陳珊珊

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，電力資源的使用已成為人們生活中不可缺少的一部分。因此，變電站的電氣自動化設計需要從綜合設計，安裝，調(diào)試，運行等方面進行綜合分析，合理優(yōu)化設備配置方法，實現(xiàn)站內(nèi)數(shù)據(jù)的自動采集，完成對電氣設備的控制和監(jiān)控。因此，深入討論變電站電氣自動化設計對促進變電站電力系統(tǒng)的安全運行具有重要的現(xiàn)實意義。本章討論變電站的電氣自動化設計，分析電氣自動化的設計要點，并研究相關(guān)的具體設計。

在變電站建設過程中，加強電氣自動化設計主要是通過電壓調(diào)整設計，分配電能，電流控制和電力設施電壓調(diào)整。在超高壓電氣設計中，通常使用微機故障記錄裝置，微機線路保護裝置和微機遙控裝置來檢測整個系統(tǒng)。此外，還安裝了相應的實時微機監(jiān)控系統(tǒng)，遠程控制設備和繼電保護裝置，極大地改善了變電站的電氣自動化設計，為后續(xù)工作奠定了基礎。為了確保變電站電氣自動化的有效設計，有必要充分了解其在變電站中的應用意義和價值，否則會導致其應用不當，不能滿足其供電要求，嚴重降低供電水平整個電源系統(tǒng)。因此，有必要加強變電站電氣自動化設計的有效研究與應用。

1.集中式設計結(jié)構(gòu)分析

集中式變電站綜合自動化系統(tǒng)示意圖。它是按功能要求配置相應的繼電保護裝置及遠動裝置并安裝在變電站的中央控制室內(nèi)。變壓器、各進出線及其它電氣設備的運行狀態(tài)通過CT， PT、開關(guān)輔助觸點由電纜傳送到變電站的中央控制室的保護裝置和遠動裝置內(nèi)，經(jīng)初步處理后送到工//0通信控制器進行數(shù)據(jù)格式的變換（規(guī)約轉(zhuǎn)換），并將變電站所有保護、測量、信號和控制信息統(tǒng)一處理，與當?shù)氐暮笈_機和遠方調(diào)度中心進行信息交換。其特點是變電站中的所有信息統(tǒng)一集中處理，形成一個系統(tǒng)、并符合傳統(tǒng)的變電站運行模式。此種方式實際上是現(xiàn)有微機保護與微機遠動的系統(tǒng)集成。缺點是組屏多，占地面積大，而且需敷設大量電纜，投資和工程量大，應用會越來越少。如圖1

2.分散式設計結(jié)構(gòu)分析

隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，分散式結(jié)構(gòu)設計是繼集中式結(jié)構(gòu)設計之后的又一大進步。在分散式結(jié)構(gòu)設計中，變電站中的各種輸入和輸出單元組件都安裝在低壓開關(guān)柜中或高壓一次設備附近。單元組件可以實現(xiàn)保護和監(jiān)視的雙重功能，可以有效地執(zhí)行現(xiàn)場單元組件的繼電保護和安全監(jiān)視。信息通信方式主要采用RS-422 / RS-485。隨著網(wǎng)絡技術(shù)的不斷進步，網(wǎng)絡技術(shù)在諸lon-EOS和can現(xiàn)場總線網(wǎng)絡等分散結(jié)構(gòu)中的應用逐漸增多，使變電站的自動控制更加完善和同步。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，遙測，遠程信令，采集和處理，遠程信令執(zhí)行和繼電保護等功能已反映在站點的單元部分中。在工作中，每個單元都通過網(wǎng)絡將信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_主機。此時，后臺主機將在變電站中進行自動處理控制。總的來說，這種結(jié)構(gòu)設計方法對主控制室的要求不那么嚴格，可以有效減小主控制室的面積，大大減少維修工作的難度，降低工程成本和維護難度，操作更安全，更穩(wěn)定，更可行。如圖2

3.分散與集中結(jié)合式

分散的結(jié)構(gòu)設計使得變電站自動化網(wǎng)絡在單獨使用時具有兩種設計的優(yōu)點，但也具有一些明顯的優(yōu)點。例如，低壓配電線路的保護采用分散式結(jié)構(gòu)，可以就地安裝，可以節(jié)省大量控制電纜。同時，還簡化了變電站二次系統(tǒng)的配置，有效地節(jié)省了資金。在主控制室中設置了高壓線路和變壓器的集中屏蔽網(wǎng)。PCI總線技術(shù)用于數(shù)據(jù)交換，有效地提高了可靠性，避免了一些意外。

1.一次系統(tǒng)設計

實施站監(jiān)視后，它實際上不會影響原始變電站的主系統(tǒng)連接。因此，在系統(tǒng)訪問過程中，仍應按照原始變電站設計標準計劃進行設計，供電計劃也應參考原始計劃標準。在變電站中進行計算機監(jiān)視后，應充分發(fā)揮計算機的圖形顯示功能，并可以通過計算機接線圖實現(xiàn)設備的遠程控制，遠程測量，遠程調(diào)整和遠程信號“四個遠程”功能。同時，采用微機防誤操作系統(tǒng)的程序設置，防止變電站操作人員誤操作。后來的監(jiān)視計算機替換了原始的模擬磁盤。主系統(tǒng)的電氣布線設計包括以下幾個方面：主布線模式不變，使用計算機監(jiān)控系統(tǒng)后添加的設備數(shù)量和類型應在單線系統(tǒng)圖的設備模型描述中指出。功率發(fā)送器，功率監(jiān)控器等;該開關(guān)被設計為具有一定遙控功能的自動開關(guān)，即計算機監(jiān)視系統(tǒng)應包括閉合的工作狀態(tài)，并且通常應將一對獨立的常開觸點引入計算機監(jiān)視系統(tǒng)。在低壓自動開關(guān)的設計中，必須滿足此要求，并應選擇一對常開輔助觸點。

2.二次系統(tǒng)設計

①開關(guān)柜中的計量，信號和控制電路以及繼電保護的設計不變;值班室的繼電保護和中央信號系統(tǒng)的設計沒有改變;一組重復信號，控制電路和計量裝置已添加到檢測和控制系統(tǒng)中。②開關(guān)柜中的繼電保護，信號，計量和控制電路的設計保持不變。值班室的中央信號系統(tǒng)僅連接到母線，電源輸入線和開關(guān)柜。所有開關(guān)設備均不得進入中央信號系統(tǒng)。③開關(guān)柜的繼電保護，信號，計量和控制電路設計保持不變。值班室中沒有中央信號系統(tǒng)，并且保留了用于集中保護的繼電保護屏幕。然后將計量，控制電路和信號連接到計算機監(jiān)控系統(tǒng)。此外，用于連接開關(guān)柜，電源輸入線和所有中央信號系統(tǒng)的開關(guān)柜中的母線也連接至設備的計算和監(jiān)視系統(tǒng)。

3.回路設計

測量回路設計：測量參數(shù)根據(jù)不同變電站的不同需求用戶自行設定，測量回路的主要目的是完成對整個電氣自動化系統(tǒng)各個數(shù)值的測量。由于實現(xiàn)了測量的自動化，監(jiān)控單元均為交流采樣，電量變送器可以從整個系統(tǒng)中除去，繼而可以取消掉開關(guān)柜上的儀表測量。在設計過程中要優(yōu)先的選用自帶供電電源的有源型，輸出為隔離型的脈沖電度表。

控制回路設計：為實現(xiàn)對開關(guān)柜的遠程合分開關(guān)閘的功能，需要將繼電器監(jiān)測和控制的輸出接點并入開關(guān)柜上的合分閘開關(guān)上，同時還應該設計遠程自動合分開關(guān)閘功能與手動開關(guān)之間的轉(zhuǎn)換方式，目前一般設計為在開關(guān)柜上柜門處設置“遠方/就地“切換把手硬接點信號通過保護裝置上傳至遠動機，對于?10k V及以上的供配電系統(tǒng)進行控制回路設計時，應取消控制開關(guān)的對應接線，選用控制按鈕。對于所有監(jiān)控體系中的所有手動開關(guān)閘或者按鈕都應該接入到計算機監(jiān)控中某一個獨立的點中，當人工操作過程中，能夠產(chǎn)生一個開關(guān)的輸入信號，避免信號的重復和沖突或者是誤報。

信號回路設計：信號回路中的信號地線需要與所有的常開接點連接，除了交流系統(tǒng)之外任何與監(jiān)測、控制以及計算機相關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，其常開接點需要接入到計算機。任何信號繼電器應該有一對常開接點接入控制統(tǒng)。

總而言之，結(jié)合電力運行實際狀態(tài)，完善電氣自動化設計方案，合理進行系統(tǒng)類型選擇，結(jié)合系統(tǒng)控制重點內(nèi)容，優(yōu)化一次和二次設計過程，合理設計回路單元，保障施工簡便的前提下，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制功能，對變電站系統(tǒng)展開實時監(jiān)測和控制

[1]黃雪花.變電站電氣自動化設計探析[J].科技創(chuàng)新與應用，2019（36）：88-89.

[2]譚紅鵬.變電站電氣二次設備自動化設計探究[J].通訊世界，2017（22）：307-308.