浅谈110kV综合自动化变电站的电气二次设计

田春燕

【摘 要】综合自动化技术是变电站发展的趋势，因此带来的变电站的电气二次设计也发生了较大的转变。目前，部分设计人员没有真正的认识到综合自动化变电站的电气二次设计，这就会给电气二次设计留下隐患。本文从变电站综合自动化系统和变电站电气二次部分之间的区别和联系出发，探讨了继电保护设计、跳合闸操作设计、防误闭锁设计、备自投设计、后台监控设计等方面的内容，为110kV综合自动化变电站的电气二次设计提供参考。

【关键词】110kV 变电站；综合自动化；电气二次设计；分析

在有关变电站电气二次设计思维与理念不断发展、更新的背景下，整个变电站的二次电气系统已逐步自传统面向功能为主的设计模式转变成为了面向对象的设计模式。简单来说就是，相对于整个变电站电力运行系统而言，电气二次设计过程当中不单单考虑某一个参数或设备，而将设计的目的确定为：为满足某一设备保护、监控、测量、计量在内相关功能有效实施的综合性装置，确保特定性功能的顺利完成。而这对于整个系统分布式、开放性特征的实现而言也是至关重要的，因此，做好电气二次设计也相当于保障了整个综合自动化变电站运行的可靠与稳定。本文即针对以上相关问题作详细分析与说明。

1.变电站综合自动化系统和变电站电气二次部分之间的区别和联系

变电站的综合自动化将计算机技术、数据处理技术以及通信技术等对变电站进行监控，并能够保障在变电站综合自动化系统中电气设备是能够进行信息的交换的，实现了系统内部的资源信息的共享，能够对变电站的运行状况进行控制和监视。变电站中的电气二次部分与变电站的电气一次部分相比较来看的话，能够对电气一次设备进行保护，并对电气一次设备的运行情况进行监控，调节电气一次设备中的等级变换，保证设备输送电能、功能分配的正常进行。变电站综合自动化系统可以看成是电气二次设备中的一部分，为电气一次设备提供保障和服务的。变电站二次设备是使用电工技术来协助各类功能的实现和完成，例如：跳合闸操作、小电流接地选线、直流系统、低周减载、继电保护、四遥以及防误闭锁等功能。在变电站的功能完成的过程中，变电站综合自动化系统和变电站二次部分在功能完成的过程中所发挥的作用之间存在着较大的差异。

2.继电保护设计要点分析

从继电保护的角度上来说，其作为整个变电站的运行核心所在，一旦没有了继电保护，也就无法确保整个变电站的稳定运行。因此，变电站所对应的继电保护单元需要与监控系统保持独立运行的状态。换句话来说，在整个系统软件、硬件发生故障并退出运行的情况下，要求继电保护单元仍然能够稳定且持续的运行。现阶段的技术条件支持下，对于110kV变电站而言，在综合自动化技术的不断发展并应用的背景下，对于变电站内，包括进出线线路、母线、电容器装置、接地变配电装置、以及变压器在内的相关一次性设备均配置有与之相对应的保护测控装置。通过对该装置的应用，能够完成对间隔层部分的电流数据、以及电压数据的实时且动态采集。同时，还可以通过对保护测控装置内部中央处理器的应用，建立在逻辑判断的基础之上，完成相对于整个间隔层的保护功能。

3.跳合闸操作设计要点分析

从跳合闸操作的角度上来说，在综合自动化系统的应用背景下，110kV变电站所对应的隔离开关、断路器操作、以及接地刀闸操作均实现了其远程摇控性，最终建立在二次回路的基础之上，确保操作的正确性、可靠性。从这一角度上来说，跳合闸操作状态下，电气二次设计的核心目的在于：如何可靠且合理的设计操作机构，确保在综合自动化系统运行状态下，所发送跳合闸弱电信号能够实现与跳合闸线圈强电回路之间的对立性电平转换。结合实践工作经验来看，对于110kV电压等级变电站而言，要求面向断路器配置与之相对应的操作箱，并独立运行。

4.防误闭锁设计要点分析

电气防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术，主要通过相关设备的辅助接点连接来实现闭锁；其防误功能随二次接线而定，不宜增加和修改。微机、防误闭锁是通过用软件编写断路器、隔离开关、接地刀闸问的操作闭锁规则，将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的“五防”闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化。

5.备自投设计要点分析

在现阶段的技术条件支持下，对于110kV综合自动化变电站而言，变电站备自投所采取的供电方式可以在以下两种方案当中加以选取：方案一是母联分段供电方式。此种备自投方案的核心思路在于：在分段開关处于断开状态的前提条件下，由工作电源分别面向设备进行供电。在整个供电作业过程当中，两个电源相互属于备用关系状态；方案二是双进线向单母线进行供电的方式。此种备自投方案的核心思路在于：1#线路进行进线作业，2#线路则作为备用线路。实践工作当中，多将方案一称之为暗备用方式，而将方案二称之为明备用方式。对于110kV电压等级变电站而言，在充分考虑综合自动化系统运行特性的基础条件下，变电站备自投装置设计方案的选取需要结合电压、电流、断路器位置信号等因素进行综合考量。同时需要遵循的基本原则是：110kV综合自动化变电站电气二次设计的主要任务是选取合适的备自投装置和备投方式，设计装置与PT、CT、断路器辅助接点的电缆连接。

6.后台监控设计要点分析

从后台监控的角度上来说，对于110kV综合自动化变电站而言，较常规意义上变电站在后台监控方面的运行特性来看，两者之间的主要差别体现在：取消了中央控制屏装置，同时以监控器的方式加以替代。后台监控器的主要组成为计算机。在该计算机装置当中，支持安装并运行相应的监督控制系统软件，集成包括定期传送、五防、以及操作票操作在内的相关功能，使整个变电站的运行更加的一体化与集成化。同时，在有人值班模式下，人机联系功能可应用于后台监督控制系统，并面向相关操作人员，提供通过对计算机外置装置（包括键盘、鼠标在内）的运用，使运行人员对整个后台监控系统进行可靠的调度。而在无人值班模式运行状态下，人机联系功能则能够自动在当地的监控系统后台机上持续运行。更加关键的一点是：后台监控系统与变电站综合自动化系统之间的连接仅通过通信线的方式加以实现。因此，在二次设计当中，可以不需要再做考量。但需要注意的一点是：由于计算机对于电源的需求为交流模式，供电的可靠性水平相对较低，因此需要在二次设计过程当中，为其配置专门性的交直流供电，从而确保供电的持续性与稳定性。

7.结束语

在整个输变电系统的运行过程当中，变电站所发挥的重要意义是毋庸置疑的，其也可以说是电网系统运行状态下的监控点所在。特别是在现代计算机技术不断发展，相关技术与电力系统充分融合的背景下，综合自动化技术已成为变电站运行过程当中的关键载体与依赖。建立在综合自动化技术的基础之上，分散式的变电站综合自动化系统已成为了现阶段变电站综合自动化技术发展的主要方向与趋势所在。 [科]

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