110kV總降壓變電站綜合自動化系統的應用探析

梅陵生

安徽銅陵有色金屬集團股份有限公司冬瓜山銅礦動力車間，安徽銅陵 244000

0 引言

隨著對變電站供電要求的逐步提升，變電站的綜合自動化系統也受到了很大的關注。110kV 總降壓變電站既是一個變電站，又是全工廠電力系統的調配中心，需要對下級各個車間的變電運行進行監控。與此同時，作為一個子站，它還要將運行的信息傳達給上級的調度中心，并受上級中心的控制。下面就讓我們將研究與變電站綜合自動化系統有關內容，來淺析一下110kV 總降壓變電站綜合自動化系統的應用。

1 110kV 變電站的發展過程

110kV 變電站是在60 年代才開始逐步走進普通的地級市的，由于當時的電力投資較少，電量負荷水平低，電網結構單一，在100kV 變電站的基礎上，大部分城市還用35kV 變電站作為輔助構筑高壓輸電的網絡。隨著我國經濟的快速發展，電力事業也得到了很大的進步，這時期的110kv 變電站電氣設備基本采取戶外敞開式安裝。此外，變電站的主線也比較復雜，這種變電站模式設備多，占地面積大，安全性也低，有許多缺陷。在進入90 年代中期之后，電力緊張的形式得到一定緩解，這時的110kV 電氣設備上出現了COMPASS，GIS 等設備，設備戶外敞開式的布置也轉為半戶內或全戶內的布置方式。新技術設備的引進，使得這時期的110kV 變電站主線變得簡單，主變容量也大大的增加。除此之外，變電站的自動化程度也不斷提高，可以實現無人值班的功能。這也是現在的100kV 變電站的情況，占地面積小，日常工作量小，自動化，安全可靠，受到人們的一致認可。

1.1 變電站電氣接線設計應用

電氣接線是變電站主要核心設計之一，主接線接入綜合自動化系統方式的經濟性和可靠性決定了變電站運行的經濟效益和安全性。在大多的大中型工廠里，110kv 變電站一般為終端變電站，接近負荷中心。我們介紹兩種變電站電氣接線的設計方案。方案一，如圖2-1（a）顯示，只裝一臺主變壓器的總降壓變電站主接線，通常采用一次側沒有母線，二次側有單母線的主接線。這個設計一次側用高壓斷路器為主開關，有著經濟且簡單的優勢，但供電的可靠性一般，適用于三級的負荷工廠。

第二種方案，見下圖2-1（b），則裝兩臺變壓器，為內橋式的總降壓變電站主線。如圖所示，一次側的QF10 高壓斷路器連接在兩路電源之間，像是一座橋一樣。并在線路斷路器QF12 和QF11 的內側，離變壓器比較近，所以稱其為橋接式連接。這個方案的供電較之第一種供電可靠性更強，運行的靈活性很好，適用一，二級負荷工廠。在WL1 線路發生故障或停電時，只要斷開斷路器QF11，兩側QS 合并，QF10 投入使用，就可以恢復WL2 對變壓器的供電。所以這種橋接式的連線設計還可用于故障頻發或常斷電，變電站變壓器不經常更換的的工廠，有較強的適應性。

1.2 變電站電壓無功自動化應用研究

我國的變電站電壓無功自動化調節一般采用分區控制原理，控制設備為補償電容組和調壓變壓器，然后用九分式的調節方式。對于變電站的無功和電壓自動控制，一般使用自動調節自動控制無功設備和自動調節變壓器的容量來達到，目前主要有分散控制，集中控制，關聯分散控制三種自動化控制方案。所謂的分散控制就是各個變電站根據自己當地的情況，自動調整變壓器位置和無功設備，用以控制該地區的無功功率和電壓都在規定范圍之內。實現地區供電的優化，提高供電范圍的用電質量，降低變壓器的損耗。集中化控制，顧名思義就是由調度中心對各個不同的變電站采取一體化的統一控制。這種方案理論上可以維持控制整體電壓的穩定和正常，提高系統運行的經濟性和可靠性。但這種方式對調度中心有很高的要求，需要系統的完全透明性，并配備無功優化控制軟件，各個變電站最好擁有智能執行單元來配合調度中心。至于關聯分散控制，就是在電力系統運行的時候，由各個變電站的分散控制設備進行自動調控，定值和調整范圍根據系統的經濟性和安全性事先就計算調整好，在系統負荷過大或緊急的情況下可以由調控中心對其進行直接控制，防治事故的擴散，滿足自動化運行的新要求。這個方法的優點在于當系統正常運作時，各個控制器可以自動執行隸屬變電站的無功，電壓調控，可以分散控制，分散責任，在緊急情況下，還可保證系統的安全，可靠性。

1.3 綜合自動化系統的自動檢測

110kV 總降壓變電站綜合自動化系統自檢技術是對裝置內部各個元件進行檢測，看是否有損壞故障等問題。要求其設計方案合理，保證當元件損壞時裝備不發生移動，且要發出警報信號，保證及時的對設備進行修理，這就是自檢的目的。主要有對CPU，數據采集系統的檢測。除此之外還可以對運行的設備進行監控，保證系統的正常運行。通過自動化系統的自檢與監測功能，可以保證系統的安全運行，即使在故障情況下也可以盡快恢復。

2 結論

110kV 總降壓變電站綜合自動化系統運用了當前先進的電子技術，計算機技術，通信技術及信息處理技術，針對過去變電站不安全，不可靠等缺點，實現了對變電站二次設備功能的重新優化組合。是一種可對變電站設備運行進行監控，檢測故障，協調的綜合自動化系統，大大的提高了系統的可靠性和經濟性，對變電站有著深遠的意義。

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