变电站电气自动化设计探析

周玲 王建树 宋博言

（国网河北省电力有限公司检修分公司，河北 石家庄 050000）

变电站是电力系统中的重要部分，近几年，科学技术的发展，对智能变电站提出更高要求，对此，提高智能变电站的电气自动化，推动智能变电站可持续运行，成为电力企业发展重点。

一、变电站电气自动化设计的概况

变电站电气自动化设计主要是对电力系统中变换电压、分配电能、控制电力流向、调整电压的电力设施等方面进行设计。目前，我国对变电站电气自动化设计的研究已经取得了一定的成果。在电气自动化设计的超高压变电方面，我国普遍采用了微机故障录波装置、微机线路保护、微机远动装置检测系统，并设计了实时在线的微机监测装置、远动设备以及继电保护等，这些装置的使用为变电站电气自动化设计奠定了坚实的基础。但我国在变电站电气自动化设计方面也一直存在着一些问题，特别是变电站电气自动化设计中的系统配置及其系统网络结构无法满足变电站电气自动化系统的要求，变电站综合自动化系统发生故障等，这都严重影响着变电站电气自动化系统的正常运行。因此，诸方面问题还有待进一步解决。

二、变电站电气自动化设计分析

（一）智能化一次性设备设计

一般来讲，智能高压设备是由设计、保护、检查、监督等单元组成，每一单元能够独立呈现，也能够同步实现。并且，智能化一次性设备，调整性较为灵活。在设计智能性一次性设备时，设计人员可采用内嵌方式或者外化方式，在传统组件基础之上，延伸智能化一次性设备，并在每一功能处理阶段将其划分层次，将变电站高压设备、传感设备有效结合，在电力稳定性测量之上，对设备进行界限设置[4]。另外，当设备体现独立单元时，系统应实现对高压电的检测。在设计中，虽然，智能一次性设备组织方式不同，但是，其所具备的良好适应性，能够有效保障高压设备稳定运行，为电气自动化奠定了基础。

（二）PLC的设计

由于PLC具有良好的可靠性与稳定性，并且编程简单，因此被广泛地应用于变电站的监控系统，它主要是以指令或梯形图编程的形式应用于监控系统实时控制中。此外，PLC主要是监控变电站的电气一次部分。通常在选择PLC的时候，需要根据具体的控制对象备有20~30%的用量，以保障监控系统实时监控作用的发挥。

具体而言，变电站组态软件设计主要指的是：设计监控界面，并且在此基础上配置PLC设备。建立监控数据库，将数据点和PLC的数据联系起来。设计相关设备的操作图形界面与操作按钮。以动画的形式连接上述层次，建立图形与数据的对应关系，当发生异常时能以声光进行报警。设计操作说明书，用以指导执行相关操作设备。

（三）PLC与组态软件的通信设计

在相关人员并未熟练掌握组态软件与PLC间的协议时，如需必要，相关人员可直接在PLC中设置相应网络编程，并在PLC与组态软件之间实现互相通信。在通信设计中，设计人员应重点关注电气一次性设备、监控系统等的设计，重视PLC的设计，保障数据交换的效率与准确性，保障组态软件切换通信位置的正确性。

（四）继电保护设计

变电站自动化系统的继电保护功能是变电站自动化系统的核心组成部分和关键技术。通过继电保护功能能够实现对变电站继电设备状态的监控和保护。一旦变电站继电设备运行状态出现异常，继电保护功能便会启动保护机制。其中包括：发电机保护、变压器保护、母线保护、电气线路保护等。继电保护功能降低了电力系统发生故障的可能，在故障发生时，能够实现最小范围和最短时间，自动将故障点与设备进行隔离以及切除，消除隐患，保障供电正常。继电保护功能的技术特点是具有选择性、灵敏性、可靠性、速动性。

（五）直流系统设计

在变电站的电气自动化设计中，直流系统作为重要部分，其的设计质量直接影响着电气自动化效果。在直流系统设计中，首先，设计人员应采用一体化电源设备，根据实际情况构建直流系统，提高系统的安全性与可靠性。在系统构建中，电源包含有380V/220V交流电源，DC220V（110V）直流电源，逆变电源，DC48V通信电源。其次，构建一体化电源系统，其中包含有交流配电单元、交流充电单元，ATS双电源的转换开关。一体化电源系统为分层分布结构，其主要功能是：由根本分析并掌握各功能测控模块的运行与信息数据收集。

结束语：

在科学技术的引领下，变电站电气自动化设计越来越受到人们的广泛关注。虽然我国的变电站电气自动化设计取得了一定成就，但由于其一直在不断升级，就必然会对电气自动化设计的技术和标准提出更高的要求。我国变电站电气自动化设计还面临着很多问题，但是我们必须坚信我国的设计水平将会有更大的提高，我国变电站电气自动化设计将会发展得更好。