呂 品，黎 萌

煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264006

0 引言

在國家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的大背景之下，對作為基礎(chǔ)能源部門的電力部門，建設(shè)力度也得到不斷加強(qiáng)。當(dāng)前，由于我國能源資源相對缺乏，能源結(jié)構(gòu)不合理，能源供給能力和電力安全水平還需要進(jìn)一步提高。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，對電力的依賴度越來越高，生產(chǎn)、生活中需要有堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)作為重要保障，各類變配電站（所）作為電力運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其運(yùn)行的安全性和可靠性決定著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。因此，加大變配電站（所）電氣自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)研發(fā)力度，提高其自動(dòng)保護(hù)能力，可以最大限度地減少停電故障發(fā)生時(shí)間，提高變配電站（所）的平均無故障運(yùn)行時(shí)間，提高變配電站（所）供電可靠性。

隨著輸變電技術(shù)的日臻完善，電力系統(tǒng)變得更加巨大和龐雜，對變配電站（所）的運(yùn)行保障能力要求也越來越高，各類用戶對電力供應(yīng)的可靠性要求也越來越高。變配電站（所）自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)變配電站（所）運(yùn)行過程中發(fā)生三相短路、兩相短路、單相接地等故障，以及出現(xiàn)過負(fù)荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線等不正?，F(xiàn)象時(shí)，能夠快速反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報(bào)警，從而減少故障造成的停電范圍，減輕對電氣設(shè)備造成的破壞，確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1 變配電站（所）主要組成

變配電站（所）主要由電氣主接線及相關(guān)變電主要設(shè)備組成。具體包括：電氣一次接線，即電氣一次接線，主要是為了滿足預(yù)定的傳輸功率和運(yùn)行要求設(shè)計(jì)，對電網(wǎng)供電的經(jīng)濟(jì)、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行具有決定意義；電力變壓器，通過電磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)電力的不同電壓、電流的輸送，達(dá)到傳輸和分配電能的目的；高壓開關(guān)設(shè)備，通過對高壓電路的有效開合，確保電力系統(tǒng)的安全；互感器，其將電網(wǎng)高壓、大電流按一定的比例變換為標(biāo)準(zhǔn)低電壓、標(biāo)準(zhǔn)小電流以供變配電站（所）相關(guān)儀器、儀表使用的設(shè)備；避雷設(shè)施，通過這些設(shè)備可以在一定范圍內(nèi)保護(hù)相關(guān)電力設(shè)備免于受到雷電等惡劣電氣的破壞；母線設(shè)備，主要完成電能的匯集、分配和傳輸；無功補(bǔ)償裝置，主要是實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電能傳輸過程中的無功功率損耗，改善電網(wǎng)供電質(zhì)量；保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)對變配電站（所）的故障保護(hù)，減少故障導(dǎo)致的損失。

2 變配電站（所）電氣設(shè)計(jì)原則

變配電站（所）作為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)必須要從整體著眼，綜合考慮，把握好變配電站（所）電氣設(shè)計(jì)的科學(xué)原則。

2.1 一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

變配電站（所）一次系統(tǒng)要突出人機(jī)交互、自動(dòng)值機(jī)功能，通過發(fā)揮計(jì)算機(jī)的自動(dòng)處理優(yōu)勢，提高一次系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，減少人工作業(yè)量，提高系統(tǒng)的安全性。

2.2 二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

變配電站（所）二次系統(tǒng)主要包括：測量、保護(hù)、控制與信號(hào)回路部分。二次系統(tǒng)電氣自動(dòng)保護(hù)要突出雙路保護(hù)思路，在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)基礎(chǔ)上，要另外設(shè)置一套計(jì)量、信號(hào)采集、控制回路，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)保護(hù)控制。

2.3 主變保護(hù)

主變壓器是電力系統(tǒng)中的重要供電設(shè)備，其安全性能直接影響整個(gè)供電系統(tǒng)及電網(wǎng)的安全性，因此，必須要采取切實(shí)可行的措施，加強(qiáng)對主變壓器的保護(hù)與控制。通過傳感器技術(shù)實(shí)時(shí)采集主變設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)，采取瓦斯保護(hù)、變壓器相關(guān)側(cè)過流保護(hù)等措施，實(shí)時(shí)監(jiān)測主變運(yùn)行狀態(tài)，并自動(dòng)進(jìn)行保護(hù)調(diào)整。

3 變配電（站）自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 一次系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)

根據(jù)一次系統(tǒng)電氣自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為保護(hù)系統(tǒng)的主控設(shè)備，加大對各類設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集與分析處理，通過一次系統(tǒng)電氣自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，合理控制電氣開關(guān)的動(dòng)作，確保系統(tǒng)在合適的時(shí)候自動(dòng)進(jìn)行切換。

3.2 二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

繼電保護(hù)要區(qū)分層次進(jìn)行設(shè)計(jì)，對高壓供電系統(tǒng)要綜合考慮采用計(jì)算機(jī)保護(hù)，并且要盡可能采用相關(guān)綜合自動(dòng)化控制單元，提高保護(hù)的可靠性。對于低壓供電系統(tǒng)保護(hù)可采取以傳統(tǒng)的繼電保護(hù)為主、綜合自動(dòng)控制保護(hù)單元為輔的模式進(jìn)行保護(hù)，在條件允許的情況下，可以高配置進(jìn)行繼電保護(hù)，以提高系統(tǒng)的安全性能。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要完成對系統(tǒng)各類測量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，變配電站（所）根據(jù)設(shè)計(jì)需要，將各類參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)提前寫入系統(tǒng)，系統(tǒng)通過各類傳感器采集電壓、電流等信息，測量為交流采樣，直接從電流互感器或電壓互感器取交流電流信號(hào)或交流電壓信號(hào)，并與系統(tǒng)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較，根據(jù)兩者之間的差值指揮相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的保護(hù)。同時(shí)，要綜合考慮集中自動(dòng)控制的優(yōu)缺點(diǎn)，防止因功能過度集中而導(dǎo)致任務(wù)過重，速度和效率受到制約，影響系統(tǒng)可靠性等，加強(qiáng)對系統(tǒng)的綜合布線與設(shè)計(jì)，防止發(fā)生主機(jī)冗余，減少系統(tǒng)維護(hù)量，節(jié)約維護(hù)成本。

同時(shí)，要加強(qiáng)信號(hào)回路的設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)誤動(dòng)作的機(jī)率，確保系統(tǒng)安全。根據(jù)電壓等級的不同，采取不同的接地模式。要按照分布式、開放化和信息化的要求，加強(qiáng)對控制回路及信號(hào)回路的控制與設(shè)計(jì)，盡量采用模塊化設(shè)計(jì)，以達(dá)到分散危險(xiǎn)系數(shù)的目的，確保控制回路的絕對安全。要采用合適的合閘與分閘繼電器輸出接點(diǎn)，將其并連接到開關(guān)柜的合分閘開關(guān)或按鈕上，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，完成合分閘操作。對于系統(tǒng)的合分閘繼電器接點(diǎn)與開關(guān)柜上合分閘開關(guān)或按鈕之間應(yīng)同時(shí)具備手動(dòng)與遠(yuǎn)程自動(dòng)轉(zhuǎn)換兩種功能。對于不同的供配電系統(tǒng)選擇不同的接線模式，選用不同的轉(zhuǎn)換和控制模式，以實(shí)現(xiàn)最佳控制，進(jìn)一步降低故障率。

3.3 變配電站（所）綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

變配電站（所）綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，由管理計(jì)算機(jī)通過通信電纜與安裝在現(xiàn)場的所有具有計(jì)算機(jī)保護(hù)與監(jiān)控單元進(jìn)行信息交換，完成測量，繼電保護(hù)，信號(hào)與控制，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的綜合系統(tǒng)。中央控制計(jì)算機(jī)可以向下發(fā)送遙控操作命令與有關(guān)參數(shù)修改，隨時(shí)接受微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控單元傳上來的遙測、遙信與事故信息。管理計(jì)算機(jī)就可通過對信息的處理，進(jìn)行存盤保存，通過記錄打印與畫面顯示，還可以對系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，通過上述采集單元可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理事故，減少事故停電時(shí)間，通過中央控制可以合理調(diào)配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化資源配置和運(yùn)行調(diào)度，提高電力運(yùn)營的現(xiàn)代化水平，為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量。

[1]周業(yè)榮，嚴(yán)映峰，宋柯.瀑布溝水電站電氣二次系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)介紹[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2010(6).

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