110KV智能變電站電氣自動化設計方法分析

高麗麗 王振鵬

摘要：智能變電站為智能電網發展中的重要組成部分，有效的保證了變電站運行的穩定性，滿足電網可持續發展的要求，但是在當前智能變電站中，電氣自動化設計的問題較為突出，影響智能變電站的正常工作，因此需要相關技術人員加強對電氣自動化設計問題的深入性分析，根據實際情況采取更加科學的優化方案。本文論述了110KV智能變電站電氣自動化設計方法。

關鍵詞：110KV;智能變電站;電氣自動化;設計方法

一、110KV智能變電站的概述

（一）內涵

智能變電站主要是指利用現代化的智能設備通過相對應的組合以及架構，實現變電站信息的數字化和通用平臺的網絡化，并且自動對電力網絡運行性進行全面的采集以及測量，根據實際情況做好輸配電網的全面控制和在線決策，通過其他和互動等功能來加快信息傳遞的速度，從而達到良好的調控效果。智能電站為新型的變電站形式，在數字化變電站基礎上演變而來的，能夠通過自動化和智能化的相互協調，滿足智能變電站和電網管理的控制需要。

（二）結構

在110KV智能變電站中按照行業的標準進行數據的建模，在此平臺中加快信息傳遞的速度，智能變電站自動化系統在結構上要劃分為一次設備和二次設備，網絡結構分為三層，首先為站控層，由變電站監控系統和遠動系統而組成，能夠實現全站設備的監測以及控制，并且更加快速完成數據的采集以及獲取，例如采集電能量信息和保護信息等等，為后續管理工作提供重要的基礎，第2層為間隔層，包含的是保護和測量等功能，之后要接入到其他的智能設備中完成設備功能的轉換，單間隔設備中能夠具備良好的保護測控功能，同時也可以根據間隔對象完成資源的優化配置，按照各種遠方輸入和輸出的方式實現數據的多方位交互，以此來提高整體的設備管理效果。最后為過程層，主要是智能終端和合并單元等智能組件，由他們來完成開關量和模擬量的采集，并傳達相對應的控制命令，以此來完善智能變電站的功能。

二、智能變電站常見的電氣故障

在進行110KV智能變電站電機自動化設計時，要分析在以往電氣系統運行中的故障問題，不斷的提高整體設計方案的針對性，為后續系統運行奠定堅實的基礎。首先第1個故障為變壓器的故障，變電站的核心設備為變壓器，一旦發生火災會釀成較大的安全事故，并且在變壓器中如果出現短路情況，那么會在設備內部瞬時出現較大的電流沖擊，導致變壓器穩定性很難得到充分的保證影，響后續運行維護工作的順利進行。

第2個常見故障為次級設備故障，例如繼電保護自動裝置采取了小型集成電路之后，在使用時內部結構較為復雜，可靠性和難滿足相關的標準，并且隨時時間的不斷推移，故障問題在不斷的加重。影響設備正常運行也會對系統內部造成嚴重的損耗，帶來的影響后果較為突出。

第3個常見故障遠動功能不健全，這也是當前大多數變電所中所暴露出來的問題，特別是無法準確的為變電所的控制中心提供更加準確的信息，在進行系統調整時，也無法提出更加科學的應對方案，對后續工作所產生影響因素較為突出，導致變電站運行效果很難得到全面的提高，限制了行業的發展和進步。

最后一個故障為抗干擾能力較差，國內使用的電站自動化系統不能和

廠家設備相互操作，導致抗干擾能力在不斷的降低，影響設備的正常使用。

三、110KV智能變電站電氣自動化設計的方法

（一）自動化系統的繼電保護

在進行110KV智能變電站電機自動化設計時，要劃分好不同工作層次，按照不同工作任務確定新型的設計方案，從而使得進行自動化設計效果能夠得到全面的提高。首先為自動化系統的繼電保護功能，在實際設計時要通過繼電保護的優勢來監測變電站機電設備的異常情況，如果在使用時發異常情況，要快速的完成信息的傳達，提醒人員采取更加科學的應對方案，避免對設備造成嚴重的損耗。在變電站安全運行管理時，要通過檢測技術的應用，搜集變電站運行的相關信息，以此來為后續控制工作提供重要的基礎。繼電保護功能包含的是變壓器保護和母線保護等不同組成部分，能夠實現全過程的設備保護。在電站內部也可以通過繼電電裝置可靠性和靈活的優勢形成完整的系統保護機制，從而滿足正常供電的要求以及標準，提高后續設備運行的平穩性。在系統設置時，要嚴格的按照電力裝置過電壓保護和絕緣配合的要求，設置相對應的防雷接地系統，多方位地滿足整體安全管理的要求，從而使系統運行效率能夠得到全面的提高，突出自動化設計的優勢。

（二）信息收集、處理功能

在自動化系統中要具備數據采集和收集的功能，在系統設計時需要做到實時監控，了解變電站的運行情況。在收集信息時采取的是遠程通訊系統，為了保證變電站正常運行需要，系統隨時隨地收集相關的資料，一旦發生數據有異常情況時，那么要根據之前所設定的指令進行判斷以及檢查，采取更加科學解決措施，將故障扼殺在搖籃之中，避免故障的進一步擴大。在自動化系統設置時，要配置相對應的掃描技術，做好數據的及時更新以及調整，從而使得電氣自動化設計效果能夠得到全面的提升。

在信息處理方面，要根據繼電保護等內容記錄檔案，包含了日報表和月報表，為后續變電站管理提供重要的數據。變電站管理者通過可視化操作頁面全面的分析變電站運行情況，獲取有關電站的運行信息，達到良好的控制效果，之后配合著遙控通信功能，更加清晰的顯示變電站的設備運用信號，及時的發送給反饋控制中心。在收到信號之后要完成變電站全面控制的工作任務，以此來提高整體的工作效率，節約不必要時間的浪費。

在數據處理模塊設計時，要將整個模塊看成不同的單元來進行合理化的設計，在其中可以融入互感器裝置對相關數字信號進行快速的采集之后，再傳入到相對應的平臺中，做好信號傳輸頻道的科學調頻，實現數據的多方位處理。在實際設計時需要加強對互感器設備電流和電阻的科學檢查，從而使數據監測能夠具備較強的精準性。在前期設計工作中，可以將這一方案在計算機中進行全面的模擬，查看數據流通情況，以及在流通時所存在的問題，不斷的優化整體的設計方案，為后續管理工作提供重要的支持

（三）數據分析報警系統

在數據分析報警系統設置方面要更加快速地獲取故障信息，并且馬上傳送到調度中心，在數據采集時要根據溫度變化的曲線了解情況，在系統運行時主要是將采集到的溫度信息通過傳遞送達到主控單元中，之后配合著計算機程序的作用來計算出設備當前的溫度變化規律，通過主控單元的內儲存變電一次設備運行狀態數據進行比較，以此來確定當前設備運行狀態。這樣一來可以快速的發現在系統運行中所存在的故障隱患，提高后續管理的效果。在實際管理時如果出現設備故障，那么主控單元要馬上啟動報警功能，這樣一來可以減少供電事故的發生。在監控時還要進行電氣線路和變壓器設備的全面控制和管理，自動化的記錄設備行時的生產情況，有助于為后續維護工作提供重要的資料支撐，提升整體管理的效果。

（四）智能化一次性設備設計

在智能化一次性設備設計方面，要實現不同功能的相互總和，為后續管理提供重要的基礎。在一般情況下智能高壓設備的構成單元為固定組成，例如設計單元和保護單元等等，每一部分的功能既是獨立也是相互協調的，通過同步功能來完成運行數值的轉換，在實際設計時要通過智能化一次性的靈活性和完整性來進行日常的管理，并且采取自動化設備進行功能廣泛的延伸和分層，做好各系統之間的層次性劃分，例如可以將變電站設備和傳感器進行相互的結合科學的布置設備排列方案，以此來提高整體的管理效果。在實際設計時，注意要將智能化一次設備的獨立性進行全面的凸顯，完成高壓電的科學檢測。雖然智能化一次設備的組織方式不同，但是其具備較強的靈活性，因此可以通過內線組合的方式滿足高壓設備的正常運行要求，提高整體的設計效果。

其次在一次智能設備設置方面，要通過智能化控制來調控最終的調壓開關，監測主變壓器的電量以及氣體特征等等。并且智能化開關的融入也是非常重要的，要通過斷路器的狀態進行數據的采集以及分析完成各種的有效控制，提高整體的設計效果。

（五）配置監測設備

在智能化變電站中自動化的功能不僅僅要體現在信息的搜集和采集上，更能夠體現在設備自動化檢查方面，根據之前所制定的檢查要求，做好變電設備故障信息的及時分析，采取更加科學的維護策略，保證設備的平穩運行。首先在監測設備設計方面功能要放在局部放電情況的檢查上，通過組合式的功能進行電線區域的科學劃分，在在線監測系統中要利用傳感器和交換機進行多模塊的管理，完成后續信息采集和加工的要求，例如通過主控模塊能夠完成數據的有效監督，之后再配合數據庫儲存相對應的數據，按照不同數據的標準學的劃分，進一步的完成屬性數據階段性管理。在后續系統設計時還可以融入傳感器技術，按照模塊要求做好單元的劃分

之后，再通過數據的提取獲取診斷的數據支撐以數字化的方式進行全面的傳達之后，再配合著在線監督設備做好層次性的劃分。在相關后臺系統支持下，能夠實現數字信息的傳達以及應用，以此來提高整體設計效果。在進行變電站監測系統設計時，要快速的完成變壓器的在線監測，根據相關的要求，對數據連接情況進行針對性的監督，將接地線連接情況進行數據的總和之后，再根據變電站的規模情況確定好傳感器的數量。在系統方案優化方面，要根據之前所搜集到的數據進行科學的分類，再根據傳感器的分布來確定異常信息，在后臺操作時整合相對的數據，從而達到良好的監管效果，滿足后續安全性管理的要求。

（六）二次設備的布置設計

在二次設備布置設計時，要采取集中式的布置方式，根據二次設備的特點選擇與之匹配的保護裝置和監控系統，以此來提高整體的設計效果。在二次設備布置設計方面較為集中，雖然各個設備空間并沒有特殊要求，但是要特別注意，二次設備控制系統和監視系統要采取組屏方式，有針對性的利用相對應的保護系統，防止在后續線路運行時存在較為嚴重的干擾因素。值得注意的是，在實際設計時要保證繼電室的備用屏位大小，占總體屏位的10%，合理的配置好機電室內部的不同設備，遵循一體化的設計原則，提高整體的設計效果。在二次設備電源設計方面，可以采取直流系統，用于站內不同設備的供電，直流系統要設置滿足站內供電需求的蓄電池組，充電裝置要設置高頻開關電源，每組充電機選擇不同的模塊，并且配置相對應的監測裝置。采取混合式的供電方式來進行良好的供電，逐漸提高整體的配置效果。

結束語：

110KV智能變電站電氣自動化設計的意義較為突出，因此在實際設計時需要實際人員根據實際情況做好科學的劃分，了解不同設備的運行特點和相互的關系，總結以往工作經驗，為后續設計模塊的優化提供重要的基礎，從而使110KV智能變電站電氣自動化設計水平能夠能量全面的提升，促進我國電力行業的穩定發展和進步。

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