李建芳

（國網(wǎng)江西省電力公司九江供電分公司 江西九江 332000）

關(guān)于綜合自動化變電站的電氣二次設(shè)計研究

李建芳

（國網(wǎng)江西省電力公司九江供電分公司 江西九江 332000）

伴隨近些年社會經(jīng)濟發(fā)展速度的加快和國民經(jīng)濟水平的提高，人們在日常生產(chǎn)生活中對電力能源的需求量也不斷增多，這使得其對變電站工作質(zhì)量的要求隨之提升。雖然電力企業(yè)在發(fā)展過程中以為內(nèi)受到我國政策條件的支持，獲得了極大的發(fā)展機遇，但迅速擴大的電網(wǎng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)也變得愈發(fā)復(fù)雜。綜合自動化作為當(dāng)前管理電網(wǎng)變電器的重要手段，本文以變電站為例，通過對其綜合自動化建設(shè)同電氣二次設(shè)計間關(guān)系的分析，從而就其具體的設(shè)計要求展開研究。

綜合自動化變電站；電氣二次設(shè)計；研究

前言

就電力系統(tǒng)中的變電站來看，輸變電系統(tǒng)不僅是變電站的重要環(huán)節(jié)，還是電網(wǎng)系統(tǒng)主要監(jiān)控點之一。因此，電氣二次設(shè)計作為監(jiān)視和控制變電站的“神經(jīng)系統(tǒng)”，其設(shè)計是否具有合理性與可靠性，將會對整個變電站系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生極大的影響。而從各地區(qū)變電站事故發(fā)生原因的頻率來看，回路系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)故障是造成變電事故的關(guān)鍵原因之一。對此，提升變電站內(nèi)綜合自動化與二次設(shè)計的正確性與合理性十分必要。

1 自動化系統(tǒng)同電氣二次設(shè)計間的關(guān)系

在變電站中的綜合自動化系統(tǒng)，主要是將數(shù)據(jù)處理、信息通信和計算機等技術(shù)綜合起來，對變電站日常運行管理工作情況進(jìn)行全方位的監(jiān)控，以便確保在變電站內(nèi)部綜合性的自動化系統(tǒng)中，所有的電氣設(shè)備在運行期間，其產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)都能夠共享和交換，從而對變電站的實際運行狀況展開全方位的監(jiān)督和控制。同變電站電氣一次設(shè)計相比，開展二次設(shè)計不僅可以保護一次設(shè)備，還能夠監(jiān)督一次設(shè)備的實時運行情況，合理調(diào)節(jié)一次設(shè)備運行期間的等級變換情況，確保設(shè)備功能分配和電能輸送工作能夠處于正常的運行情況。綜合自動化可以說是二次設(shè)備的一部分，其主要是為一次設(shè)備提供服務(wù)和運行保障的。而在變電站中，二次設(shè)備的使用，是需要借助電工技術(shù)的協(xié)助來實現(xiàn)其各項使用功能，完成其具體工作目標(biāo)的。諸如，直流系統(tǒng)、四遙、低周減載、防誤閉鎖、繼電保護等各項功能。而變電站在完成和實現(xiàn)各項功能的過程中，其自動化系統(tǒng)與二次設(shè)計功能在完成期間發(fā)揮會的作用都具有較大的差異性。

2 自動化系統(tǒng)與二次設(shè)計的要求

圖1 變電站系統(tǒng)電氣二次設(shè)計圖

2.1 繼電保護設(shè)計

電力系統(tǒng)中的變電站在運行的過程中一旦市區(qū)了繼電保護，那么變電站的正常運行就會受到一定的影響。因此，當(dāng)變電站處于正常運行狀態(tài)時，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)在其所處的保護單元中設(shè)置監(jiān)督控制系統(tǒng)，確保該監(jiān)控系統(tǒng)本身具有較為良好的獨立性。即變電站自動化系統(tǒng)中存在的硬件和軟件設(shè)備產(chǎn)生故障時，無法位置正常運行時，處于繼電保護的單元仍舊能夠正常運行。目前，我國電力系統(tǒng)存在的綜合自動化同一次設(shè)備相比，形式更加多樣，且都存在保護測控的裝置。例如，電容器、變壓器、母線、接地線、線路等其他設(shè)備。與此同時，保護測控裝置的安裝，還可以有效檢測變電站內(nèi)間隔層中的電流和電壓，借助內(nèi)部CPU來保護變電站的間隔層。此外，在對變電站進(jìn)行電氣二次設(shè)計時，需要詳細(xì)考慮保護單元，對電氣一次和二次設(shè)計中的某一項功能進(jìn)行有效配置，從而更加準(zhǔn)確的選擇保護容量和保護裝置。

2.2 跳合閘操作設(shè)計

自動化系統(tǒng)的存在，不僅可以對變電站中接地刀閘、隔離開關(guān)和斷路器進(jìn)行具體操作，還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行遠(yuǎn)距離操作，并借助二次回路來操作變電站。目前，電氣二次設(shè)計工作的主要內(nèi)容就是確保變電站操作機構(gòu)設(shè)計的正確性與合理性，以此來確保自動化系統(tǒng)能夠處于正常運行的狀態(tài)，從而有效轉(zhuǎn)換跳合閘弱點信號與線圈強度回路[1]。在進(jìn)行電氣二次設(shè)計期間，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)維護斷路器與操作箱二者的獨立性。一般情況下，斷路器中存在的保護測控裝置可以保證同跳合閘回路建立良好的連接關(guān)系。但其在就地對地刀進(jìn)行操作的過程中，只需要對主變地刀的遠(yuǎn)距離遙控進(jìn)行設(shè)計，其他部分都不需要進(jìn)行遙控設(shè)計。此外，測控裝置在操作和控制跳合閘信號的過程中，還需要對隔離開關(guān)進(jìn)行操控。

2.3 四遙設(shè)計

四遙作為變電站的基本功能，其是變電站擁有和使用其他功能的中喲啊啊基礎(chǔ)。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，四遙數(shù)據(jù)共享也隨之實現(xiàn)。而綜合自動化的存在，不僅可以對采集和劃分?jǐn)?shù)據(jù)信息的種類，還可以將已經(jīng)收集到和整理完的信息數(shù)據(jù)傳遞到變電站的后臺部門和調(diào)度部門[2]。而在進(jìn)行電氣二次設(shè)計期間，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)對四遙功能中包含的維護變電站運行穩(wěn)定和檢修操作工作有幫助的環(huán)節(jié)進(jìn)行充分考慮；在收集、劃分、上傳數(shù)據(jù)信息期間，要將四遙功能中的輔助功能和測控裝置同二次電纜有效鏈接起來。

2.4 接地選線功能設(shè)計

當(dāng)前世界上具有綜合自動化系統(tǒng)的電力企業(yè)雖然數(shù)量眾多，但其在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的過程中，卻都未將小電流接地選線放入到了其考慮范圍之內(nèi)。如果設(shè)計人員在考慮測控裝置功能時，可以盡量將后臺控制軟件一同納入到應(yīng)當(dāng)考慮的范圍中，以便確保接地選線裝置的作用能夠被實現(xiàn)[3]。因此，在考慮接地選線功能時，設(shè)計人員可以使用3UO、3IO等來考慮接地線，查看其是否存在故障問題，并借助諧波方式，分析和檢測接地選線的故障，提升綜合自動化變電站運行的安全性與穩(wěn)定性。

2.5 防誤閉鎖設(shè)計

在對防誤閉鎖進(jìn)行設(shè)計的過程中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)要遵守該項設(shè)計原則，即所有可能會導(dǎo)致運行期間出現(xiàn)操作錯誤的高壓電氣設(shè)備，在進(jìn)行變電監(jiān)控的過程中都需要采用適當(dāng)?shù)拇胧?，防止出現(xiàn)誤閉鎖問題[4]?，F(xiàn)階段，電氣二次設(shè)計中的防誤閉鎖措施主要可以包括微機房誤閉鎖（見圖2）與電氣防誤閉鎖這兩種。

2.6 控制方案的設(shè)計

隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，讓相關(guān)工作人員在通過提升對設(shè)計制造與運行的認(rèn)識，積累了不少經(jīng)驗，進(jìn)而使得在變電站二次系統(tǒng)的設(shè)計方案中，計算機實時監(jiān)控得到的廣泛的運用，尤其是在大型的變電站中。同時通過對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的運用，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控，并進(jìn)行了遠(yuǎn)程報警以及干預(yù)機制的設(shè)立，讓變電站中可能出現(xiàn)的各項突發(fā)性事件進(jìn)行了及時有效的干預(yù)與報警，進(jìn)一步的保證了其系統(tǒng)的安全性。站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)可以采用分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行布設(shè)，其中的主要部分分別包括總線型網(wǎng)絡(luò)與總線結(jié)構(gòu)，間隔層和站級層結(jié)構(gòu)。站級層主要負(fù)責(zé)打印和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控的功能，是通過主控室監(jiān)控的方式來進(jìn)行的，擔(dān)任測控線路，應(yīng)用的遠(yuǎn)程控制模式是三級模式遠(yuǎn)程控制斷路器和電動隔離開關(guān)。

圖2 微機防誤閉鎖設(shè)計圖

3 結(jié)束語

總而言之，作為電力系統(tǒng)重要的組成部門，變電站自動化和電氣二次設(shè)計的合理性，會對變電站電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性產(chǎn)生極大的影響。正確的電氣二次設(shè)計和自動化系統(tǒng)構(gòu)建，不僅能夠確保電網(wǎng)系統(tǒng)可以處于正常運行狀態(tài)，還可以幫助變電站工作人員通過利用自動化系統(tǒng)，實時監(jiān)控變電站實際運行情況。因此，為了可以將變電站的作用和功能充分發(fā)揮出來，提升電網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，對變電站綜合自動化與電氣二次設(shè)計的關(guān)系和要求進(jìn)行細(xì)致分析便成為現(xiàn)階段我國電網(wǎng)系統(tǒng)重點發(fā)展內(nèi)容。

[1]楊湘.110kV綜合自動化變電站的電氣二次設(shè)計分析[J].工業(yè)，2008（16）：00125.

[2]符仕毛.110kV綜合自動化變電站的電氣二次設(shè)計分析[J].硅谷，2008（16）：477.

[3]劉顯文.探討電氣二次設(shè)計在220kV綜合自動化變電站的應(yīng)用[J].通訊世界，2014（6）：65～66.

TM76

A

1004-7344（2016）35-0051-02

2016-11-28

李建芳（1985-），女，湖北秭歸人，助理工程師，本科，專業(yè)方向是電力系統(tǒng)及其自動化電氣二次設(shè)計。