110KV智能变电站电气自动化设计方法分析

高丽丽 王振鹏

摘要：智能变电站为智能电网发展中的重要组成部分，有效的保证了变电站运行的稳定性，满足电网可持续发展的要求，但是在当前智能变电站中，电气自动化设计的问题较为突出，影响智能变电站的正常工作，因此需要相关技术人员加强对电气自动化设计问题的深入性分析，根据实际情况采取更加科学的优化方案。本文论述了110KV智能变电站电气自动化设计方法。

关键词：110KV;智能变电站;电气自动化;设计方法

一、110KV智能变电站的概述

（一）内涵

智能变电站主要是指利用现代化的智能设备通过相对应的组合以及架构，实现变电站信息的数字化和通用平台的网络化，并且自动对电力网络运行性进行全面的采集以及测量，根据实际情况做好输配电网的全面控制和在线决策，通过其他和互动等功能来加快信息传递的速度，从而达到良好的调控效果。智能电站为新型的变电站形式，在数字化变电站基础上演变而来的，能够通过自动化和智能化的相互协调，满足智能变电站和电网管理的控制需要。

（二）结构

在110KV智能变电站中按照行业的标准进行数据的建模，在此平台中加快信息传递的速度，智能变电站自动化系统在结构上要划分为一次设备和二次设备，网络结构分为三层，首先为站控层，由变电站监控系统和远动系统而组成，能够实现全站设备的监测以及控制，并且更加快速完成數据的采集以及获取，例如采集电能量信息和保护信息等等，为后续管理工作提供重要的基础，第2层为间隔层，包含的是保护和测量等功能，之后要接入到其他的智能设备中完成设备功能的转换，单间隔设备中能够具备良好的保护测控功能，同时也可以根据间隔对象完成资源的优化配置，按照各种远方输入和输出的方式实现数据的多方位交互，以此来提高整体的设备管理效果。最后为过程层，主要是智能终端和合并单元等智能组件，由他们来完成开关量和模拟量的采集，并传达相对应的控制命令，以此来完善智能变电站的功能。

二、智能变电站常见的电气故障

在进行110KV智能变电站电机自动化设计时，要分析在以往电气系统运行中的故障问题，不断的提高整体设计方案的针对性，为后续系统运行奠定坚实的基础。首先第1个故障为变压器的故障，变电站的核心设备为变压器，一旦发生火灾会酿成较大的安全事故，并且在变压器中如果出现短路情况，那么会在设备内部瞬时出现较大的电流冲击，导致变压器稳定性很难得到充分的保证影，响后续运行维护工作的顺利进行。

第2个常见故障为次级设备故障，例如继电保护自动装置采取了小型集成电路之后，在使用时内部结构较为复杂，可靠性和难满足相关的标准，并且随时时间的不断推移，故障问题在不断的加重。影响设备正常运行也会对系统内部造成严重的损耗，带来的影响后果较为突出。

第3个常见故障远动功能不健全，这也是当前大多数变电所中所暴露出来的问题，特别是无法准确的为变电所的控制中心提供更加准确的信息，在进行系统调整时，也无法提出更加科学的应对方案，对后续工作所产生影响因素较为突出，导致变电站运行效果很难得到全面的提高，限制了行业的发展和进步。

最后一个故障为抗干扰能力较差，国内使用的电站自动化系统不能和

厂家设备相互操作，导致抗干扰能力在不断的降低，影响设备的正常使用。

三、110KV智能变电站电气自动化设计的方法

（一）自动化系统的继电保护

在进行110KV智能变电站电机自动化设计时，要划分好不同工作层次，按照不同工作任务确定新型的设计方案，从而使得进行自动化设计效果能够得到全面的提高。首先为自动化系统的继电保护功能，在实际设计时要通过继电保护的优势来监测变电站机电设备的异常情况，如果在使用时发异常情况，要快速的完成信息的传达，提醒人员采取更加科学的应对方案，避免对设备造成严重的损耗。在变电站安全运行管理时，要通过检测技术的应用，搜集变电站运行的相关信息，以此来为后续控制工作提供重要的基础。继电保护功能包含的是变压器保护和母线保护等不同组成部分，能够实现全过程的设备保护。在电站内部也可以通过继电电装置可靠性和灵活的优势形成完整的系统保护机制，从而满足正常供电的要求以及标准，提高后续设备运行的平稳性。在系统设置时，要严格的按照电力装置过电压保护和绝缘配合的要求，设置相对应的防雷接地系统，多方位地满足整体安全管理的要求，从而使系统运行效率能够得到全面的提高，突出自动化设计的优势。

（二）信息收集、处理功能

在自动化系统中要具备数据采集和收集的功能，在系统设计时需要做到实时监控，了解变电站的运行情况。在收集信息时采取的是远程通讯系统，为了保证变电站正常运行需要，系统随时随地收集相关的资料，一旦发生数据有异常情况时，那么要根据之前所设定的指令进行判断以及检查，采取更加科学解决措施，将故障扼杀在摇篮之中，避免故障的进一步扩大。在自动化系统设置时，要配置相对应的扫描技术，做好数据的及时更新以及调整，从而使得电气自动化设计效果能够得到全面的提升。

在信息处理方面，要根据继电保护等内容记录档案，包含了日报表和月报表，为后续变电站管理提供重要的数据。变电站管理者通过可视化操作页面全面的分析变电站运行情况，获取有关电站的运行信息，达到良好的控制效果，之后配合着遥控通信功能，更加清晰的显示变电站的设备运用信号，及时的发送给反馈控制中心。在收到信号之后要完成变电站全面控制的工作任务，以此来提高整体的工作效率，节约不必要时间的浪费。

在数据处理模块设计时，要将整个模块看成不同的单元来进行合理化的设计，在其中可以融入互感器装置对相关数字信号进行快速的采集之后，再传入到相对应的平台中，做好信号传输频道的科学调频，实现数据的多方位处理。在实际设计时需要加强对互感器设备电流和电阻的科学检查，从而使数据监测能够具备较强的精准性。在前期设计工作中，可以将这一方案在计算机中进行全面的模拟，查看数据流通情况，以及在流通时所存在的问题，不断的优化整体的设计方案，为后续管理工作提供重要的支持

（三）数据分析报警系统

在数据分析报警系统设置方面要更加快速地获取故障信息，并且马上传送到调度中心，在数据采集时要根据温度变化的曲线了解情况，在系统运行时主要是将采集到的温度信息通过传递送达到主控单元中，之后配合着计算机程序的作用来计算出设备当前的温度变化规律，通过主控单元的内储存变电一次设备运行状态数据进行比较，以此来确定当前设备运行状态。这样一来可以快速的发现在系统运行中所存在的故障隐患，提高后续管理的效果。在实际管理时如果出现设备故障，那么主控单元要马上启动报警功能，这样一来可以减少供电事故的发生。在监控时还要进行电气线路和变压器设备的全面控制和管理，自动化的记录设备行时的生产情况，有助于为后续维护工作提供重要的资料支撑，提升整体管理的效果。

（四）智能化一次性设备设计

在智能化一次性设备设计方面，要实现不同功能的相互总和，为后续管理提供重要的基础。在一般情况下智能高压设备的构成单元为固定组成，例如设计单元和保护单元等等，每一部分的功能既是独立也是相互协调的，通过同步功能来完成运行数值的转换，在实际设计时要通过智能化一次性的灵活性和完整性来进行日常的管理，并且采取自动化设备进行功能广泛的延伸和分层，做好各系统之间的层次性划分，例如可以将变电站设备和传感器进行相互的结合科学的布置设备排列方案，以此来提高整体的管理效果。在实际设计时，注意要将智能化一次设备的独立性进行全面的凸显，完成高压电的科学检测。虽然智能化一次设备的组织方式不同，但是其具备较强的灵活性，因此可以通过内线组合的方式满足高压设备的正常运行要求，提高整体的设计效果。

其次在一次智能设备设置方面，要通过智能化控制来调控最终的调压开关，监测主变压器的电量以及气体特征等等。并且智能化开关的融入也是非常重要的，要通过断路器的状态进行数据的采集以及分析完成各种的有效控制，提高整体的设计效果。

（五）配置监测设备

在智能化变电站中自动化的功能不僅仅要体现在信息的搜集和采集上，更能够体现在设备自动化检查方面，根据之前所制定的检查要求，做好变电设备故障信息的及时分析，采取更加科学的维护策略，保证设备的平稳运行。首先在监测设备设计方面功能要放在局部放电情况的检查上，通过组合式的功能进行电线区域的科学划分，在在线监测系统中要利用传感器和交换机进行多模块的管理，完成后续信息采集和加工的要求，例如通过主控模块能够完成数据的有效监督，之后再配合数据库储存相对应的数据，按照不同数据的标准学的划分，进一步的完成属性数据阶段性管理。在后续系统设计时还可以融入传感器技术，按照模块要求做好单元的划分

之后，再通过数据的提取获取诊断的数据支撑以数字化的方式进行全面的传达之后，再配合着在线监督设备做好层次性的划分。在相关后台系统支持下，能够实现数字信息的传达以及应用，以此来提高整体设计效果。在进行变电站监测系统设计时，要快速的完成变压器的在线监测，根据相关的要求，对数据连接情况进行针对性的监督，将接地线连接情况进行数据的总和之后，再根据变电站的规模情况确定好传感器的数量。在系统方案优化方面，要根据之前所搜集到的数据进行科学的分类，再根据传感器的分布来确定异常信息，在后台操作时整合相对的数据，从而达到良好的监管效果，满足后续安全性管理的要求。

（六）二次设备的布置设计

在二次设备布置设计时，要采取集中式的布置方式，根据二次设备的特点选择与之匹配的保护装置和监控系统，以此来提高整体的设计效果。在二次设备布置设计方面较为集中，虽然各个设备空间并没有特殊要求，但是要特别注意，二次设备控制系统和监视系统要采取组屏方式，有针对性的利用相对应的保护系统，防止在后续线路运行时存在较为严重的干扰因素。值得注意的是，在实际设计时要保证继电室的备用屏位大小，占总体屏位的10%，合理的配置好机电室内部的不同设备，遵循一体化的设计原则，提高整体的设计效果。在二次设备电源设计方面，可以采取直流系统，用于站内不同设备的供电，直流系统要设置满足站内供电需求的蓄电池组，充电装置要设置高频开关电源，每组充电机选择不同的模块，并且配置相对应的监测装置。采取混合式的供电方式来进行良好的供电，逐渐提高整体的配置效果。

结束语：

110KV智能变电站电气自动化设计的意义较为突出，因此在实际设计时需要实际人员根据实际情况做好科学的划分，了解不同设备的运行特点和相互的关系，总结以往工作经验，为后续设计模块的优化提供重要的基础，从而使110KV智能变电站电气自动化设计水平能够能量全面的提升，促进我国电力行业的稳定发展和进步。

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