浅谈35kV变电站改造

闫爱国，曹慧清，邸建丰

1 改造原因

我公司拥有一条4 000t/d水泥熟料生产线，年产高标号水泥138万吨，整个厂区用电均由厂内的35kV变电站提供。变电站采用双电源供电，配置9台35kV高压柜，分别是：2台进线隔离柜，2台进线避雷器柜，2台进线断路器柜，1台计量柜，1台变压器馈线柜（直出，无断路器），1台母线PT柜。

从投运至今，35kV变电站已运行二十多年，设备老化严重，故障率高，主要存在以下问题：

（1）绝缘性能下降，进线隔离柜及进线断路器柜的触头均有放电现象。

（2）操作不便，隔离柜及断路器柜的推入及推出十分困难，导致停电及送电操作作业时间延长。

（3）二次保护采用老式电磁继电器保护装置，元器件老化，经常出现保护动作缓慢及误动作情况。

（4）开关柜及手车是上世纪90年代的产品，现已停产，无法购买相关备件，35kV设备只能维持现状运行。

（5）2019年，2号进线断路器柜损坏，导致2号线路无法使用；1号线路虽能维持运行，但没有备用线路，运行风险极大。

为解决以上问题，亟需改造35kV变电站。

2 改造方案

2.1 总体原则

本次改造须充分考虑与现用运行方式的衔接。

本次改造主要是解决设备老化问题，对现有设备进行技术升级改造，保证运行安全、稳定。

本次改造不改变原有的调度协议，不变更进线电源点及运行方式。

本次改造尽可能符合现有的操作规程及习惯，以便变电站人员快速了解新设备，短时间内即可做好操作及维护工作。

2.2 开关柜改造方案

本次改造更换了全部的35kV开关柜。

改造前，总计9台开关柜，开关柜型号：JYN1-40.5户内间隔式金属封闭开关柜；断路器型号：LN2-40.5户内六氟化硫断路器。改造前的开关柜系统构成如图1所示。

图1 改造前的开关柜系统构成

改造后，总计11台开关柜，开关柜型号：Uni-Gear ZS3.2户内金属封闭开关柜；断路器型号：VD4户内真空断路器。改造后的开关柜系统构成如图2所示。

图2 改造后的开关柜系统构成

本次改造，增加了1台计量柜和1台提升柜，另外，在变压器馈线柜中，增加了断路器开关，其他开关柜的功能相同。其中，2号线高压柜增加了1台提升柜，目的是通过垂直母线将上母线翻转为下母线，满足母线排布要求。

改造前、后的开关柜对比见表1。开关柜改造效果如下：

表1 改造前后的开关柜对比

（1）改造前，只有1台计量柜，两路进线共用；改造后，增加了1台计量柜，两路进线分别计量，满足了新的电力计量要求，计量更加可靠。

（2）改造前，变压器出线柜为直出方式，对变压器或变压器下口设备检修或维护时，需要申请调度令，操作35kV进线开关才能断电；改造后，变压器馈线柜配置断路器，变压器或变压器下口设备需要检修或维护时，变电站人员对变压器馈电柜进行断电作业即可，极大地方便了检修及维护工作，提高了电网运行的可靠性。

2.3 保护及监控系统改造方案

本次改造更换了全部的保护装置。

改造前，采用常规的继电保护及仪表；改造后，采用了变电站综合自动化系统。

35kV进线采用PCS-9705测控装置，变压器采用PCS-978变压器成套保护装置及PCS-9661变压器非电量保护装置。

计算机后台采用RCS-9700监控软件，为了符合现有操作习惯，后台系统只监视、不操作。远程操作通过保护屏的转换开关实现。

2.4 切改方案

改造期间变电站仍需正常供电，停电次数少且停电时间短，安全系数高，保证用电安全，是本次切改方案选择的重要依据。

2.4.1 方案一

分别对1号及2号进线开关柜进行了改造。

第一次停电，拆开1号线与2号线的连接母排，由原有的1号线开关柜供电，对2号线开关柜进行改造。

第二次停电：由改造后的2号线开关柜供电，对1号线开关柜进行改造。第三次停电：连接1号线与2号线的母排，恢复正常供电模式，1号线供电，2号线备用。

2.4.2 方案二

租用35kV户外开关临时供电，1号及2号进线开关柜同时改造。

第一次停电：将原有设备的一次线、二次线全部拆除，35kV户外开关安装及临时供电电缆接线，由35kV户外开关提供改造期间的临时供电，1号及2号进线开关柜同时改造。

第二次停电：拆除35kV户外开关及临时供电电缆，敷设正式供电电缆及接线，恢复正常供电模式，1号线供电，2号线备用。

2.4.3 方案选择

方案一停电次数多（3次），且施工的开关柜与供电的开关柜在同一个电力室，安全系数低。

方案二停电次数少（2次），且改造时供电开关在电力室外，改造在电力室内，安全系数高。经对比，最终选择此方案。

2.5 改造方案实施

2020年1月4日，停电8h，拆除原开关柜一次及二次电缆，临时户外开关供电。

2020年1月5日-2月25日，实施开关柜基础的土建施工及养护。

2020年2月26日-3月24日，开关柜安装、调试，电力公司验收。

2020年3月25日，停电8h，临时户外开关拆除，恢复正式供电。

3 改造效果

改造后，设备运行可靠，操作方便，保护了工作人员的安全，提高了供电可靠性，降低了无计划停电的风险，为生产稳定运行提供了有力保障。