探索220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

張憲榮

摘 要 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，推動(dòng)了我國電力建設(shè)向著更加智能化的方向發(fā)展演變，220kV綜合自動(dòng)化變電站數(shù)量及規(guī)模得以擴(kuò)展，有力保障了我國電力網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定。作為電力系統(tǒng)架構(gòu)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)直接關(guān)乎變電站功能作用發(fā)揮。本文著重探討220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的相關(guān)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 220kV綜合自動(dòng)化變電站;電氣二次設(shè)計(jì);要點(diǎn);應(yīng)用

電力系統(tǒng)中，變電站起到調(diào)配及監(jiān)控輸變電運(yùn)行的作用，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全性及穩(wěn)定性表現(xiàn)有著直接影響。在電力技術(shù)更新升級(jí)的背景下，220kV綜合自動(dòng)化變電站成為智能電網(wǎng)建設(shè)的主流趨勢(shì)，由此也增加了變電站電氣二次設(shè)計(jì)的精度及難度[1]。為此，當(dāng)前應(yīng)重視并明確220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

1220kV綜合自動(dòng)化變電站及電氣二次設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性

220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)，是在電氣一次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)變電站功能的升級(jí)及改造。變電站電氣一次設(shè)計(jì)中的諸多功能，如變換電壓等級(jí)、電能輸送、電能調(diào)節(jié)、測(cè)量、監(jiān)視等需要二次設(shè)計(jì)作為保障及依托。從220kV綜合自動(dòng)化變電站與電氣二次設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)看，兩者秉持同一個(gè)功能目標(biāo)，在內(nèi)容上主要涉及了繼電保護(hù)、直流系統(tǒng)、跳合閘操作、小電流接地、“四遙”、防誤閉鎖等幾個(gè)關(guān)鍵部分。

220kV綜合自動(dòng)化變電站作為智能電網(wǎng)架構(gòu)的主要設(shè)備單元，其電氣二次設(shè)計(jì)狀態(tài)檢修已成為電力系統(tǒng)日常管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在微機(jī)技術(shù)及電氣自控技術(shù)不斷成熟的背景下，電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了范圍上的擴(kuò)展，進(jìn)而提高了繼電保護(hù)精度。220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的跟進(jìn)，可有效促進(jìn)電力系統(tǒng)電氣設(shè)備元件之間的信息傳遞共享速率，對(duì)變電站的運(yùn)行進(jìn)行更有效的監(jiān)視。

2220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)及應(yīng)用

2.1 220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中的繼電保護(hù)

220kV綜合自動(dòng)化變電站要實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要繼電保護(hù)功能的有效發(fā)揮。在針對(duì)220kV綜合自動(dòng)化變電站進(jìn)行電氣二次設(shè)計(jì)時(shí)，要把握繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的幾個(gè)要點(diǎn)：①在變電站監(jiān)控系統(tǒng)之外設(shè)置獨(dú)立的保護(hù)單元，確保在變電站電力系統(tǒng)軟硬件出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)單元功能不受影響。②做好220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)及一次設(shè)計(jì)的繼電保護(hù)功能銜接。變電站中的接地變、電容器、母線、進(jìn)出線、變壓器等一次設(shè)備分別設(shè)置了保護(hù)測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)間隔層電壓及電流數(shù)據(jù)的采集，電氣二次設(shè)計(jì)中要在此基礎(chǔ)上，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等設(shè)計(jì)內(nèi)容提高CPU邏輯判斷功能精度表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)間隔層的多重保護(hù)。

2.2 220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中的接地選線

變電站如采用小電流接地系統(tǒng)及單向接地運(yùn)行，這種狀況下會(huì)增大線路短路概率，主要原因在于沒有進(jìn)行接地的兩端伴隨有極高的對(duì)地電壓，兩端絕緣性能不佳[2]。如一旦出現(xiàn)短路，變電站電力系統(tǒng)設(shè)備就有極高的被燒毀的風(fēng)險(xiǎn)。在識(shí)別及處理單向接地故障時(shí)，往往難度高，操作復(fù)雜。因此，220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)接地選線提出高要求，提高接地選線的靈活性。一般而言，對(duì)220kV綜合自動(dòng)化變電站選線功能的補(bǔ)償可以通過其他單體二次裝置實(shí)現(xiàn)，例如，在接地選線設(shè)備裝置中設(shè)置帶有測(cè)控功能的模塊，可以使接地選線更好地匹配220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)要求。

2.3 220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中的直流系統(tǒng)

220kV綜合自動(dòng)化變電站實(shí)現(xiàn)了控制上的自動(dòng)化，這一過程需要耗費(fèi)大量的能源，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行信息的采集、控制及反饋。直流系統(tǒng)作為變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控及通訊的主要能源供應(yīng)單元，是綜合自動(dòng)化變電站穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。變電站如出現(xiàn)故障，直流系統(tǒng)利用蓄電池，可額外為變電站增加用電時(shí)間。電氣二次設(shè)計(jì)中針對(duì)直流系統(tǒng)，一是對(duì)其開機(jī)方式采用智能微機(jī)控制，二是采用雙組蓄電池的形式，在母線間設(shè)置開關(guān)，三是以聯(lián)鎖方式設(shè)計(jì)母線及進(jìn)線開關(guān)，確保變電站充電設(shè)備及蓄電池保持并列運(yùn)行狀態(tài)。

2.4 220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中的電壓無功補(bǔ)償

220kV綜合自動(dòng)化變電站電壓無功補(bǔ)償中涉及的電壓、潮流及無功負(fù)荷等數(shù)值指標(biāo)為變電站電容器組投退及變壓器抽頭設(shè)置變化提供參數(shù)依據(jù)。在對(duì)220kV綜合自動(dòng)化變電站進(jìn)行電氣二次設(shè)計(jì)時(shí)，主要把握定值傳送及后臺(tái)監(jiān)控兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)[3]。在定值傳送上，查看保護(hù)整定值時(shí)，可以通過后臺(tái)監(jiān)控機(jī)及調(diào)度端來實(shí)現(xiàn)，同步可采取修改及打印等操作，由此變電站繼電保護(hù)工作強(qiáng)度能夠得到有效降低。220kV綜合自動(dòng)化變電站采用高性能監(jiān)控主機(jī)可取代中央控制屏，同時(shí)兼具五防，操作票等基本功能。如變電站處于無人值班狀態(tài)，經(jīng)由上級(jí)調(diào)度中心主機(jī)進(jìn)行人機(jī)互動(dòng);如變電站有人值班，在人機(jī)互動(dòng)下，值班人員通過運(yùn)維站監(jiān)控電腦，可對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。為確保電氣二次設(shè)計(jì)所需電源不中斷，主要采用直交流結(jié)合的方式形成逆變電源供電方式。

2.5 220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中的防誤閉鎖

變電站二次設(shè)計(jì)中的防誤閉鎖有電氣及微機(jī)防誤閉鎖兩種方式。220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中的防誤閉鎖主要采用微機(jī)防誤閉鎖這一形式，在進(jìn)行順控操作時(shí)應(yīng)具備兩套防誤主機(jī)雙校核機(jī)制，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)冗余，以減少防誤主機(jī)故障帶來的影響。在應(yīng)用中針對(duì)隔離開關(guān)、斷路器及接地刀閘編寫相應(yīng)的操作規(guī)則，配置操作票專家系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)五防閉鎖規(guī)則庫中補(bǔ)充變電站二次閉鎖回路，避免電氣防誤閉鎖使用中可能出現(xiàn)的防誤不響應(yīng)等問題。

3結(jié)束語

220kV綜合自動(dòng)化變電站作為電力網(wǎng)絡(luò)輸變電系統(tǒng)的重要設(shè)施，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量起到直接影響作用。在220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)時(shí)，要把握電氣二次設(shè)計(jì)在繼電保護(hù)、接地選線、直流系統(tǒng)、電壓無功補(bǔ)償、防誤閉鎖等環(huán)節(jié)的要點(diǎn)，不斷提高220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)質(zhì)量水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 任仰輝.對(duì) 220kV 綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的探討核心要點(diǎn)構(gòu)架[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019（21）：3534.

[2] 李娟霞.220kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)需求[J].電力系統(tǒng)裝備，2018（12）：62-63.

[3] 陸建梁.220kV 變電站電氣設(shè)備的電氣試驗(yàn)安全管理措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019（19）：4039.