向新系统平稳过渡。
在直流屏柜的更换过程中，由于一组充电机退出运行，为防止仅有的一组充电屏带一组蓄电池组方式为全站直流母线供电发生故障，造成全站直流失电的情况，考虑到500kV 车坊变电站在电网中的重要地位，需在直流室配置1面临时充电屏，保证改造过程中的直流系统供电可靠性。
将临时充电屏直流输出电压调到与现运行的直流母线电压基本一致，具备意外条件下临时直流并接条件。
改造具体步骤如下。
（1）将一、二组充电柜的直流输出电压调到基本一致，将一段控制母线站带负载切换至由二段控制母线。
防止负荷转移过程中环流过大导致分屏临时联络开关跳开。
（2）在500kV 、220kV 保护室分别使用临时电缆按照正负极性将“500kV 直流一段馈电屏”和“500kV 直流二段馈电屏”屏上使用备用空气开关屏后端子进行并接，使得500kV 一段控制直流母线与500kV 二段控制直流母线并列运行，220kV 保护室直流控制屏一、二段母线通过备用空开进行直流并接，此时全站直流共用一条母线。
（3）正常后在直流室停用并拆除一段直流馈电屏及相应硅整流充电装置，进行新屏组立和调试。
新屏运行正常后，将临时充电机转接至另一组蓄电池，以防意外。
在恢复一段直流馈电屏和硅整流充电屏的运行，应先通过MLQ （容量400A ）将一、二段直流母线并列，防止冲击电流过大导致分屏联络开关跳开，一段新屏运行后再将MLQ 切回正常方式。
采用新旧充电系统直流电源并接的方式对各个馈线逐一更换，完成原一段直流负荷由旧系统向新系统平稳过渡。
27（4）拆除直流二段馈电屏及相应硅整流充电装置，重复上述3步骤，完成原二段直流负荷由旧系统向新系统平稳过渡。
通过MLQ（容量400A）将一、二段直流母线分列运行，完成新旧直流系统交接工作后，原直流系统退出运行，新的直流系统移交运行部门。
2二次电压回路改造随着苏州地区用电负荷的快速增长，500kV车坊变原有的2台1000MV·A主变容量已不能满足负荷日益增长实际需要，需扩建容量为1000MV·A 3号主变，原有的220kV母线双母单分段带旁母方式已不能满足电网调度的“四化”要求，需将220kV 母线接线方式完善为双母双分段带旁母方式运行。
且需对先行扩建的220kVⅡ、Ⅳ母母线分段及Ⅳ母母线设备，更换电压互感器（TV）并列装置替换原有公用电压屏，对新改造设备接入计算机监控系统，满足无人值班的要求。
具体步骤如下。
（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ母母线采用母线轮停的方式将PT回路退出原有公用电压屏，将四条母线的母线设备二次负载转移至新的并列屏，四条母线设备间隔无人值班改造；（2）验证新母差和Ⅱ/Ⅳ分段间隔的联动回路, 220kVⅡ/Ⅳ分段间隔接入新监控系统。
（3）投运时，因220kV母差未改造，220kVⅡ、Ⅳ母仍要硬连接（Ⅱ、Ⅳ母联开关改非自动）。
在220kVⅡ母线停役期间，220kV系统接线方式比较薄弱，应加强220kV设备的巡视工作，包括测温、压力监视等工作；做好另外一条母线故障时事故预案。
（4）在轮停220kVⅠ母、Ⅱ母、Ⅲ母期间，将220kV4条母线电压及负载移至新的并列屏，220 kV4条母线设备间隔无人值班改造。
在此工作期间要防止工作人员误将运行母线的二次电压开关跳开，做好事故预案。
包括以下主要内容。
①制屏和原变送器电压将失去电压影响监视，电压需到新的监控系统中监视；②母差保护尚未更换时，Ⅱ母、Ⅳ母电压在改造期间可以短时不分列运行；③220kV倒母线需要将电压临时强制并列，确保母线不失压；④原有控制屏以及信号相应切换至新的监控系统。
3母差保护更换500kV车坊变220kV母差保护原使用瑞典进口的ABB REB103母差保护，该REB103母差用于220kV双母接线方式自适应能力差，采用的继电器和二次线比同样的国产微机母差保护多得多。
扩建改造时都需要停电重新验证传动，接线多，占用屏位多，各屏回路之间验证繁琐。
特别是保护动作后无法进行故障数据调阅，对于故障的判别和处理不利。
且已达到了8年的使用寿命周期，定校繁琐和配件等问题日益突出，有必要结合电网发展建设进行设备更新改造。
根据招标结果，更换为深圳南瑞BP－2B母差保护，将原4套REB103母差退出运行。
鉴于进口220kV ABB REB103母差保护装置的独特性设计，在此对母差改造过程予以阐述。
母差改造难度较大，涉及的回路包括14条220 kV出线、旁路、母联、分段和主变等20多个间隔，且在母差改造期间一次设备不进行停电。
部分工作需在带电运行设备上进行二次改接线，由于无法进行刀闸倒闸操作，故不能保证倒闸后另一刀闸接点是否可靠，只能通过在刀闸机构箱内短接接点的方式来确认相应的新母差刀闸位置，给施工也带来一定的风险性。
具体工作如下：（1）将母线电压、各间隔的电流在运行状况下接入新的母差、退出老母差，校验母线电压、各间隔的电流和母差的差流正确；（2）将各间隔的失灵回路、跳闸回路退出老母差，接入新母差；（3）确认母差运行正常后启用新母差。
应注意以下事项：（1）220kV ABB REB103母差保护每一间隔均需要常开和常闭接点各一对，新的BP－2B母差仅需一对刀闸常开接点，原来使用的常闭接点经验证确认后予以拆除；（2）220kV ABB REB103母差保护仅母联和分段间隔仅使用开关常闭接点，而新的BP－2B母差需要刀闸和开关的常开和常闭接点，需分别在相应的刀闸机构箱和开关机构箱中接取，而刀闸和开关在运行状态；（3）220kV ABB REB103母差保护失灵启动由线路或主变侧刀闸位置判断母线，BP－2B母差由母差自身判断；（4）220kV ABB REB103母差母联和分段开关合闸时需串入母差无流判断的接点接入控制屏，改造后ABB母差退出运行后，此接点断开会造成母联和分段开关无法合闸，需在各自的控制屏上将原有ABB母差过来的接点短接，保证开关的正常操作；（5）在拆除电流回路电缆前，需先确认母差回路电流已在断路器端子箱内短路接地，后才能在母差侧拆除，防止电流互感器（TA）开路。
江苏电机工程28李明远等：500kV变电站二次系统的无人值班改造（6）由于母差由ABB公司的REB103型更换为深圳南瑞公司的BP－2B型，由此造成的TA极性可能产生变化，特别是母联和分段间隔，需调试人员认真分析，以免引起TA的电流不平衡，造成差流的产生；（7）在拆除原有母差跳闸1、2组出口回路时，由于有关线路出口的跳闸回路正电公共端并在一起，改接线时可能造成控制回路失电，这种情况是不允许发生的，可采用剪断出口正电的方式，在搭接是采用转接口与新电缆并接的方式予以解决；（8）在母差保护检修停用期间，进行新母差保护的接入。
此时应该将主变220kV侧距离保护时间、母联、分段过流保护投入的相关定值进行修改。
新母差投运后，220kV的接线方式为双母线双分段。
在此工作期间，要做好母线故障时的事故预案。
4自动化系统改造现有变电站自动化系统是基于20世纪90年代后期建设时的，受当时自动化设备技术水平和运行管理模式的限制，采用的是计算机监测系统的方式，通过采集变电站设备基本运行情况，使用当地的计算机进行就地监视，当需要进行电气设备操作时，运行人员操作断路器分合须在变电站内控制屏上进行，操作隔离开关等设备需进入电气设备场地，设备就地操作箱上进行，没有远方控制功能。
在进行各种电气操作时，需要运行值班人员在控制室和设备现场来回操作，操作时间长，效率较低，并且由于监测系统主要是依据变电站现场有较充足的运行值班人员的实际条件设计配置的，对运行情况监控的范围相对较小，很难适应这种高可靠性的电网运行要求。
为了使500kV车坊变自动化系统改造成满足无人值班的要求，对二次保护系统及监控系统按照线路轮停破串运行方式进行改造，最大限度地减少对500kV系统电网影响。