安順英

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一、變電站電氣自動化設(shè)計的概述

變電站電氣自動化設(shè)計主要是對電力系統(tǒng)中變換電壓、分配電能、控制電力流向、調(diào)整電壓的電力設(shè)施等方面進行設(shè)計。目前，我國對變電站電氣自動化設(shè)計的研究已經(jīng)取得了一定的成果。在電氣自動化設(shè)計的超高壓變電方面，我國普遍采用了微機故障錄波裝置、微機線路保護、微機遠動裝置檢測系統(tǒng)，并設(shè)計了實時在線的微機監(jiān)測裝置、遠動設(shè)備以及繼電保護等，這些裝置的使用為變電站電氣自動化設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)。但我國在變電站電氣自動化設(shè)計方面也一直存在著一些問題，特別是變電站電氣自動化設(shè)計中的系統(tǒng)配置及其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無法滿足變電站電氣自動化系統(tǒng)的要求，變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)生故障等，這都嚴重影響著變電站電氣自動化系統(tǒng)的正常運行。因此，諸方面問題還有待進一步解決。

二、變電站電氣自動化設(shè)計原則

（一）遵循電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計原則

應(yīng)遵循電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計原則，設(shè)計電氣自動化系統(tǒng)方案時應(yīng)注意：在變電站開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護等相關(guān)方面的設(shè)計應(yīng)保持不變，值班室的繼電保護屏與中央信號系統(tǒng)也應(yīng)保持原設(shè)計，然后再設(shè)計一套重復(fù)的計量、信號與控制回路進入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)。因此，我們不難看出，遵循電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計原則是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。

（二）遵循電氣自動化監(jiān)視和控制原則

電氣自動化設(shè)計原則之二是電氣自動化監(jiān)視和控制原則。電氣自動化監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是統(tǒng)一采集處理的，以達到資源共享的目的，因此不用再另外設(shè)計其他常規(guī)的控制屏及模擬屏。電氣自動化監(jiān)視系統(tǒng)有與電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)的接口，具備軟、硬件配置相互支持的聯(lián)網(wǎng)平臺。電氣自動化控制系統(tǒng)具備防誤閉鎖功能，能完成全站防誤操作閉鎖。

三、變電站的電氣自動化設(shè)計要點

（一）系統(tǒng)選型

主要從繼電保護及站內(nèi)集中監(jiān)測與遠方調(diào)度幾方面考慮。對于繼電保護而言，35kV及以上的變配電站一般都有變壓器保護，應(yīng)優(yōu)先考慮選用微機保護或變配電站綜合自動化系統(tǒng)。10kV變配電所一般均為電力系統(tǒng)開閉所及用戶變配電站，一次接線比較簡單，應(yīng)以常規(guī)繼電保護為主。選用價格低、性能可靠的智能化開關(guān)，智能化開關(guān)柜或綜合自動化系統(tǒng)之后，可以取消常規(guī)繼電保護。

對于站內(nèi)集中監(jiān)測與遠方調(diào)度來講，有集中式與分散于開關(guān)柜內(nèi)的集散系統(tǒng)兩種形式，變配電站綜合自動化系統(tǒng)是一種最先進的分散安裝于開關(guān)柜內(nèi)的變配電站站內(nèi)集中監(jiān)測與遠方調(diào)度系統(tǒng)。集中式變配電站計算機監(jiān)測與遠方調(diào)度系統(tǒng)需要安裝各種電量變送器。測量、信號與控制電纜要由開關(guān)柜內(nèi)引出，外部電纜數(shù)量多，設(shè)計與施工工作量大，一般不宜再推廣使用。變配電站綜合自動化系統(tǒng)的末端數(shù)據(jù)采集與控制單元直接安裝于開關(guān)柜內(nèi)，大都采用交流采樣從電流或電壓互感器直接進行測量，省掉了電量變送器，有些還可以省掉開關(guān)柜上的指示儀表。外部電纜只有一根通信電纜與供電電源電纜，設(shè)計與施工簡單，所以應(yīng)積極推廣選用。智能化開關(guān)與智能化開關(guān)柜本身已經(jīng)具備集中監(jiān)測與遠方調(diào)度功能。只要設(shè)計一根通信電纜引到調(diào)度值班室中央控制站計算機就可以實現(xiàn)集中監(jiān)測與遠方調(diào)度。但由于各廠家的通信協(xié)議不統(tǒng)一，不同廠家的產(chǎn)品實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)比較困難，所以近期還難以推廣應(yīng)用。

（二）電氣自動化信息的分層設(shè)計

電氣自動化設(shè)計的要點之一是電氣自動化信息的分層設(shè)計。在進行電氣自動化設(shè)計時，必須完善一次設(shè)備與間隔層間的信息分層設(shè)計，這樣才能有利于電壓和電流相關(guān)設(shè)備的正常運行。

1、間隔層的信息交換設(shè)計

針對在一個間隔層內(nèi)部的功能模塊進行設(shè)計，保持繼電保護和控制、監(jiān)視、

測量之間的信息交換。

2、間隔層與變電站的信息設(shè)計

變電站電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的信息主要由間隔層采集，發(fā)送到監(jiān)控管理機，這些信息設(shè)計內(nèi)容大體上包括多個方面，主要有正常情況以及事故情況下的測量值和計算值、斷路器狀態(tài)、保護操作等。

（三）計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1.設(shè)計原則

變電站的監(jiān)控系統(tǒng)必須滿足處于無人值班時仍可以正常的工作，因此其設(shè)計要采用先進的計算機管理，并且嚴格的遵循以下的原則：

（1）計算機網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)該按照《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》執(zhí)行;

（2）計算機監(jiān)控系統(tǒng)使用可以進行遠程控制的計算機系統(tǒng)與分層分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并簡化其后臺部分；

（3）實時監(jiān)控、控制、數(shù)據(jù)的采集、處理分析由計算機系統(tǒng)獨立的完成，除此之外不再增設(shè)其它的模擬屏或控制屏；

（4）使用硬接點來傳輸重要的信號，例如保護動作信號與報警裝置信號；

2.監(jiān)控范圍

計算機監(jiān)控系統(tǒng)主要進行以下六個方面的監(jiān)控工作：

（1）進行圖像以及安全警衛(wèi)系統(tǒng)的監(jiān)視；

（2）通信設(shè)備以及通信電源警報信號的監(jiān)視；

（3）UPS系統(tǒng)與直流系統(tǒng)；

（4）變電站的用電源備用自投及用電控制監(jiān)控；

（四）變電站綜合自動化系統(tǒng)

變電站綜合自動化系統(tǒng)的外電纜設(shè)計非常簡單，只有一根通信電纜與一根交流220V電源線。通信電纜一般選用計算用屏蔽電纜，線芯為兩對兩芯0.5m銅芯線，使用一對，備用一對。也可以選用雙芯屏蔽雙絞線。大型變電站也可以考慮使用光纜。電力監(jiān)控器應(yīng)由專用電源集中供電，以保證供電可靠性，增加抗干擾能力。有些電力監(jiān)控器可以用220V直流電源供電，此時可以由直流屏集中供電。變電站數(shù)量少時，可以不設(shè)現(xiàn)場控制站，電力監(jiān)控器的通信電纜可以直接引到中央控制站。供電電源可由變電站內(nèi)單獨提供，距離中央控制站近時，也可以由中央控制站供電。通信距離可達3km。變電站內(nèi)開關(guān)柜數(shù)量少時，可以幾個變電站合用一個現(xiàn)場控制站，每個現(xiàn)場控制站可帶犯個電力監(jiān)控器。電力監(jiān)控器到現(xiàn)場控制站及現(xiàn)場控制站之間的最遠距離均為5km。