500kv變電站電氣一次部分及監(jiān)控系統(tǒng)研究

堯樂

摘 要：電氣一次部分是500kV變電站的重要組成部分，其設(shè)計質(zhì)量的高低將直接決定500kV變電站的整體運行效果。同時，為了確保電氣一次部分的有效運作，則需要加強對500kV變電站電氣一次部分的實時監(jiān)控，以便更好地提高電氣一次部分設(shè)備的運行水平?；诖?，本文以加強對變電站電氣一次部分及監(jiān)控系統(tǒng)研究的必要性分析為主要切入點，從主接線設(shè)計、主變壓器容量選擇、3/2斷路器接線三方面分析500kV變電站電氣一次部分的設(shè)計，并從結(jié)構(gòu)功能、可編程邏輯控制器、組態(tài)軟件幾個環(huán)節(jié)重點探討500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：500kV變電站 電氣一次部分 監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0042-02

在新常態(tài)的經(jīng)濟背景之下，企業(yè)、人民群眾對電能的需求量呈現(xiàn)逐年上升趨勢，加之電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的影響，都在無形之中對電網(wǎng)的運行質(zhì)量提出了更高的要求。對此，本文以500kV變電站為主要研究內(nèi)容，對其電氣一次部分及監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計給予簡要分析和著重探討。

1 加強對變電站電氣一次部分及監(jiān)控系統(tǒng)研究的必要性

加強對變電站電氣一次部分及監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計研究，可以有效提高變電站的整體運行效率，增強變電站運行的安全性和可靠性。

一方面，對變電站的電氣一次部分進行設(shè)計研究，可以通過這一核心部分的科學(xué)規(guī)劃來提高變電站的運行水平。在設(shè)計過程中，電氣一次部分的主線設(shè)計是變電站及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行、安全運作的根本所在，具體影響范疇主要涵蓋電氣設(shè)備型號、繼電保護裝置、電力系統(tǒng)控制方式三個方面[1]。由此可見，在變電站設(shè)計過程中，其主線設(shè)計方式的科學(xué)合理將是影響電力系統(tǒng)運行的重要因素，加強對變電站電氣一次部分的系統(tǒng)規(guī)劃則顯得極為必要。

另一方面，對變電站電氣一次部分的監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計研究，可以對變電站的設(shè)備運行、數(shù)據(jù)傳輸?shù)惹闆r給予實時監(jiān)控。具體來說，通過監(jiān)控系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)變電站運行過程中存在的故障，借助數(shù)據(jù)技術(shù)對故障的成因予以分析，以此為依據(jù)制定相應(yīng)的解決措施，將故障所產(chǎn)生的危害控制在最小范疇，增強變電站運行的安全性和可靠性含量。由此可見，加強對變電站電氣一次部分監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計研究則顯得極為重要。

2 500kV變電站電氣一次部分的設(shè)計

500kV變電站屬于高壓變電站體系范疇，具有高容量、強電壓、出線回路數(shù)復(fù)雜綜合性特點，通過500kV變電站功能的落實可以有效保證電力能源的暢通高效輸送。對500kV變電站電氣一次部分的設(shè)計，需要包括4個單獨電源的500KV進線，長度分別為200km兩回、300km兩回；220KV變電站的電氣一次部分的設(shè)計則需要包括8個單獨電源的200KV饋出現(xiàn)，與負荷端的距離分別是40km兩回、50km兩回、60km兩回、70km兩回?；诖?，對500kV變電站電氣一次部分的設(shè)計主要應(yīng)側(cè)重于幾下幾個板塊。

2.1 主接線設(shè)計

主接線是500kV變電站電氣一次部分的首要設(shè)計環(huán)節(jié)，主要是指高壓電氣設(shè)備以連接線連接而成的用于接收和配送電能的線路，通過主接線可以充分發(fā)揮各電氣設(shè)備之間的作用，即維護500kV變電站系統(tǒng)的穩(wěn)定運作，增強500kV變電站電力系統(tǒng)的平穩(wěn)性，確保各電氣設(shè)備處于可靠安全的良性運行狀態(tài)之內(nèi)。因此，主接線設(shè)計要滿足穩(wěn)定、靈活、方便、節(jié)約等要求。

2.2 主變壓器容量選擇

若想保證500kV變電站電氣一次部分的有效運作，則需要科學(xué)合理的主變壓器，保證其所擁有的容量符合500kV變電站電氣一次部分運作的客觀要求，從而提高500kV變電站電力系統(tǒng)的運行有效性。一方面，如果主變壓器容量不足，則會導(dǎo)致電力設(shè)備處于超負荷運作；另一方面，如果主變壓器容量過大，則會導(dǎo)致設(shè)備空載損耗增多，進而增加設(shè)備的能源消耗。因此，在選擇過程中因確保主變壓器容量與500kV變電站電力系統(tǒng)的實際運作相承接，通常應(yīng)為SFPZ-370000/500、容量370MVA的變壓器。

2.3 3/2斷路器接線

3/2斷路器接線以串聯(lián)為主要方式，主要是指借助3個開關(guān)將2條母線加以串聯(lián)，在此基礎(chǔ)之上從相鄰的2個開關(guān)之間引出元件。也就是說，2個元件需要擁有3個開關(guān)，而中間的開關(guān)則是公用部分，換算而來則是每個元件所用的開關(guān)為1/2，也可以被稱為“一個半開關(guān)接線”。在500kV變電站的建設(shè)初期，因規(guī)模較小、擴建次數(shù)較多等因素的影響，所以經(jīng)常存在“半串”的過渡過程[2]。對此，在對其進行接線設(shè)計過程中要秉持交叉配置的原則。此外，值得說明的是3/2斷路器接線方式具有成本大、保護裝置復(fù)雜的不足之處。

3 500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

監(jiān)控系統(tǒng)是保證500kV變電站安全、穩(wěn)定、可靠運作的保障，可以進一步減少500kV變電站建設(shè)的成本投入。500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)是建立在大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的基礎(chǔ)之上，通過通訊技術(shù)的應(yīng)用可以對500kV變電站運行情況進行及時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)其中存在的故障，并且進一步分析導(dǎo)致該故障出現(xiàn)的成因，生成有效待解決處理方案，將電力企業(yè)的損失縮減至最小。500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計主要包括以下幾個方面。

3.1 結(jié)構(gòu)功能設(shè)計

500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要充分考量多種因素，保證500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)合理。首先，要加強對監(jiān)控系統(tǒng)第一層的設(shè)計，也就是我們所說的“上位機”，由500kV變電站的計算機和組態(tài)軟件共同組成，作為監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，以雙機冗余為主要表現(xiàn)形式。其次，要加強對監(jiān)控系統(tǒng)第二層的設(shè)計，主要是指可編程邏輯控制器，英文縮寫是“PLC”，具有控制職能，以軟冗余為主要表現(xiàn)形式。最后，要加強對監(jiān)控系統(tǒng)第三層的設(shè)計，主要是指斷路器、隔離開關(guān)等電器設(shè)備，具有監(jiān)控各設(shè)備參數(shù)的職能。

3.2 可編程邏輯控制器設(shè)計

可編程邏輯控制器，英文縮寫為“PLC”，是500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控室，具有編程簡單的明顯優(yōu)勢，憑借指令或者梯形圖對其進行程序編寫可以有效加強對500kV變電站的實時控制，從而提高500kV變電站運作的穩(wěn)定性、可靠性。

3.3 組態(tài)軟件設(shè)計

組態(tài)軟件主要是指對監(jiān)控系統(tǒng)中所得到的數(shù)據(jù)予以分析和控制的過程，其作為500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)的自動監(jiān)控曾開發(fā)平臺，需要通過組態(tài)的方式為客戶提供必要的監(jiān)控系統(tǒng)，具有鮮明的自動化特征，嚴格按照“設(shè)置PLC設(shè)備—建立數(shù)據(jù)庫—設(shè)計工作及操作按鈕—數(shù)據(jù)分析及設(shè)置發(fā)光警報—設(shè)計操作腳本”的程序進行，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，為電力企業(yè)提供必要的方案調(diào)整依據(jù)。

4 結(jié)語

綜上所述，加強對變電站電氣一次部分及監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計可以有效提高變電站的整體運行質(zhì)量，是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的內(nèi)在需求，確保變電站的運行朝著安全、穩(wěn)定、可靠的方向發(fā)展，從而為國家、企業(yè)、人民群眾提供必需的電力能源，為我國國民經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展做出貢獻。電氣一次部分是500kV變電站的重要組成部分，其運行質(zhì)量的高低將在一定程度上直接決定變電站的整體性能，因此，要從主接線、主變壓器容量、3/2斷路器接線三個環(huán)節(jié)對其進行有效設(shè)計。同時，還需要設(shè)置與500kV變電站電氣一次部分相承接的監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測500kV變電站電氣一次部分的運行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)隱患則需要通過數(shù)據(jù)分析的方式給予及時處理，盡可能地降低電力企業(yè)的經(jīng)濟損失。

參考文獻

[1] 曹俊.分析500kV變電站電氣一次部分及監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用[J].通訊世界，2017（23）：211-212.

[2] 劉俠.GIS設(shè)備安裝調(diào)試技術(shù)在500kV變電站電氣施工中的應(yīng)用研究[J].通訊世界，2016（8）：68-69.