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【摘 要】目前许多老式变电站保护及监控系统普遍缺陷较多，部分重要的遥信信息无法上传，遥信误发情况严重。同时，变电站综合自动化改造施工中如何提高施工效率且又能尽量减少电网停电损失，也是电力生产建设中一直存在的问题。本文结合杭州市电力局110kV中心变综合自动化改造为例，从安全、经济等角度上，提出几种综合自动化改造施工停电方案，通过对比选取最佳方案并最终达到安全、高效的目的。
【关键词】变电站；综合自动化；改造
引言
国网杭州供电公司110kV变电站错落在老杭州市中心，有许多是影响到省、市级部门的枢纽变电站，站所采用的二次继电保护设备和综合自动化技术的水平直接影响到重要用电客户和大量民用用电的安全、可靠、稳定。目前多个110kV变电站保护及监控系统普遍缺陷较多，部分重要的遥信信息无法上传，遥信误发情况严重。同时，老旧变电站厂家普遍缺乏维护人员，备品备件通用性差，造成重要缺陷无法及时消缺，已严重影响到变电站的安全运行。而且城市道路的日益拥堵，使原有的通过现场手动操作模式难以提速；另一方面“智能电网”理念的提出，使原有管理模式暴露出许多不足之处，与智能电网要求不相适应。由于其出线主要向城区及各重要负荷供电，故停电改造施工难度非常大。从施工单位角度希望全站停电施工，以有利于施工安全。而从运行单位角度则希望不停电施工或按间隔改造施工，以有利于电网安全。为此各单位先后协商、讨论多次无果。为此，针对中心变电站的实际情况，特提出以下几个方案进行比较分析。通过分析比较选出最佳方案，并延伸将此方法扩展到同类情况的综合自动化改造施工。
一、改造施工方案
（一）改造施工方案一
采用全站停電，同步进行110kV、主变、10kV部分的改造工作。采用该方案，停电施工作业时间需35天。该方案的优点是施工安全环境好，施工作业时间短；缺点是电网运行风险较大，虽然110kV中心变电站的所有负荷可以转由其他110kV 变电站供电，但中心城区有两个110kV变电站（涌金变、花岗变），电网运行存在较大的安全风险。
（二）改造施工方案二
采用分间隔停电，按间隔进行综合自动化的改造工作。采用该方案，停电施工作业时间需50天。该方案的优点是电网运行风险小，两个110kV变电站（涌金变、花岗变）单电源供电时间每个变电站为3天，总计6天，单电源供电时间短。缺点是施工安全环境差，施工作业时间长，由于施工安全环境差，可能会导致误碰、误动等问题发生，从而反过来影响变电站和电网的安全运行。
（三）改造施工方案三
采用分部、分阶段停电施工。第一阶段全站停电，集中力量进行110kV部分综自改造，用15天左右的时间完成110kV主变部分、部分综自改造工作，首先恢复110kV部分供电（由110kV涌金变及110kV花岗变提供备用电源）；第二阶段再进行10kV部分的综合自动化的改造工作，用25天左右的时间完成改造工作。采用该方案，停电施工作业时间需40天。该方案的优点是电网运行风险较小，两个110kV变电站（涌金变、花岗变）单电源供电时间约10天，单电源供电时间短；施工安全环境较好，施工作业时间适中。
二、改造施工方案比较
由于110kV中心变电站在系统中的特殊位置，其综合自动化改造施工方案的选择应优化统筹，需要综合比较电网运行风险、施工作业时间、施工经济性、施工安全风险以及方案的可接受性。
（一）电网运行风险方面
方案一需要使电网承受35天的单电源供电时间。方案二需要使电网承受6天的单电源供电时间。方案三需要使电网承受10天的单电源供电时间。由于单电源供电时间与电网运行风险成正比。根据公式2.1得到每个方案的电网运行风险系数。其中，方案一电网运行风险系数为0.72，方案二电网运行风险系数为0.12，方案三电网运行风险系数为0.16。
（二）施工作业时间方面
采用方案一全站停电施工，同步进行220kV、110kV、主变、10kV部分的改造工作，施工时间30天。采用方案二分间隔停电，按间隔进行综合自动化的改造工作，施工时间50天。采用方案三分部、分阶段停电施工，按间隔进行综合自动化的改造工作，施工时间40天。根据公式2.2得到每个方案的施工作业时间系数。其中，方案一电网运行风险系数为0.23，方案二电网运行风险系数为0.5，方案三电网运行风险系数为0.27。
（三）施工经济性方面。
方案一全站停电施工，施工安全环境好，整个施工安全风险较小，安全措施费用投入相对小，工作许可、手续办理时间短，便于大规模组织施工，施工时间短，施工费用投入约5万元。方案二按间隔逐步停电改造施工，施工安全环境差施工安全风险大，安全措施费用投入大，不便于大规模组织施工，由于和运行设备大量交叉，工作许可、手续办理频繁、时间长，施工费用投入约10万元。方案三分部、分阶段停电改造施工，施工安全环境较好，电网事故几率小，施工安全风险小，安全措施费用投入适中，工作许可、手续办理时间短，便于较大规模组织施工，施工费用投入约8万元。根据公式2.3得到每个方案的施工经济系数。其中，方案一施工经济系数为0.27，方案二施工经济系数为0.41，方案三施工经济系数为0.32。
（四）施工安全风险方面
方案一全站停电施工，施工安全环境好，由于周围设备均处于停电状态，施工中误碰、误动引发设备、电网事故几率为零，整个施工安全风险小。方案二按间隔逐步停电改造施工，施工安全环境差；由于周围设备处于带电状态，施工中误碰、误动引发设备、电网事故几率大；施工中误入带间隔、人身触电几率大；施工安全风险大。方案三分部、分阶段停电改造施工，施工安全环境较好；周围带电设备（第二阶段仅10kV高压室、主控制室110kV控制保护部分带电）处于较好的隔离状态，施工中误碰、误动引发设备、电网事故几率小；施工中误入带电间隔、人身触电几率小；施工安全风险较小。因此施工安全风险从小到大来排序，分别为方案一、方案三及方案二。
【关键词】变电站；综合自动化；改造
引言
国网杭州供电公司110kV变电站错落在老杭州市中心，有许多是影响到省、市级部门的枢纽变电站，站所采用的二次继电保护设备和综合自动化技术的水平直接影响到重要用电客户和大量民用用电的安全、可靠、稳定。目前多个110kV变电站保护及监控系统普遍缺陷较多，部分重要的遥信信息无法上传，遥信误发情况严重。同时，老旧变电站厂家普遍缺乏维护人员，备品备件通用性差，造成重要缺陷无法及时消缺，已严重影响到变电站的安全运行。而且城市道路的日益拥堵，使原有的通过现场手动操作模式难以提速；另一方面“智能电网”理念的提出，使原有管理模式暴露出许多不足之处，与智能电网要求不相适应。由于其出线主要向城区及各重要负荷供电，故停电改造施工难度非常大。从施工单位角度希望全站停电施工，以有利于施工安全。而从运行单位角度则希望不停电施工或按间隔改造施工，以有利于电网安全。为此各单位先后协商、讨论多次无果。为此，针对中心变电站的实际情况，特提出以下几个方案进行比较分析。通过分析比较选出最佳方案，并延伸将此方法扩展到同类情况的综合自动化改造施工。
一、改造施工方案
（一）改造施工方案一
采用全站停電，同步进行110kV、主变、10kV部分的改造工作。采用该方案，停电施工作业时间需35天。该方案的优点是施工安全环境好，施工作业时间短；缺点是电网运行风险较大，虽然110kV中心变电站的所有负荷可以转由其他110kV 变电站供电，但中心城区有两个110kV变电站（涌金变、花岗变），电网运行存在较大的安全风险。
（二）改造施工方案二
采用分间隔停电，按间隔进行综合自动化的改造工作。采用该方案，停电施工作业时间需50天。该方案的优点是电网运行风险小，两个110kV变电站（涌金变、花岗变）单电源供电时间每个变电站为3天，总计6天，单电源供电时间短。缺点是施工安全环境差，施工作业时间长，由于施工安全环境差，可能会导致误碰、误动等问题发生，从而反过来影响变电站和电网的安全运行。
（三）改造施工方案三
采用分部、分阶段停电施工。第一阶段全站停电，集中力量进行110kV部分综自改造，用15天左右的时间完成110kV主变部分、部分综自改造工作，首先恢复110kV部分供电（由110kV涌金变及110kV花岗变提供备用电源）；第二阶段再进行10kV部分的综合自动化的改造工作，用25天左右的时间完成改造工作。采用该方案，停电施工作业时间需40天。该方案的优点是电网运行风险较小，两个110kV变电站（涌金变、花岗变）单电源供电时间约10天，单电源供电时间短；施工安全环境较好，施工作业时间适中。
二、改造施工方案比较
由于110kV中心变电站在系统中的特殊位置，其综合自动化改造施工方案的选择应优化统筹，需要综合比较电网运行风险、施工作业时间、施工经济性、施工安全风险以及方案的可接受性。
（一）电网运行风险方面
方案一需要使电网承受35天的单电源供电时间。方案二需要使电网承受6天的单电源供电时间。方案三需要使电网承受10天的单电源供电时间。由于单电源供电时间与电网运行风险成正比。根据公式2.1得到每个方案的电网运行风险系数。其中，方案一电网运行风险系数为0.72，方案二电网运行风险系数为0.12，方案三电网运行风险系数为0.16。
（二）施工作业时间方面
采用方案一全站停电施工，同步进行220kV、110kV、主变、10kV部分的改造工作，施工时间30天。采用方案二分间隔停电，按间隔进行综合自动化的改造工作，施工时间50天。采用方案三分部、分阶段停电施工，按间隔进行综合自动化的改造工作，施工时间40天。根据公式2.2得到每个方案的施工作业时间系数。其中，方案一电网运行风险系数为0.23，方案二电网运行风险系数为0.5，方案三电网运行风险系数为0.27。
（三）施工经济性方面。
方案一全站停电施工，施工安全环境好，整个施工安全风险较小，安全措施费用投入相对小，工作许可、手续办理时间短，便于大规模组织施工，施工时间短，施工费用投入约5万元。方案二按间隔逐步停电改造施工，施工安全环境差施工安全风险大，安全措施费用投入大，不便于大规模组织施工，由于和运行设备大量交叉，工作许可、手续办理频繁、时间长，施工费用投入约10万元。方案三分部、分阶段停电改造施工，施工安全环境较好，电网事故几率小，施工安全风险小，安全措施费用投入适中，工作许可、手续办理时间短，便于较大规模组织施工，施工费用投入约8万元。根据公式2.3得到每个方案的施工经济系数。其中，方案一施工经济系数为0.27，方案二施工经济系数为0.41，方案三施工经济系数为0.32。
（四）施工安全风险方面
方案一全站停电施工，施工安全环境好，由于周围设备均处于停电状态，施工中误碰、误动引发设备、电网事故几率为零，整个施工安全风险小。方案二按间隔逐步停电改造施工，施工安全环境差；由于周围设备处于带电状态，施工中误碰、误动引发设备、电网事故几率大；施工中误入带间隔、人身触电几率大；施工安全风险大。方案三分部、分阶段停电改造施工，施工安全环境较好；周围带电设备（第二阶段仅10kV高压室、主控制室110kV控制保护部分带电）处于较好的隔离状态，施工中误碰、误动引发设备、电网事故几率小；施工中误入带电间隔、人身触电几率小；施工安全风险较小。因此施工安全风险从小到大来排序，分别为方案一、方案三及方案二。