淺談110kV綜合自動化變電站的電氣二次設計

田春燕

【摘 要】綜合自動化技術是變電站發展的趨勢，因此帶來的變電站的電氣二次設計也發生了較大的轉變。目前，部分設計人員沒有真正的認識到綜合自動化變電站的電氣二次設計，這就會給電氣二次設計留下隱患。本文從變電站綜合自動化系統和變電站電氣二次部分之間的區別和聯系出發，探討了繼電保護設計、跳合閘操作設計、防誤閉鎖設計、備自投設計、后臺監控設計等方面的內容，為110kV綜合自動化變電站的電氣二次設計提供參考。

【關鍵詞】110kV 變電站；綜合自動化；電氣二次設計；分析

在有關變電站電氣二次設計思維與理念不斷發展、更新的背景下，整個變電站的二次電氣系統已逐步自傳統面向功能為主的設計模式轉變成為了面向對象的設計模式。簡單來說就是，相對于整個變電站電力運行系統而言，電氣二次設計過程當中不單單考慮某一個參數或設備，而將設計的目的確定為：為滿足某一設備保護、監控、測量、計量在內相關功能有效實施的綜合性裝置，確保特定性功能的順利完成。而這對于整個系統分布式、開放性特征的實現而言也是至關重要的，因此，做好電氣二次設計也相當于保障了整個綜合自動化變電站運行的可靠與穩定。本文即針對以上相關問題作詳細分析與說明。

1.變電站綜合自動化系統和變電站電氣二次部分之間的區別和聯系

變電站的綜合自動化將計算機技術、數據處理技術以及通信技術等對變電站進行監控，并能夠保障在變電站綜合自動化系統中電氣設備是能夠進行信息的交換的，實現了系統內部的資源信息的共享，能夠對變電站的運行狀況進行控制和監視。變電站中的電氣二次部分與變電站的電氣一次部分相比較來看的話，能夠對電氣一次設備進行保護，并對電氣一次設備的運行情況進行監控，調節電氣一次設備中的等級變換，保證設備輸送電能、功能分配的正常進行。變電站綜合自動化系統可以看成是電氣二次設備中的一部分，為電氣一次設備提供保障和服務的。變電站二次設備是使用電工技術來協助各類功能的實現和完成，例如：跳合閘操作、小電流接地選線、直流系統、低周減載、繼電保護、四遙以及防誤閉鎖等功能。在變電站的功能完成的過程中，變電站綜合自動化系統和變電站二次部分在功能完成的過程中所發揮的作用之間存在著較大的差異。

2.繼電保護設計要點分析

從繼電保護的角度上來說，其作為整個變電站的運行核心所在，一旦沒有了繼電保護，也就無法確保整個變電站的穩定運行。因此，變電站所對應的繼電保護單元需要與監控系統保持獨立運行的狀態。換句話來說，在整個系統軟件、硬件發生故障并退出運行的情況下，要求繼電保護單元仍然能夠穩定且持續的運行?，F階段的技術條件支持下，對于110kV變電站而言，在綜合自動化技術的不斷發展并應用的背景下，對于變電站內，包括進出線線路、母線、電容器裝置、接地變配電裝置、以及變壓器在內的相關一次性設備均配置有與之相對應的保護測控裝置。通過對該裝置的應用，能夠完成對間隔層部分的電流數據、以及電壓數據的實時且動態采集。同時，還可以通過對保護測控裝置內部中央處理器的應用，建立在邏輯判斷的基礎之上，完成相對于整個間隔層的保護功能。

3.跳合閘操作設計要點分析

從跳合閘操作的角度上來說，在綜合自動化系統的應用背景下，110kV變電站所對應的隔離開關、斷路器操作、以及接地刀閘操作均實現了其遠程搖控性，最終建立在二次回路的基礎之上，確保操作的正確性、可靠性。從這一角度上來說，跳合閘操作狀態下，電氣二次設計的核心目的在于：如何可靠且合理的設計操作機構，確保在綜合自動化系統運行狀態下，所發送跳合閘弱電信號能夠實現與跳合閘線圈強電回路之間的對立性電平轉換。結合實踐工作經驗來看，對于110kV電壓等級變電站而言，要求面向斷路器配置與之相對應的操作箱，并獨立運行。

4.防誤閉鎖設計要點分析

電氣防誤閉鎖回路是一種現場電氣聯鎖技術，主要通過相關設備的輔助接點連接來實現閉鎖；其防誤功能隨二次接線而定，不宜增加和修改。微機、防誤閉鎖是通過用軟件編寫斷路器、隔離開關、接地刀閘問的操作閉鎖規則，將現場大量的二次閉鎖回路變為電腦中的“五防”閉鎖規則庫，實現了防誤閉鎖的數字化。

5.備自投設計要點分析

在現階段的技術條件支持下，對于110kV綜合自動化變電站而言，變電站備自投所采取的供電方式可以在以下兩種方案當中加以選?。悍桨敢皇悄嘎摲侄喂╇姺绞?。此種備自投方案的核心思路在于：在分段開關處于斷開狀態的前提條件下，由工作電源分別面向設備進行供電。在整個供電作業過程當中，兩個電源相互屬于備用關系狀態；方案二是雙進線向單母線進行供電的方式。此種備自投方案的核心思路在于：1#線路進行進線作業，2#線路則作為備用線路。實踐工作當中，多將方案一稱之為暗備用方式，而將方案二稱之為明備用方式。對于110kV電壓等級變電站而言，在充分考慮綜合自動化系統運行特性的基礎條件下，變電站備自投裝置設計方案的選取需要結合電壓、電流、斷路器位置信號等因素進行綜合考量。同時需要遵循的基本原則是：110kV綜合自動化變電站電氣二次設計的主要任務是選取合適的備自投裝置和備投方式，設計裝置與PT、CT、斷路器輔助接點的電纜連接。

6.后臺監控設計要點分析

從后臺監控的角度上來說，對于110kV綜合自動化變電站而言，較常規意義上變電站在后臺監控方面的運行特性來看，兩者之間的主要差別體現在：取消了中央控制屏裝置，同時以監控器的方式加以替代。后臺監控器的主要組成為計算機。在該計算機裝置當中，支持安裝并運行相應的監督控制系統軟件，集成包括定期傳送、五防、以及操作票操作在內的相關功能，使整個變電站的運行更加的一體化與集成化。同時，在有人值班模式下，人機聯系功能可應用于后臺監督控制系統，并面向相關操作人員，提供通過對計算機外置裝置（包括鍵盤、鼠標在內）的運用，使運行人員對整個后臺監控系統進行可靠的調度。而在無人值班模式運行狀態下，人機聯系功能則能夠自動在當地的監控系統后臺機上持續運行。更加關鍵的一點是：后臺監控系統與變電站綜合自動化系統之間的連接僅通過通信線的方式加以實現。因此，在二次設計當中，可以不需要再做考量。但需要注意的一點是：由于計算機對于電源的需求為交流模式，供電的可靠性水平相對較低，因此需要在二次設計過程當中，為其配置專門性的交直流供電，從而確保供電的持續性與穩定性。

7.結束語

在整個輸變電系統的運行過程當中，變電站所發揮的重要意義是毋庸置疑的，其也可以說是電網系統運行狀態下的監控點所在。特別是在現代計算機技術不斷發展，相關技術與電力系統充分融合的背景下，綜合自動化技術已成為變電站運行過程當中的關鍵載體與依賴。建立在綜合自動化技術的基礎之上，分散式的變電站綜合自動化系統已成為了現階段變電站綜合自動化技術發展的主要方向與趨勢所在。 [科]

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