110kV綜合自動化變電站的電氣二次設(shè)計分析

摘要：隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)等的快速發(fā)展，變電站的綜合自動化水平得到了大幅提升。變電站二次部分作為支撐變電站運行的重要組成部分，其設(shè)計優(yōu)劣將直接影響系統(tǒng)未來運行的可靠性?；诖丝紤]，本文將分析目前自動化變電站電氣二次設(shè)計需要主要考慮的各個方面。

關(guān)鍵詞：變電站;綜合自動化;二次設(shè)計

現(xiàn)代的電力工業(yè)技術(shù)主要由3個方面構(gòu)成，分別是發(fā)電、輸配電設(shè)備，繼電保護以及安全閉鎖裝置，自動化系統(tǒng)。在電力工業(yè)的不斷發(fā)展過程中，發(fā)電以及輸配電設(shè)備的可靠性不斷提高.繼電保護以及安全防護動作準確率以及速度的提高以及自動化系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，可以說對于現(xiàn)階段的電力工作發(fā)展而言，這3種技術(shù)不可分割。其中，繼電保護以及各種安全防護裝置的應用可以有效地提高整個電力系統(tǒng)運行的可靠性，統(tǒng)稱為二次設(shè)備。

一、綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計與自動化系統(tǒng)的關(guān)系簡述

綜合自動化變電站電氣二次的設(shè)計是集成微機控制、遙控遙測、通信控制等新技術(shù)于一體的綜合設(shè)計技術(shù)，對提高變電站的自動化水平、提高系統(tǒng)節(jié)能運行、具備無人值守能力等具有重要意義。綜合自動化系統(tǒng)主要是通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)等一些新技術(shù)來監(jiān)控整個變電站，同時實現(xiàn)站內(nèi)各電氣設(shè)備間的信息交互，從而共享系統(tǒng)內(nèi)部的信息資源。區(qū)別于變電站一次部分，電氣二次主要功能是保護、監(jiān)控電氣一次設(shè)備，對一次設(shè)備中的等級變換能夠有效調(diào)節(jié)，通過確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行來實現(xiàn)整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定的運行。從變電站自動化系統(tǒng)的角度來說，可以將二次設(shè)備及系統(tǒng)看成自動化系統(tǒng)中的一部分，用于服務一次設(shè)備。并通過一些電工技術(shù)的應用，完成繼電保護、跳合閘等動作。除此之外，考慮到綜合自動化變電站功能的實現(xiàn)，變電站自動化系統(tǒng)所發(fā)揮的作用與電氣二次系統(tǒng)所發(fā)揮的作用具備顯著差異。

二、110kV綜合自動化變電站的電氣二次設(shè)計要求分析

（一）GPS對時

對于綜合自動化變電站而言，為確保內(nèi)部各裝置運行的一致性，需要在電氣二次設(shè)計時設(shè)置一套獨立的GPS時間同步系統(tǒng)，并配備一套標準同步主時鐘，采用時間同步擴展裝置來滿足變電站內(nèi)部不同系統(tǒng)、裝置、智能設(shè)備的對時需要。

（二）防誤閉鎖

對于綜合自動化變電站而言，要設(shè)置防誤閉鎖來避免高壓設(shè)備出現(xiàn)誤操作等現(xiàn)象，以確保高壓系統(tǒng)的運行可靠性。目前防誤閉鎖可以分為電氣型與微機型。對于電氣型，電氣連鎖操作可以優(yōu)化各個電氣回路，借助防誤閉鎖設(shè)備優(yōu)化系統(tǒng)運行。但這種方式需要設(shè)計多條二次電纜，因此凸顯了操作的困難度，尤其在后期的二次接線檢查與更改時需要耗費大量的人力與物力。相對于電氣型，通過微機控制防誤閉鎖設(shè)備具有顯著的優(yōu)勢。通過構(gòu)建數(shù)字化邏輯的閉鎖規(guī)則，在處理二次電氣線路時可以忽視電纜線的銜接來進行全方位的優(yōu)化設(shè)計。

（三）小電流接地選線

對于存在小電流接地的系統(tǒng)，若不進行良好接地將導致系統(tǒng)兩端電壓升高。嚴重時將導致系統(tǒng)絕緣薄弱處的絕緣擊穿，從而引起短路造成系統(tǒng)設(shè)備燒毀。因此在進行綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計時需要充分考慮小電流接地系統(tǒng)的選線情況，為了達到系統(tǒng)安全運行的需要，要進行合理科學的接地線選線。主要包括幾個方面：（1）明確接地線動作指令是信號發(fā)送還是跳閘;（2）選擇靈敏度與精度合適的零序互感器，確保信號采集正常;（3）接地線選線要獨立于通信網(wǎng)，同時考慮電纜的接線方式。

（四）繼電保護方面

對于綜合自動化變電站而言，沒有繼電保護將無法運行整個變電站系統(tǒng)，且繼電保護系統(tǒng)需要與監(jiān)控系統(tǒng)獨立，即當監(jiān)控系統(tǒng)的各種軟件或者硬件發(fā)生故障退出后，繼電保護系統(tǒng)中的各單元依然可以正常運行。這樣，綜合自動化變電站在運行時即使出現(xiàn)一些系統(tǒng)問題，通過繼電保護系統(tǒng)的正常運行，依然可以確保所處單元的正常運行。目前，綜合自動化變電站的自動化系統(tǒng)主要針對主變、進出線路、母線、補償電容器、接地變等進行相應的測控，并配備獨立的保護測控裝備，對各目標的電壓、電流、相位等數(shù)據(jù)進行實時采集，并通過集成的硬件CPU與保護程序?qū)Ω鲗ο筮M行保護。因此，對綜合自動化變電站電氣二次系統(tǒng)進行設(shè)計時，需要重點考慮其保護對象（一次設(shè)備）的特點，設(shè)計與配備合適的保護功能，制定嚴謹?shù)谋Ｗo邏輯，并進行嚴格的保護測控裝置、CT、PT的選型。

（五）四遙

四遙是綜合自動化變電站運行所需的最基本的功能，變電站內(nèi)部其他功能多以四遙功能為基礎(chǔ)，通過對四遙數(shù)據(jù)進行處理而實現(xiàn)的。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普遍使用，四遙數(shù)據(jù)實現(xiàn)了實時共享，并通過綜合自動化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分類與傳遞，確保各執(zhí)行部門能夠有效調(diào)取數(shù)據(jù)，進行相應的操作。在綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計時，需要重點考慮四遙部分在變電站系統(tǒng)中的位置，明確變電站系統(tǒng)各部分對四遙數(shù)據(jù)的需求，完成相應二次電纜的設(shè)計與連接，以期能夠最大限度的發(fā)揮四遙的功能，充分利用四遙數(shù)據(jù)來指導變電站的日常運行、檢修維護、事故分析等工作。

（六）跳合閘操作方面

綜合自動化變電站的電氣二次系統(tǒng)設(shè)計需要考慮斷路器、接地刀閘的操作，確保這些操作能夠保持足夠安全的距離。因此，在進行這一部分設(shè)計時，要實現(xiàn)對斷路器、接地刀閘的動作機構(gòu)進行合理、科學的邏輯設(shè)計，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定且安全的運行。以斷路器而言，其跳合閘的弱電信號能夠與線圈的強電信號回路進行穩(wěn)定和安全的運行。除開動作機構(gòu)的電氣二次設(shè)計，還需要將測控裝備的控制信號與動作信號進行隔離，確保信號之間不會干擾。

三、結(jié)束語

綜上所述，綜合自動化變電站的電氣二次設(shè)計需要與自動化系統(tǒng)的功能相對應，及相應的裝置與設(shè)備既要保證系統(tǒng)運行的可靠性，也要具備協(xié)調(diào)可控能力來保障各設(shè)備的安全可控。因此，從繼電保護、四遙、備自投、SOE、GPS對時等方面開全面的電氣二次設(shè)計是綜合變電站設(shè)計與建設(shè)的重要內(nèi)容，通過合理與科學的設(shè)計能夠有效維持電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

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作者簡介：倪宗旭（1985-），女，貴州遵義人。