李偉

（榆林電力設(shè)計(jì)院 陜西榆林 719000）

110kV綜合自動(dòng)化變電站電氣二次設(shè)計(jì)研究

李偉

（榆林電力設(shè)計(jì)院 陜西榆林 719000）

當(dāng)今，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，愈發(fā)成熟，這對(duì)變電站電氣二次設(shè)計(jì)提出了更高的要求?，F(xiàn)階段，一些設(shè)計(jì)人員在電氣二次設(shè)計(jì)中仍存在不足，使得電氣二次設(shè)計(jì)存在隱患。筆者將參照以往的工作經(jīng)驗(yàn)，以110kV綜合自動(dòng)化變電站為研究對(duì)象，著重研究電氣二次設(shè)計(jì)問(wèn)題。

110kV變電站；電氣二次設(shè)計(jì)；研究

隨著經(jīng)濟(jì)的提升增長(zhǎng)，在大力發(fā)展電力企業(yè)這一背景下，電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了空前規(guī)模的發(fā)展，并取得巨大成就，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，與此同時(shí)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜。人們將綜合自動(dòng)化系統(tǒng)引入到變電站管理活動(dòng)中，除增加了變電站運(yùn)行有效性、可行性外，也將無(wú)人值班變成了現(xiàn)實(shí)。目前、雖然智能化變電站嶄露頭角，但作為安全、穩(wěn)定、可靠、大范圍使用的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變電站，以其特有的優(yōu)點(diǎn)，仍然具備設(shè)計(jì)、研究的強(qiáng)大生命力和必要性。

1 綜合自動(dòng)化變電站主要特性

綜合自動(dòng)化變電站，指把現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到變電站內(nèi)部的二次設(shè)備，有機(jī)整合變電站的基本功能，達(dá)到信息資源共同分享，可監(jiān)測(cè)變電站的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，并可統(tǒng)一協(xié)調(diào)。它將防護(hù)、監(jiān)控與通信等實(shí)施整合處理，依據(jù)特定功能劃分來(lái)組合、裝設(shè)結(jié)構(gòu)，面向電力系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)采取智能化管理，面向變電站數(shù)據(jù)文件實(shí)施集中管理，嚴(yán)格管控設(shè)備投資，有效縮減電力系統(tǒng)的實(shí)際占地面積。另外，它還具有較強(qiáng)的抗干擾性，穩(wěn)定性優(yōu)良，大大促進(jìn)了變電站的日常調(diào)試、基本運(yùn)行、保養(yǎng)維護(hù)等工作。因變電站涉及的設(shè)備將朝著自動(dòng)化方向發(fā)展，所以，對(duì)操作人員自身的專業(yè)性提出嚴(yán)格要求，同時(shí)，還可完整記錄各種異常問(wèn)題，促進(jìn)運(yùn)行維護(hù)，最終保障變電站的穩(wěn)步運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)二次電氣設(shè)計(jì)基本要求及設(shè)計(jì)完善

2.1 繼電保護(hù)

變電站實(shí)際運(yùn)行若缺乏繼電保護(hù)，則變電站不能正常運(yùn)行。由此可知，在常規(guī)運(yùn)行環(huán)節(jié)，應(yīng)面向保護(hù)單元配備監(jiān)控系統(tǒng)，保證監(jiān)控系統(tǒng)具有一定獨(dú)立性。換而言之，若自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部軟、硬件出現(xiàn)問(wèn)題，無(wú)法穩(wěn)步運(yùn)行，此時(shí)，繼電保護(hù)對(duì)應(yīng)單元可穩(wěn)步運(yùn)行。目前，電力系統(tǒng)包含不同類型的自動(dòng)化系統(tǒng)，將其和變電站內(nèi)部以此設(shè)備進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)，均包含保護(hù)測(cè)控裝置。且保護(hù)測(cè)控裝置可檢驗(yàn)變電站自身間隔層的實(shí)際電壓與電流，利用內(nèi)部CPU實(shí)現(xiàn)保護(hù)。對(duì)于電氣二次設(shè)計(jì)，應(yīng)系統(tǒng)考量保護(hù)單元，并面向電氣一次設(shè)備以及二次設(shè)計(jì)活動(dòng)的某一功能實(shí)施科學(xué)配置，最終科學(xué)挑選保護(hù)裝置、合理挑選容量。

2.2 四遙

常規(guī)條件下，在變電站中，四遙為基礎(chǔ)功能，其余功能均建立在四遙之上。經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用，四遙數(shù)據(jù)完成了共享。這使得自動(dòng)化系統(tǒng)除可收集、處理數(shù)據(jù)信息外，還可傳送上述信息，為后臺(tái)監(jiān)控與調(diào)度部門(mén)提供參考。

電氣二次設(shè)計(jì)應(yīng)思量四遙功能內(nèi)部可改善電站運(yùn)行情況、優(yōu)化檢修工作的部分，明確數(shù)據(jù)信息加工處理環(huán)節(jié)具體需要四遙功能進(jìn)行輔助，清楚二次設(shè)計(jì)何種測(cè)控裝置可連接到二次電纜中。

2.3 防誤閉鎖

防誤閉鎖應(yīng)圍繞錯(cuò)誤操作設(shè)備采取防誤閉鎖舉措，進(jìn)而全面管控高壓設(shè)備。防誤閉鎖一般包含電氣防誤與危機(jī)防誤閉鎖這兩種形式。其中前者是面向變電站現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部的電氣實(shí)施聯(lián)鎖，通過(guò)電氣設(shè)備達(dá)成閉鎖，然而防誤閉鎖實(shí)現(xiàn)應(yīng)配備較多的二次電纜，同時(shí)，變電站接線十分復(fù)雜，制約了變電站的日常運(yùn)行維護(hù)，然而變電站內(nèi)部輔助接點(diǎn)的實(shí)際可靠性非常不良，且二次接線關(guān)乎著防誤閉鎖，無(wú)法調(diào)整。對(duì)微機(jī)而言，其防誤閉鎖功能是借助微機(jī)軟件面向隔離開(kāi)關(guān)等對(duì)應(yīng)的防誤閉鎖需堅(jiān)守的原則來(lái)編寫(xiě)。但在變電站運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期，能夠針對(duì)變電站內(nèi)部二次閉鎖回路實(shí)施改造，對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為無(wú)防閉鎖，對(duì)此朝數(shù)字化方向進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到高水平防誤閉鎖，由此可知，變電站自身的防誤閉鎖具有現(xiàn)代化、功能齊全、操作便捷的特性?？萍嫉倪M(jìn)步，為變電站自動(dòng)化創(chuàng)造了有利條件，一些研究廠家也將防誤閉鎖引入到了后臺(tái)監(jiān)控中，在微機(jī)使用環(huán)節(jié)，無(wú)需專門(mén)配備防誤閉鎖，不僅能夠從隔離開(kāi)關(guān)等得到與防誤閉鎖功能相關(guān)的信息，還能從通訊網(wǎng)得到有用信息。

在二次設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，若引入防誤閉鎖功能，則無(wú)需把連接于電氣之上的電纜劃列到考慮范疇，然而，若變電站仍舊采取電氣防誤閉鎖，則二次設(shè)計(jì)應(yīng)思量電氣電纜接入問(wèn)題。

2.4 跳合閘操作

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可面向變電站內(nèi)部的斷路器和接地刀閘等實(shí)施具體操作，同時(shí)開(kāi)展遠(yuǎn)距離操作，并借助二次回路，完成變電站操作。

電氣二次設(shè)計(jì)主要圍繞操作機(jī)構(gòu)實(shí)施規(guī)范設(shè)計(jì)，以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)步運(yùn)行，完成跳合閘內(nèi)部弱點(diǎn)信號(hào)與線圈自身強(qiáng)電回路之間的轉(zhuǎn)換。另外，在電氣二次設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)面向110kV斷路器實(shí)施獨(dú)立操作，保證斷路器操作箱具有獨(dú)立性。常規(guī)條件下，110kV斷路器內(nèi)部的保護(hù)裝置可實(shí)現(xiàn)跳合閘連接。然而，在面向地刀進(jìn)行的就地操作環(huán)節(jié)，僅僅圍繞主變地刀實(shí)施遠(yuǎn)程遙控設(shè)計(jì)操作。常規(guī)條件下，測(cè)控裝置可圍繞跳合閘信號(hào)實(shí)施管控，且依賴隔離開(kāi)關(guān)。

2.5 備自投

目前，在自動(dòng)化變電站中，變電站自投一般應(yīng)用下述兩種供電模式：①母聯(lián)分段供電。在該種模式中，其重點(diǎn)是當(dāng)分段開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)工作電源逐步為設(shè)備供電。從整個(gè)供電作業(yè)層面來(lái)說(shuō)，兩個(gè)電源可以互相充當(dāng)備胎；②雙進(jìn)線為單母線供電。其重點(diǎn)是一號(hào)線路主要用于進(jìn)線作業(yè)，而二號(hào)線路可充當(dāng)備用線路。在實(shí)踐活動(dòng)中，常常將第一種模式作為暗備用，將第二種模式作為明備用。在110kV電壓變電站中，在全面考量系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)的同時(shí)，應(yīng)參照電壓與電流等合理選擇備自投裝置對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，并堅(jiān)守下述原則：二次設(shè)計(jì)基本任務(wù)是選擇最優(yōu)的備自投裝置與理想的備投方式，將設(shè)計(jì)裝置連接到PT、CT等對(duì)應(yīng)的電纜中。

2.6 后臺(tái)監(jiān)控

從后臺(tái)監(jiān)控層面而言，對(duì)比分析110kV綜合自動(dòng)化變電站和上一代繼電器變電站可知，它們?cè)诒O(jiān)控運(yùn)行中存在較大差異，具體為：撤除中央控制屏裝備，利用監(jiān)控器來(lái)取代。計(jì)算機(jī)是后臺(tái)監(jiān)控器的核心組成單元，在該裝置中，可支持安裝，同時(shí)運(yùn)行關(guān)聯(lián)監(jiān)控軟件，具有規(guī)范傳輸與五防等眾多功能，能夠讓變電站運(yùn)行表現(xiàn)出一體化特性。另外，在有人值班條件，能夠把人機(jī)聯(lián)系功能引入后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中，同時(shí)，針對(duì)操作人員，借助計(jì)算機(jī)外置裝備應(yīng)用，讓運(yùn)行人員合理調(diào)控后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。但在無(wú)人值班條件，可讓人機(jī)聯(lián)系功能?chē)@后臺(tái)機(jī)穩(wěn)步運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可知，在二次設(shè)計(jì)過(guò)程，無(wú)需另做打算，然而，應(yīng)明確因計(jì)算機(jī)電源主要為交流模式，其供電可靠性不高，所以，在二次設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，配置特定交直流供電，實(shí)現(xiàn)供電的規(guī)范性和有序性。

3 結(jié)語(yǔ)

變電站作為變電系統(tǒng)的基本組成部分，其關(guān)乎著電能的傳輸情況，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)步運(yùn)轉(zhuǎn)，借助綜合自動(dòng)化系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)變電站的具體運(yùn)行狀態(tài)。變電站的功能齊全、作用巨大，可維持電網(wǎng)系統(tǒng)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)?，F(xiàn)階段，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以其特有的特性得到了廣泛應(yīng)用，這大大促進(jìn)了電力行業(yè)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)電能的更加規(guī)范、穩(wěn)定運(yùn)輸，我們應(yīng)適時(shí)加強(qiáng)、完善變電站綜合自動(dòng)化二次技術(shù)。

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TM76

A

1004-7344（2016）14-0110-02

2016-5-3

李偉（1980-），男，工程師，本科，主要從事電力系統(tǒng)變電設(shè)計(jì)工作。