变电站电气自动化设计探析

陈珊珊

随着科学技术的不断发展和人民生活水平的不断提高，电力资源的使用已成为人们生活中不可缺少的一部分。因此，变电站的电气自动化设计需要从综合设计，安装，调试，运行等方面进行综合分析，合理优化设备配置方法，实现站内数据的自动采集，完成对电气设备的控制和监控。因此，深入讨论变电站电气自动化设计对促进变电站电力系统的安全运行具有重要的现实意义。本章讨论变电站的电气自动化设计，分析电气自动化的设计要点，并研究相关的具体设计。

在变电站建设过程中，加强电气自动化设计主要是通过电压调整设计，分配电能，电流控制和电力设施电压调整。在超高压电气设计中，通常使用微机故障记录装置，微机线路保护装置和微机遥控装置来检测整个系统。此外，还安装了相应的实时微机监控系统，远程控制设备和继电保护装置，极大地改善了变电站的电气自动化设计，为后续工作奠定了基础。为了确保变电站电气自动化的有效设计，有必要充分了解其在变电站中的应用意义和价值，否则会导致其应用不当，不能满足其供电要求，严重降低供电水平整个电源系统。因此，有必要加强变电站电气自动化设计的有效研究与应用。

1.集中式设计结构分析

集中式变电站综合自动化系统示意图。它是按功能要求配置相应的继电保护装置及远动装置并安装在变电站的中央控制室内。变压器、各进出线及其它电气设备的运行状态通过CT， PT、开关辅助触点由电缆传送到变电站的中央控制室的保护装置和远动装置内，经初步处理后送到工//0通信控制器进行数据格式的变换（规约转换），并将变电站所有保护、测量、信号和控制信息统一处理，与当地的后台机和远方调度中心进行信息交换。其特点是变电站中的所有信息统一集中处理，形成一个系统、并符合传统的变电站运行模式。此种方式实际上是现有微机保护与微机远动的系统集成。缺点是组屏多，占地面积大，而且需敷设大量电缆，投资和工程量大，应用会越来越少。如图1

2.分散式设计结构分析

随着计算机技术和通信技术的不断发展，分散式结构设计是继集中式结构设计之后的又一大进步。在分散式结构设计中，变电站中的各种输入和输出单元组件都安装在低压开关柜中或高压一次设备附近。单元组件可以实现保护和监视的双重功能，可以有效地执行现场单元组件的继电保护和安全监视。信息通信方式主要采用RS-422 / RS-485。随着网络技术的不断进步，网络技术在诸lon-EOS和can现场总线网络等分散结构中的应用逐渐增多，使变电站的自动控制更加完善和同步。随着科学技术的不断发展，遥测，远程信令，采集和处理，远程信令执行和继电保护等功能已反映在站点的单元部分中。在工作中，每个单元都通过网络将信息数据传输到后台主机。此时，后台主机将在变电站中进行自动处理控制。总的来说，这种结构设计方法对主控制室的要求不那么严格，可以有效减小主控制室的面积，大大减少维修工作的难度，降低工程成本和维护难度，操作更安全，更稳定，更可行。如图2

3.分散与集中结合式

分散的结构设计使得变电站自动化网络在单独使用时具有两种设计的优点，但也具有一些明显的优点。例如，低压配电线路的保护采用分散式结构，可以就地安装，可以节省大量控制电缆。同时，还简化了变电站二次系统的配置，有效地节省了资金。在主控制室中设置了高压线路和变压器的集中屏蔽网。PCI总线技术用于数据交换，有效地提高了可靠性，避免了一些意外。

1.一次系统设计

实施站监视后，它实际上不会影响原始变电站的主系统连接。因此，在系统访问过程中，仍应按照原始变电站设计标准计划进行设计，供电计划也应参考原始计划标准。在变电站中进行计算机监视后，应充分发挥计算机的图形显示功能，并可以通过计算机接线图实现设备的远程控制，远程测量，远程调整和远程信号“四个远程”功能。同时，采用微机防误操作系统的程序设置，防止变电站操作人员误操作。后来的监视计算机替换了原始的模拟磁盘。主系统的电气布线设计包括以下几个方面：主布线模式不变，使用计算机监控系统后添加的设备数量和类型应在单线系统图的设备模型描述中指出。功率发送器，功率监控器等;该开关被设计为具有一定遥控功能的自动开关，即计算机监视系统应包括闭合的工作状态，并且通常应将一对独立的常开触点引入计算机监视系统。在低压自动开关的设计中，必须满足此要求，并应选择一对常开辅助触点。

2.二次系统设计

①开关柜中的计量，信号和控制电路以及继电保护的设计不变;值班室的继电保护和中央信号系统的设计没有改变;一组重复信号，控制电路和计量装置已添加到检测和控制系统中。②开关柜中的继电保护，信号，计量和控制电路的设计保持不变。值班室的中央信号系统仅连接到母线，电源输入线和开关柜。所有开关设备均不得进入中央信号系统。③开关柜的继电保护，信号，计量和控制电路设计保持不变。值班室中没有中央信号系统，并且保留了用于集中保护的继电保护屏幕。然后将计量，控制电路和信号连接到计算机监控系统。此外，用于连接开关柜，电源输入线和所有中央信号系统的开关柜中的母线也连接至设备的计算和监视系统。

3.回路设计

测量回路设计：测量参数根据不同变电站的不同需求用户自行设定，测量回路的主要目的是完成对整个电气自动化系统各个数值的测量。由于实现了测量的自动化，监控单元均为交流采样，電量变送器可以从整个系统中除去，继而可以取消掉开关柜上的仪表测量。在设计过程中要优先的选用自带供电电源的有源型，输出为隔离型的脉冲电度表。

控制回路设计：为实现对开关柜的远程合分开关闸的功能，需要将继电器监测和控制的输出接点并入开关柜上的合分闸开关上，同时还应该设计远程自动合分开关闸功能与手动开关之间的转换方式，目前一般设计为在开关柜上柜门处设置“远方/就地“切换把手硬接点信号通过保护装置上传至远动机，对于 10k V及以上的供配电系统进行控制回路设计时，应取消控制开关的对应接线，选用控制按钮。对于所有监控体系中的所有手动开关闸或者按钮都应该接入到计算机监控中某一个独立的点中，当人工操作过程中，能够产生一个开关的输入信号，避免信号的重复和冲突或者是误报。

信号回路设计：信号回路中的信号地线需要与所有的常开接点连接，除了交流系统之外任何与监测、控制以及计算机相关的开关状态，其常开接点需要接入到计算机。任何信号继电器应该有一对常开接点接入控制统。

总而言之，结合电力运行实际状态，完善电气自动化设计方案，合理进行系统类型选择，结合系统控制重点内容，优化一次和二次设计过程，合理设计回路单元，保障施工简便的前提下，实现系统的自动化控制功能，对变电站系统展开实时监测和控制

[1]黄雪花.变电站电气自动化设计探析[J].科技创新与应用，2019（36）：88-89.

[2]谭红鹏.变电站电气二次设备自动化设计探究[J].通讯世界，2017（22）：307-308.