110kV综合自动化变电站的电气二次设计问题研究

康丽嫚

摘 要：如何科学、合理地设计继电保护，跳、合闸操作，同期并列和远程通信等，已成为变电站二次设计的关键。从110 kV综合自动化变电站的实际情况出发，对电气二次设计展开了深入研究。

关键词：综合自动化变电站；电气二次设计；远程通信；电力系统

中图分类号：TM76 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.152

目前，变电站的二次电气系统已经由以传统的单向功能为主的设计模式转变为服务、互动面向对象的设计模式。对于变电系统而言，其不只关注系统中的某个参数或某个设备，还会考虑整个系统的综合性能，从而保证变电系统运行的综合平稳性和可靠性。因此，电气二次设计作为变电系统设计的重要组成部分，在众多的设计环节中，应兼顾局部与整体的统一性，从全局出发，注重各个子系统间的协调性，从而保证整体的可持续运转。

1 继电保护设计

继电保护作为整个变电系统的关键设计，在电力系统的平稳、高效运行中发挥着极为重要的作用。继电保护应在变电系统软、硬件发生故障时，具有保障电力正常供应的功能，该系统应独立于监控系统存在。在设计工作中，对于变压器、线路、母线、电容器、接地线等，都需要配备相关的测控装置工作，从而对各个间隔层的电压、电流数据进行收集、分析和处理，且其内部CPU的逻辑判断能有效完成对各个间隔层的保护。对于电气二次设计而言，应注重考虑电气一次设备需要配备的保护功能类型，从而选择合适的保护测控装置的型号，CT和PT的精度等级、容量等。

2 跳、合闸操作设计

综合自动化系统可远方遥控变电站系统中断路器、接地刀闸和隔离开关等，因此，该部分设计的关键在于如何对操作机构进行有效设计，从而使自动化系统所发出的跳、合闸弱电信号与跳、合闸线圈强电回路的电平转换。此外，还应保证断路器的独立性，并有效确保保护装置与跳、合闸回路的连接。

对于地刀而言，需要除去主变中性点地刀，并进行相关的遥控操作设计，其他部分不需要进行相关的遥控设计。对于隔离开关的操作，常由测控装置发出跳、合闸信号到隔离开关的操作机构，从而实现系统的有效运转。

3 同期并列设计

同期并列设计一般用于110 kV线路断路器、110 kV旁路断路器和110 kV侧路断路器等装置，能实时、同步地检测断路器两侧的电压幅值、相位、频率，并发出同期合闸启动或闭锁信号。采用该部分设计可满足正常运行下的同期运行，还可满足在变电系统发生事故时的同期运行。同期方式分为集中式和分布式手动准同期。通常情况下，当网络监控、远东主站退出运行程序后，可采用后台监控计算机手动准同期的方式。上述设计各元件能同期并列操作，且工作人员能在各自的中央信号屏处手动操作。此外，在电气二次设计中，还需要对此功能加以完善，注重对手动操作、遥控操作、实现方式的有机设计。

4 远程通信设计

应将变电站中各类设备、元件的有关数据通过信息传输通道发送至设备的运行管理单位。其中，主要包括设备正常运行和故障状态时的信息，为调度中心的工作人员提供数据，从而为变电站系统的高效、安全、平稳运行提供有效的数据支持。此外，还应实现四遥，远方修改、整定保护值，故障录播，测距信号的远传等。

变电站自动化系统能与调度中心对时或采同卫星通信装置进行GPS对时。在变电站的二次设计中，需要综合考虑通信通道的选择是否同步、通信协议的选择是否正确等；在电源方面的设计中，应与监控系统保持一致，实现不间断供电。

5 防误闭锁设计

在防误闭锁设计中，应关注可能引发误操作的高压设备。通常而言，防误闭锁可分为微机防误闭锁、电气防误闭锁。前者通过设计相关软件可编写断路器、隔离开关等的程序，并采集数据，形成“五防”闭锁规则库，实现数字化应用；后者通过现场的电气连锁技术实现，需要采取硬接线的方式，整个设计过程具有一定的复杂性，后期维护难度大、稳定性差。由此可见，采用微机防误闭锁方式更加安全、可靠，具有简单、便捷的特点。在防误闭锁的设计中，还可采用嵌套的方式，并将此功能与后台监控软件相融合，进而取代独立的微机防误闭锁，可降低造价成本。

6 备自投设计

对于110 kV综合自动化变电站而言，可采取的自投方式有以下2种：①母联分段供电方式。该方案的关键在于，在分段开关处于断开的状态下，通过工作电源向设备供电。因此，在整个供电系统中，两电源处于备用状态。②双进线向单母线供电方式。在实际运用过程中，通常将母联分段供电方式称为暗备用方式，将双进线向单母线供电方式称为明备用方式。对于110 kV电压等级变电站而言，需要综合考虑系统自动化运行的特点，结合电压、电流、断路器备自投等多种因素综合考量。此外，还应选用合适的备自投装置，并合理设计PT、CT与断路器辅助结点电缆的连接方式。

7 SOE与事故追忆

应对事故进行后续分析，查找事故原因，从而为故障预防提供依据。SOE可记录故障前、后遥信的变化状况，并有效判断开关动作的时序；事故追忆可记录事故前、后重要模拟量的变化情况，从而为管理层提供更加完备的信息数据。在综合自动化系统中，二者功能的实现都是由保护、测控装置完成后，通过通信网络上传至调度端或监控系统的后台机完成的。在变电站的二次设计中，不需要着重考虑电气方面的连接，应注重所有保护测控装置GPS的一致性。

8 自动化系统与电气二次设计的联系

变电站的综合自动化设计对计算机技术、数据处理技术和通信技术进行了综合运用，保障了变电系统对各项电气设备的有效监测，从而在管理层中达到了数据交换、共享的目的。对变电站系统中的各项设备、元件的运行状况进行有效监视，对保障变电系统的高效、平稳运行有重要作用。变电综合自动化系统可视为电气二次设备中的重要组成部分，为电气一次设备提供了更高水平的保障。变电站二次设备具有继电保护、四摇、防误闭锁等功能。在变电站综合自动化系统和变电站二次部分功能实现的过程中，两者发挥的作用具有较大的差异性。

9 结束语

在110 kV综合自动化变电站电气二次设计中，应保证变电系统的整体性，综合分析自动化系统的功能，考虑电气二次部分的运行环节，从而避免重复投资，提升二次设计的效率。这对实现变电系统的自动化、智能化有重要意义。

参考文献

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[2]王云飞.110 kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].城市建设理论研究（电子版），2014（21）.

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[4]雷云川.110 kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].广东科技，2013（22）.

〔编辑：张思楠〕