1、500kV三堡变串补二次系统改造 摘 要串联补偿装置能够显著增大系统输送能力、提高系统稳定性，而串补研制的国有化对我国电力行业的发展更具有重要意义。本文介绍了三堡变500kV东三、线串补二次系统的国产化改造，较为详细的对比了各模块的改造效果。 关键词串联补偿 二次系统 改造 中图分类号：TM761.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0109-01 0 问题的提出 江苏徐州500kV三堡变装有两套补偿度为40%的西门子产固定串补装置，分别串接于东三I、II线上。自2000年投运以来，串补装置为提高线路的输送能力发挥了较大作用，但在此期间，该装置故障频繁，尤其控制
2、、保护系统的故障多次造成串补旁路，甚至使整条线路退出，造成了重大损失。 2006年7月三堡变东三III线固定串补装置的投运成功，标志着国产化串补有了历史性突破，同时也为东三I、II线串补的国产化改造提供了技术储备。 1 方案确定 为彻底消除原有串补二次系统的各种问题，同时消除因厂家不同而存在的软硬件接口问题，改造工程计划将三堡变东三I、II线原串补装置的全部二次系统设备及部分一次设备更换为中国电力科学研究院的设备。 更换所有测量CT，每相平台增加两个取能CT，一个用于测量系统，一个用于GAP的控制系统。 更换平台测量箱和屏蔽电缆：将平台测量箱及其内部测量系统替换为国产平台测量箱及测量系统。各C
3、T至平台测量箱的电缆全部更换为双屏蔽双绞电缆。 更换保护小室中的所有控制保护屏柜：将控制保护小室中的屏柜除配电柜之外全部更换为国产化串补的控制保护屏柜，包括控制保护屏、前置机屏、录波器屏和激光电源屏，对于每一套串补装置的控制保护系统，均采用完全独立的双重化配置。 更换远方工作站：更换后的后台采用双网结构，当地工作站的信息经网络交换机和光纤收发器后通过光缆传给主控室的远方工作站。 串补监控后台采用三机系统。三机系统配置为两台操作员工作站兼系统服务器，一台工程师站，分别接在两个监控网络上。串补监控后台同调度通讯使用通讯管理机，通过模拟通道或电力数据网同调度进行实时数据交互。 2 改造效果 本次改造
4、工程使原东三I、II线串补的二次系统全面更新，彻底解决了三堡变原东三I、II线串补二次系统长期存在的测量系统抗干扰性能差、激光送能可靠性低、保护频繁误动等问题，同时改善了人机接口，统一了串补的GPS对时方式。 2.1 平台电源部分 改造前：原串补装置的平台电源系统是一个突出的薄弱环节，由于采用单一的激光电源供电方式，而其激光电源又存在工作不稳定、可靠性低、寿命短等问题，同时设计上缺乏冗余度，致使平台电源系统故障频繁，导致串补保护多次误动。 改造后：新电源系统采用激光送能与线路取能相结合的模式为测量系统的长期稳定运行提供可靠的能量。由于采用了先进的混合供电方案，正常情况下由CT取能，激光送能电源
5、只在系统启动、轻载、故障、检修时才工作，激光送能电源能够与CT取能电源平滑切换，激光送能电源连续工作时间大大缩短，因此从根本上解决了激光器件长时间工作引起的寿命缩短、功率衰减等问题。改造后的激光送能电源具有完备的监测系统，能够监测每一个激光器件的实时工作情况，同时由于采用了激光器件的冗余并联方案，在某一块板卡工作不正常的情况下，不影响对数据采集装置的供电，增强了系统的可靠性。此外，激光器件均采用了长寿命功率器件，并配备了半导体制冷器，在测试和现场运行中均经受住了恶劣环境的考验，完全满足现场要求。 2.2 测量系统部分 改造前：原串补系统自投运以来一直存在着采样数据不可靠、上电时虚电流、元件易损
6、坏、抗干扰能力相对较弱等问题，影响了串补装置的安全稳定运行。 改造后：在串补装置上采用了混合式光电测量技术。独特设计的数字纠错功能和集中转换模式，高效、全封闭、多层次的电磁屏蔽设计，具有抗干扰能力强、使用寿命长的特点，在可靠性与抗干扰能力方面处于国际领先。针对平台的工作环境，对平台测量系统进行了严格交变湿热、浪涌冲击等试验，系统均通过了测试。 2.3 电磁干扰部分 改造前：由于抗干扰措施相对较弱，原串补装置二次系统多次出现由于干扰而造成保护误闭锁、误告警、虚电流甚至元件频繁损坏等情况。 改造后：抗干扰问题已经得到全面解决。新设备充分根据国内电力系统的特点和设计标准，对串补二次部分进行有针对性的
7、设计，并通过全面的抗干扰试验验证，确保了二次系统的每一个机箱抗干扰水平都达到了三级指标。 2.4 控制保护部分 改造前：原串补保护单元只采集和接收本保护单元相关的测量量，各保护单元独立出口；没有对OPTODYN模块的电源电压进行有效的监测，容易在上电时在测量系统内产生虚电流，导致保护误动；保护模块硬件可靠性低，故障率高；保护软件上没有采取避免虚电流问题造成保护误动的措施；保护系统的一些逻辑配置与国内实际情况不符，需要更改程序；保护的直流电源部分常误发“直流电源故障”信号；控制保护系统缺乏必要的自检测和自诊断功能。且由于原供方没有提供详细的保护逻辑，致使无法分析和根除潜在的故障隐患，对于曾损坏被
8、带回实验室的保护模块和相关器件，供方没有提交详尽的分析报告，致使无法实施相应的反措。 改造后：改造后的串补保护系统采用了模块化设计，在测量数据共享的前提下完成各保护的功能。各保护模块独立工作，统一出口，具有完善的状态监测和自诊断功能，改造后的串补装置控制保护系统在稳定性和可靠性上较之原串补装置均有明显的优势，相关技术也十分成熟，并且提供了详细的保护逻辑，方便用户进行相应的维护。 2.5 人机接口部分 改造前：原串补装置的人机操作方式为英文操作界面，对运行人员要求较高，并且只能在同一时刻对单套保护系统进行录波。 改造后：人机操作方式全部改为中文操作界面，操作方式更符合国内电力系统的运行习惯，并能
9、按照用方要求进行定制，极大地方便了串补装置的运行维护，并且可以同时对两套独立的保护系统进行录波。 2.6 后台服务器兼操作员工作站部分 改造前：东三I、II线原串补装置与东三III线串补装置的服务器兼操作员工作站为各自独立的计算机，并且没有备用设备。 改造后：东三I、II、III线串补共用2台服务器兼操作员工作站，互为热备用，提高了系统的冗余能力。 2.7 GPS对时部分 改造前：东三I、II线原串补装置为独立的GPS对时系统，东三III线串补装置为独立的GPS对时系统。 改造后：东三I、II、III线串补与站内GPS对时系统实现了统一。 2.8 远动通讯部分 改造前：串补系统刀闸的信号没有上传至各级调度。 改造后：增加了串补系统刀闸的信号上传至各级调度。 3 总结 本次改造工程是第一次完全依靠中国自己的技术力量对国外公司的串补系统进行改造，相关部门克服了缺少工程相关资料、工程现场施工难度大、工期任务紧等困难，积极配合，顺利完成了各项工作，确保了东三I、II线串补的顺利投运，增强了三堡变串补装置运行的可靠性，消除了线路运行隐患。本次改造工程也加深了各方对国外串补装置的了解，积累了一定的经验，为国内串补技术的提高打下了坚实的基础。第 6 页 共 6 页
