探析110kV綜合自動化變電站的電氣二次設計

蘭州同展電力技術有限公司 江華剛

變電站具有電力輸出和轉換功能，能夠承擔電網系統監測管理的主要責任。隨著信息技術發展和電力體系建設，綜合自動化技術獲得明顯改善和加強，在這種條件下其應用普及程度更加廣泛，變電站綜合技術的發展逐漸向分散式自動化系統靠攏。變電站二次設計正從功能板塊向細節對象進行轉變。系統建設運行不僅需要考慮某一方面的功能，更需要注重系統性和整體功效，確保其功能效用穩定發揮，維護變電站系統的開放性和分散性原則。

綜合自動化技術對變電站的影響作用十分明顯，在進行電氣二次設計時對設計方法、設計思路具有很強的干擾性。在這種條件下，設計工作者的思想觀念仍處在落后情形，設計方法過于傳統，由于計算機信息知識比較匱乏，電力理論基礎相對薄弱，在進行變電站綜合自動化技術電氣二次設計時，很難了解和掌握其中的不確定因素，文章從110kV綜合自動化變電站的電氣二次設計入手，力求為電力行業發展提供有力參考和依據，推動電力系統升級優化。

1 變電站綜合自動化系統與變電站電氣二次設計的異同

變電站綜合自動化體現出較強的系統性和信息化水平，信息技術與通信手段緊密結合，能夠實現變電站遠程監控和管理目標，從而保障電力系統平穩健康運行狀態。變電站綜合自動化系統能夠有效實施信息交流與共享，從而保障監測運行的完整度。變電站電氣二次設計是在一次設計的基礎上完成的，電氣一次設備正常維護、管理和監測能夠確保電壓等級有序變換，同時為電能運輸、分配提供正確途徑。

變電站綜合自動化系統是變電站電氣二次設計的組成內容，對一次設計起到鞏固加強作用。變電站綜合自動化系統需要運用計算機、信息科技等先進技術手段，確保其功能質量的完整程度。變電站綜合自動化系統和電氣二次設計具有相同功效和作用，具體包括繼電保護、自動跳合閘、防誤閉鎖、直流系統、備自投、定值傳送和后臺監控、遠程通信等板塊。上述功能板塊的有效執行可以充分體現出變電站綜合自動化系統和變電站二次設計之間的異同點。

2 變電站綜合自動化系統與電氣二次設計的功能要求

2.1 繼電保護

繼電保護在變電站結構組成當中占據絕大部分比例和地位。如果缺乏繼電保護裝置，變電站運行就會出現失誤和混亂。因此變電站保護板塊和監控系統要獨立區分，如果變電站在運行過程中發生故障或癱瘓情況，需要繼電保護裝置能夠正常運行。現階段綜合自動化系統對變電一次裝置，如變壓器、線路和電容器等都配備相應的監測保護系統，能夠有效采集各系統板塊運行狀態和實際信息，最終起到隔絕保護功效。

2.2 跳合閘操作

綜合自動化系統能夠有效控制斷路器、隔離開關、接地刀閘等裝置，實現遠程監控和感知作用，依靠完整的閉合回路保障系統運行健康良好。變電站電氣二次設計需要準確理解并掌握設計目標與原理，確保變電站跳合閘操作能夠平穩有序進行。其中110kV的斷路器需要配置獨立操作系統。而10kV的斷路器可以直接和跳合閘操作裝置進行閉合連接。對地刀而言一般比較容易操作，遙控設計也非常簡單。隔離開關通常由測控裝置發出信號，然后進行開關反應與跳合閘操作。

2.3 四遙

四遙作為變電站的基本組成部分，其他功能有效發揮需要建立在四遙結構完整的情況下，各系統板塊之間進行四遙數據共享和交流操作。綜合自動化系統負責數據信息收集、整理和存放，并反饋給終端管理平臺。電氣二次設計需要充分考慮變電站運行、維護和事故分析等影響因素，對不同信號內容進行區別劃分，確保信息傳遞工作準確無誤，選擇合理的信號傳輸手段和裝置完成各項操作要求。

2.4 小電流接地選線功能

當前世界各地的綜合自動化生產廠商，都不具備單獨的小電流接地選線裝置，通常情況下需要根據測控裝置來進行替代和補充，后臺監測管理系統也能承擔相應的替代功效。通常情況下選擇310、3UO或者其增量判斷接地故障是否存在，或者運用5次諧波方式也能判斷出接地故障是否發生。其中310、3U0的數據信息來源于10kV的保護測控裝置，信息數據能夠通過網絡信號傳遞給相應的處理區域。很多大型變電站10kV出線屬于電纜，對地電容非常明顯，為了有效降低雷擊風險和隱患，可適當考慮運用獨立小電流接地選線裝置進行保障和支撐，維護變電站系統的穩定性和健康性。

2.5 防誤閉鎖

防誤閉鎖在設計過程中應當考慮以下幾個方面的問題：對于可能引發高壓設備出現誤操作的現象和行為，應當采取積極防誤閉鎖措施。防誤閉鎖主要包括電氣防誤閉鎖和微機機防誤閉鎖兩種類型。電氣防誤閉鎖是一種電氣聯動效應，需要依靠設備輔助接點連接達到閉鎖目的，這種方法對電纜的用量需求比較大，線路連接也比較復雜繁瑣，給運行管理工作帶來極大不便。與此同時，輔助接點還會出現不穩定情況.

防誤功能和二次接線密切相關，不能隨意增加或者變動。微機機防誤閉鎖主要依靠程序控制斷路器、隔離開關、接地刀閘等操作閉鎖流程，能夠實現防誤閉鎖數字化管控，有效彌補電氣閉鎖無法實現或獨立完成的防誤空缺，具有很高的智能化應用效果，并且功能完備、可操作性較強、有利于增加和補充相關信息。隨著變電站綜合自動化技術的成熟發展，很多變電站生產廠商把這套系統設置在相應的板塊區域當中，能夠有效保障防誤閉鎖系統化管理與操控，體現出較強的先進性和科學性[1]。

2.6 備自投

變電站備自投供電方式主要包括以下幾種：首先是母聯分段供電方式，需要兩個電源進行供電，互相發揮協調配合作用，這種方法也被稱作暗備用方式；其次是雙進線向單母線供電方式，一根進線負責供電、另一根留作備用，這種方法叫做線路備自投方式。變電站綜合自動化系統中的備自投裝置會對系統電壓、電流和斷路器數據信息進行詳細分析與研討，判斷充電、放電條件是否滿足運行要求。電氣二次設計是為了選擇恰當的備自投裝置和方法，有效維護變電站各系統板塊之間平穩健康運行，實現自動化與信息化管控目標[2]。

2.7 低周減載

110kV、10kV線路的低周減載功能需要通過綜合自動化系統保護裝置來完成，不需要單獨進行系統板塊設置和建立，因此變電站電氣二次設計難度明顯降低，線路布置和操作也相對簡便一些，變電站工作人員工作難度和任務量都會大打折扣。

2.8 直流系統設計

直流系統能夠為綜合自動化變電站提供充足能源與動力，確保變電站能源輸送穩定持續，有效提升變電站的綜合性能與實際功效。在這種條件下，變電站功能效用的發揮應當突破斷電限制，通過合理設置供電電池，實現變電站無障礙供電和運行，有效保障變電站運行狀態的良好和電力處理水平健康。直流系統電氣二次設計通常需要計算機信息技術發揮穩定保障和促進作用，為電力輸送轉化提供健康保障。

2.9 實時監控

綜合自動化變電站能夠對系統板塊實現有效監測。在信息技術的推動保障下，變電站系統運行更加暢快平穩，監控裝置能夠對整個變電系統實施全方位監測，確保其運行情況能夠良好，實時記錄并收集有關數據信息，經過合理分析和判斷對變電站整體情況做出評估，針對存在的不足和缺陷及時反饋給管理人員，有針對性的提出解決和應對措施，確保電力系統完整性和健康程度不受損傷。

2.10 故障信息收集

傳統的變電站問題故障處理能力比較低，一旦發生故障需要耗費大量人力物力進行修復和完善。綜合自動化變電站能夠實現數據信息的有效記錄，在出現故障問題時能夠及時反饋給工作人員，方便其制定解決方法和應對措施，能夠有效降低事故發生的風險和概率，為工作人員減輕負擔和壓力的同時減少工作量，為電力系統建設發展打下堅實基礎，維護電力運行轉化的安全性和穩定性。

3 電壓無功補償

按照系統運行規律進行無功調節或者人工操控。進行自動控制時要按照電壓、規律和無功負荷等做出綜合反應，有效保障變電站綜合自動化功能成效穩定發揮。

電氣二次設計應當注意：控制調節變壓器抽頭位置或投退電容器組的信號，充分保障信號傳遞和收集的完整性，為電力系統健康運行創造有利條件[3]。

3.1 定值傳送

依靠后臺監控機或調度端進行微機繼電保護裝置定值查看，有效實行遠程操控和數據修改等操作。為變電站工作人員減輕工作負擔和壓力，優化操作流程與實際規范。綜合自動化系統對變電站的管理控制非常重要，它能為二次設計工作節省大量時間和精力，進一步保障變電站的運行水平和健康狀態，為變電站功能效用的穩定發揮奠定扎實基礎，有效促進電力事業的鞏固發展。

3.2 后臺監控

綜合自動化變電站與傳統控制管理方法不同，它通過選擇監控機替代傳統中央顯示屏，進行監控系統有效布控。很多綜合自動化系統已經增設專門的工作站點，并對原有監控系統進行有效加強和鞏固。如果有專門人員負責值班輪守，監控系統會在后臺終端平穩運行，工作人員通過CRT屏幕或者鍵盤鼠標就能完成各項操作。如果變電站無人值守，人機聯系功能需要通過上級調度中心來完成，依靠雙重保障作用，變電站監測作用能夠最大限度發揮出來。

后臺監控系統直接連接有關線路，沒有直接連接電氣設備等有關裝置，因此電氣二次設計不需要考慮太多因素和干擾情況。計算機信息設備需要運用交流電源進行保障和支撐，其供電過程不具有平穩性和可靠性，應當同時運用交直替換等保障措施，選擇交流電源與直流電源互相搭配，確保變電站供電系統穩定運行，推動電力事業邁向更高水平和臺階。

3.3 遠程通信

變電站數據信息應當及時管理和存放，變電站運行過程中會產生大量的數據信息，其中包括正常運行數據和故障問題信息，在這種條件下，工作人員需要按照實際情況對數據信息進行詳細了解和掌握，并開展合理分析和應對方法。確保變電站各系統板塊都能平穩健康運行。保障變電站遠程操控和實際作用功效都能穩定發揮，為我國經濟發展和社會生產力提供安全保障。

4 結語

綜上所述，電力行業發展建設對我國經濟水平起到重要保障作用，其中變電站運行狀態對電力系統功能效用穩定發揮起到維護保障作用。在這種條件下，110kV綜合自動化變電站電氣二次設計尤為重要，很多電力企業都展開深入研究和探討。

眾所周知，變電站包括眾多板塊和系統，各系統間相互作用，具有穩定功效和作用，很多系統板塊在變電站當中發揮不可替代的作用，在進行電氣二次設計時，需要深入分析并討論電氣設備功能板塊的具體內容，在一次設計的基礎上加以補充和完善，有效發揮二次設計的主要功效。在進行電氣二次設計時需要制定合理的方案和執行計劃，有效節約變電站投入成本和建設費用，為變電站電氣二次設計提供科學參考和指導，推動變電站系統功能有效發揮，為電力系統平穩健康運行奠定扎實基礎，為我國電力事業發展提供不竭動力。