變電站工程電氣二次設計分析研究

杜旭輝

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，數字化技術和智能化設備的使用已經成為電網領域提升自身工作效率的主要發展趨勢，技術人員要充分做好變電站的建設工作，根據變電站的實際選擇使用最適合的數字化技術，在短時間內構建最適合后續發展的工作網絡，促進智能電網的順利建成，促進電網在運作的過程中發揮出其最大的效率。

關鍵詞：變電站;電氣二次設計;負載校驗

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）07-083-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.041

工業化進程的快速發展切實促進了社會生產力水平的不斷提升，百姓生活質量也在這一背景下得到了顯著完善，各種功能和型號的電氣設備被廣泛應用到各行各業，社會各界對于電力資源的需求量也呈現出逐年增長的態勢。在電力操作系統中，變電站可以對現有電壓進行動態調整，確保社會各部門都可以使用最適宜電壓的電力資源，使電力運輸長期保持安全穩定的狀態，具有十分重要的作用。在變電站運營過程中，電氣二次設計具有極為重要的價值，其主要功能表現在實時監測變電站工作狀態，記錄和測量各種數據信息，工作人員也能夠根據實際情況調整狀態，保證數字化變電站的順利建成和使用。

1 電氣二次設計的應用原則

1.1 基本原則

對于數字化變電站而言，以往的電氣二次設備主要由繼電保護裝置、故障錄波裝置、遠動裝置等裝置組成。這些復雜的電氣二次設計工作在實施過程中，需要相關設計人員依照原本的模塊實施設計工作，每類設備之間要經過高速網絡的連接。電氣二次設計工作在實施時不會重復出現具有相似功能的接口，很多常規功能裝置可以在電氣二次設計工作的支持下轉變為具有針對性功能的操作系統[1]。數字化變電站的技術人員所使用的互感器能夠輸出電子信號，這種互感器在處理電壓信號的過程中不會出現任何誤差，保證各項數據信息的真實度，整個系統的工作精度都可以在原有基礎上得到顯著提升。數字化變電站的數據往往通過光纖進行傳輸，從根本上排除其他因素信號對數據信息真實程度的干擾。變電器的基本參數信息如表1所示。

1.2 同期合閘

在變電站的運行過程中，技術人員通常采用同期合閘的操作方式，對變電站的工作狀態進行調整，保證同期合閘操作的順利進行，有效減少變電站工作中出現的安全隱患，使系統在運營過程中具備更高的穩定性。技術人員不僅要提升工作效率，更重要的是保證操作環節在安全穩定的環境中順利開展，每個同期裝置都必須具備相應的閉鎖功能，從根本上杜絕出現操作上的誤差。

對于差頻同期而言，技術人員需要保證系統角差值為零的時候進行合閘，這種操作方式能夠減弱系統產生的沖擊。在電場中，并網起到了發電機的作用，要求其工作效率較高，這樣才能夠準確捕捉第一次零角度合閘，切實保證所有電力資源能夠得到合理應用，不會產生電力資源浪費的情況。在數字化變電站運營的過程中，系統應該具備自動識別功能，才能在第一時間了解并網的性質，并在較短的時間內了解服務對象的類別，根據實際情況采取多條路線共用的工作方式。

變電站可以應用自動化的電腦系統操作同期選線器，通過控制上位機，選擇最為適合的同期點。控制器在工作過程中可以根據實際情況使用最適合的數學模型，精確捕捉差頻并網中首次出現的相差信號，切實保證無沖擊并網工作的順利進行，需要相關技術人員注重使用這種嶄新的技術，在執行工作任務時拓寬思路[2]。

2 電氣系統的設計內容

2.1 測量

數字化變電站在運行的過程中會設置雙方向的電度表。在10kV的線路中設置三相四線的有功電度表，在電容器線路中應設置無功的三相四線電度表。在最核心的電度表上，技術人員要根據實際情況設置適當數量的電壓檢測儀，實時監測每個電壓路線的實際運作情況。

2.2 電能采集

技術人員要根據實際情況，為變電站配置一套適合的電能采集裝置，并配置一面組屏，采集裝置的使用能夠讓技術人員更好地利用監控系統接口，保證內部數據信息都可以得到精準采集，并依照既定的指令記錄和存儲所有定量數據，防止出現數據丟失的情況[3]。

2.3 直流系統

整個變電站需要設置一套配套的直流系統，技術人員需要按照雙重雙饋的原則選擇配置，這套配置能夠更好地服務于變電站內部的電氣二次設備，并且能夠更好地為通信自動化系統提供電力能源。直流系統一般情況下需要采用110V電壓，并且需要選擇使用300A時的蓄電池組，根據實際需要選擇適合數量的蓄電池，平均將其分配為兩組，按照兩小時的指標考慮事故停電產生的時長。直流系統一般情況下會采用單母線的方式實施分段接線，每個工作節點需要設置分段開關，每一段母線都需要在電路中配備相應的充電裝置和蓄電池組。充電裝置在使用的過程中會選用高頻開關電源，工作模塊需要按照N+1的指標進行配備。每組充電機需要選擇和使用4個模塊，在選用蓄電池的時候，應該采用閥控是蜜蜂鉛酸電池，這種電池在使用的時候需要利用專門的蓄電池。每套系統在使用的時候，他應該配備一套微機絕緣檢測裝置，并且需要配以一套蓄電池的容量監測儀器，這樣能夠更好地采用混合型供電系統。110kV的變電站一般情況下都會利用放射性供電裝置，每隔一段時間，電路系統會按照雙回路的方式直接從直流虧相平裝置當中獲取相應的電力資源。對于10kV的工作部分，需要采用相應電壓，10kV的母線實施分段設置，每一段母線在使用的過程當中，都需要依照雙回路的形式來配置。

2.4 站內監控系統的構建

技術人員在設置相關的監控系統時應進行多方面的思考，要以間隔的區間為基本單位，根據實施對象的實際情況執行系統設計工作，監控系統中的總控制開關應積極采用雙機配置的設備。整個系統在建設時總共分為兩個層級，其一是站級層，其二是間隔層。設置網絡時要根據雙網運作模式進行精細化考量，通信介質需要根據實際需要選用適合規格的雙絞線，也可以根據實際情況使用更加適合的光線。站級層在運作時應選用總線型結構，其中包含監控設備、終端以及打印機等多種設備輔助日常基本工作的順利進行。間隔層在運作時應采用總線型網絡，技術人員需要根據實際需求采用最為適合的10kV的測控設備，要設置10kV規格的開關柜。主變測控裝置要具有保護功，并放置在主控室中。其他智能設備在使用時可以通過通信口或者是相關智能設備進入到監控系統中。使用三級控制方式也是極為重要的，斷路器的工作狀態以及監控系統都能夠通過操作保護屏進行調整[4]。

2.5 繼電保護裝置及安全自動設備的使用

主保護為一個具有二次諧波制動功能的電腦系統，以及具備主變本體非電量保護裝置組合而成，更好地保護位于動作跳變壓器兩側的斷路器裝置，同時要配備保護110kV的復合電壓過流保護裝置，根據實際情況，為了能夠讓保護效果得到提升，還可以在其兩側設置零序過流保護裝置，無論是主保護還是后備保護裝置都需要放置在同一個機箱內部。10kV側應該根據變電站的實際情況設置安裝一個10kV的復合電壓過流保護裝置，作為10kV的母線和饋線設備的近端故障后備。10kV線路需要采用具有分散式特點的微機型速斷裝置，還要具有失壓保護功能，具備過流保護功能，并設置不平衡電流保護裝置。變電站具有10kV的中性點，技術人員需要在其附近安裝消弧線圈的接地裝置，這種接地裝置本身需要具備跳閘出口性能，才能對變電站實施更加全面的保護。

3 結語

電氣二次設計工作提出了諸多設計思路，促使變電站能夠在更為安全穩定的環境中順利運作，保證變電站工作更加可靠穩定，并滿足當今社會的實際需求，提高變電站在執行工作任務時的效率，為社會各個領域電力資源的高效使用作出重要貢獻，推動我國的經濟建設取得長足進步。

參考文獻

[1] 陳肖珂.基于大中型常規集中式光伏并網升壓站的電氣二次設計分析研究[J].通信電源技術，2021，38（2）：50-54.

[2] 王寶英.供電110kV變電站的電氣二次設計研究[J].中國高新科技，2020（20）：19-20.

[3] 齊凱.電氣二次設計常見問題探討[J].電子世界，2020（7）：77-78.

[4] 李濤.智能變電站的電氣二次設計策略研討[J].科技資訊，2018，16（32）：53，55.