探析110kV综合自动化变电站的电气二次设计

兰州同展电力技术有限公司 江华刚

变电站具有电力输出和转换功能，能够承担电网系统监测管理的主要责任。随着信息技术发展和电力体系建设，综合自动化技术获得明显改善和加强，在这种条件下其应用普及程度更加广泛，变电站综合技术的发展逐渐向分散式自动化系统靠拢。变电站二次设计正从功能板块向细节对象进行转变。系统建设运行不仅需要考虑某一方面的功能，更需要注重系统性和整体功效，确保其功能效用稳定发挥，维护变电站系统的开放性和分散性原则。

综合自动化技术对变电站的影响作用十分明显，在进行电气二次设计时对设计方法、设计思路具有很强的干扰性。在这种条件下，设计工作者的思想观念仍处在落后情形，设计方法过于传统，由于计算机信息知识比较匮乏，电力理论基础相对薄弱，在进行变电站综合自动化技术电气二次设计时，很难了解和掌握其中的不确定因素，文章从110kV综合自动化变电站的电气二次设计入手，力求为电力行业发展提供有力参考和依据，推动电力系统升级优化。

1 变电站综合自动化系统与变电站电气二次设计的异同

变电站综合自动化体现出较强的系统性和信息化水平，信息技术与通信手段紧密结合，能够实现变电站远程监控和管理目标，从而保障电力系统平稳健康运行状态。变电站综合自动化系统能够有效实施信息交流与共享，从而保障监测运行的完整度。变电站电气二次设计是在一次设计的基础上完成的，电气一次设备正常维护、管理和监测能够确保电压等级有序变换，同时为电能运输、分配提供正确途径。

变电站综合自动化系统是变电站电气二次设计的组成内容，对一次设计起到巩固加强作用。变电站综合自动化系统需要运用计算机、信息科技等先进技术手段，确保其功能质量的完整程度。变电站综合自动化系统和电气二次设计具有相同功效和作用，具体包括继电保护、自动跳合闸、防误闭锁、直流系统、备自投、定值传送和后台监控、远程通信等板块。上述功能板块的有效执行可以充分体现出变电站综合自动化系统和变电站二次设计之间的异同点。

2 变电站综合自动化系统与电气二次设计的功能要求

2.1 继电保护

继电保护在变电站结构组成当中占据绝大部分比例和地位。如果缺乏继电保护装置，变电站运行就会出现失误和混乱。因此变电站保护板块和监控系统要独立区分，如果变电站在运行过程中发生故障或瘫痪情况，需要继电保护装置能够正常运行。现阶段综合自动化系统对变电一次装置，如变压器、线路和电容器等都配备相应的监测保护系统，能够有效采集各系统板块运行状态和实际信息，最终起到隔绝保护功效。

2.2 跳合闸操作

综合自动化系统能够有效控制断路器、隔离开关、接地刀闸等装置，实现远程监控和感知作用，依靠完整的闭合回路保障系统运行健康良好。变电站电气二次设计需要准确理解并掌握设计目标与原理，确保变电站跳合闸操作能够平稳有序进行。其中110kV的断路器需要配置独立操作系统。而10kV的断路器可以直接和跳合闸操作装置进行闭合连接。对地刀而言一般比较容易操作，遥控设计也非常简单。隔离开关通常由测控装置发出信号，然后进行开关反应与跳合闸操作。

2.3 四遥

四遥作为变电站的基本组成部分，其他功能有效发挥需要建立在四遥结构完整的情况下，各系统板块之间进行四遥数据共享和交流操作。综合自动化系统负责数据信息收集、整理和存放，并反馈给终端管理平台。电气二次设计需要充分考虑变电站运行、维护和事故分析等影响因素，对不同信号内容进行区别划分，确保信息传递工作准确无误，选择合理的信号传输手段和装置完成各项操作要求。

2.4 小电流接地选线功能

当前世界各地的综合自动化生产厂商，都不具备单独的小电流接地选线装置，通常情况下需要根据测控装置来进行替代和补充，后台监测管理系统也能承担相应的替代功效。通常情况下选择310、3UO或者其增量判断接地故障是否存在，或者运用5次谐波方式也能判断出接地故障是否发生。其中310、3U0的数据信息来源于10kV的保护测控装置，信息数据能够通过网络信号传递给相应的处理区域。很多大型变电站10kV出线属于电缆，对地电容非常明显，为了有效降低雷击风险和隐患，可适当考虑运用独立小电流接地选线装置进行保障和支撑，维护变电站系统的稳定性和健康性。

2.5 防误闭锁

防误闭锁在设计过程中应当考虑以下几个方面的问题：对于可能引发高压设备出现误操作的现象和行为，应当采取积极防误闭锁措施。防误闭锁主要包括电气防误闭锁和微机机防误闭锁两种类型。电气防误闭锁是一种电气联动效应，需要依靠设备辅助接点连接达到闭锁目的，这种方法对电缆的用量需求比较大，线路连接也比较复杂繁琐，给运行管理工作带来极大不便。与此同时，辅助接点还会出现不稳定情况.

防误功能和二次接线密切相关，不能随意增加或者变动。微机机防误闭锁主要依靠程序控制断路器、隔离开关、接地刀闸等操作闭锁流程，能够实现防误闭锁数字化管控，有效弥补电气闭锁无法实现或独立完成的防误空缺，具有很高的智能化应用效果，并且功能完备、可操作性较强、有利于增加和补充相关信息。随着变电站综合自动化技术的成熟发展，很多变电站生产厂商把这套系统设置在相应的板块区域当中，能够有效保障防误闭锁系统化管理与操控，体现出较强的先进性和科学性[1]。

2.6 备自投

变电站备自投供电方式主要包括以下几种：首先是母联分段供电方式，需要两个电源进行供电，互相发挥协调配合作用，这种方法也被称作暗备用方式；其次是双进线向单母线供电方式，一根进线负责供电、另一根留作备用，这种方法叫做线路备自投方式。变电站综合自动化系统中的备自投装置会对系统电压、电流和断路器数据信息进行详细分析与研讨，判断充电、放电条件是否满足运行要求。电气二次设计是为了选择恰当的备自投装置和方法，有效维护变电站各系统板块之间平稳健康运行，实现自动化与信息化管控目标[2]。

2.7 低周减载

110kV、10kV线路的低周减载功能需要通过综合自动化系统保护装置来完成，不需要单独进行系统板块设置和建立，因此变电站电气二次设计难度明显降低，线路布置和操作也相对简便一些，变电站工作人员工作难度和任务量都会大打折扣。

2.8 直流系统设计

直流系统能够为综合自动化变电站提供充足能源与动力，确保变电站能源输送稳定持续，有效提升变电站的综合性能与实际功效。在这种条件下，变电站功能效用的发挥应当突破断电限制，通过合理设置供电电池，实现变电站无障碍供电和运行，有效保障变电站运行状态的良好和电力处理水平健康。直流系统电气二次设计通常需要计算机信息技术发挥稳定保障和促进作用，为电力输送转化提供健康保障。

2.9 实时监控

综合自动化变电站能够对系统板块实现有效监测。在信息技术的推动保障下，变电站系统运行更加畅快平稳，监控装置能够对整个变电系统实施全方位监测，确保其运行情况能够良好，实时记录并收集有关数据信息，经过合理分析和判断对变电站整体情况做出评估，针对存在的不足和缺陷及时反馈给管理人员，有针对性的提出解决和应对措施，确保电力系统完整性和健康程度不受损伤。

2.10 故障信息收集

传统的变电站问题故障处理能力比较低，一旦发生故障需要耗费大量人力物力进行修复和完善。综合自动化变电站能够实现数据信息的有效记录，在出现故障问题时能够及时反馈给工作人员，方便其制定解决方法和应对措施，能够有效降低事故发生的风险和概率，为工作人员减轻负担和压力的同时减少工作量，为电力系统建设发展打下坚实基础，维护电力运行转化的安全性和稳定性。

3 电压无功补偿

按照系统运行规律进行无功调节或者人工操控。进行自动控制时要按照电压、规律和无功负荷等做出综合反应，有效保障变电站综合自动化功能成效稳定发挥。

电气二次设计应当注意：控制调节变压器抽头位置或投退电容器组的信号，充分保障信号传递和收集的完整性，为电力系统健康运行创造有利条件[3]。

3.1 定值传送

依靠后台监控机或调度端进行微机继电保护装置定值查看，有效实行远程操控和数据修改等操作。为变电站工作人员减轻工作负担和压力，优化操作流程与实际规范。综合自动化系统对变电站的管理控制非常重要，它能为二次设计工作节省大量时间和精力，进一步保障变电站的运行水平和健康状态，为变电站功能效用的稳定发挥奠定扎实基础，有效促进电力事业的巩固发展。

3.2 后台监控

综合自动化变电站与传统控制管理方法不同，它通过选择监控机替代传统中央显示屏，进行监控系统有效布控。很多综合自动化系统已经增设专门的工作站点，并对原有监控系统进行有效加强和巩固。如果有专门人员负责值班轮守，监控系统会在后台终端平稳运行，工作人员通过CRT屏幕或者键盘鼠标就能完成各项操作。如果变电站无人值守，人机联系功能需要通过上级调度中心来完成，依靠双重保障作用，变电站监测作用能够最大限度发挥出来。

后台监控系统直接连接有关线路，没有直接连接电气设备等有关装置，因此电气二次设计不需要考虑太多因素和干扰情况。计算机信息设备需要运用交流电源进行保障和支撑，其供电过程不具有平稳性和可靠性，应当同时运用交直替换等保障措施，选择交流电源与直流电源互相搭配，确保变电站供电系统稳定运行，推动电力事业迈向更高水平和台阶。

3.3 远程通信

变电站数据信息应当及时管理和存放，变电站运行过程中会产生大量的数据信息，其中包括正常运行数据和故障问题信息，在这种条件下，工作人员需要按照实际情况对数据信息进行详细了解和掌握，并开展合理分析和应对方法。确保变电站各系统板块都能平稳健康运行。保障变电站远程操控和实际作用功效都能稳定发挥，为我国经济发展和社会生产力提供安全保障。

4 结语

综上所述，电力行业发展建设对我国经济水平起到重要保障作用，其中变电站运行状态对电力系统功能效用稳定发挥起到维护保障作用。在这种条件下，110kV综合自动化变电站电气二次设计尤为重要，很多电力企业都展开深入研究和探讨。

众所周知，变电站包括众多板块和系统，各系统间相互作用，具有稳定功效和作用，很多系统板块在变电站当中发挥不可替代的作用，在进行电气二次设计时，需要深入分析并讨论电气设备功能板块的具体内容，在一次设计的基础上加以补充和完善，有效发挥二次设计的主要功效。在进行电气二次设计时需要制定合理的方案和执行计划，有效节约变电站投入成本和建设费用，为变电站电气二次设计提供科学参考和指导，推动变电站系统功能有效发挥，为电力系统平稳健康运行奠定扎实基础，为我国电力事业发展提供不竭动力。