110kv变电站电气自动化应用探究

110kv变电站电气自动化应用探究

薛永赵海翔赵迎东

国网河南孟州市供电公司河南孟州454750

摘要：最近几年来，伴随着我国经济的腾飞和科技的飞速发展，我国的110kv变电站电气自动化也取得了很大的创新和突破，且，随着时代的发展和社会经济需求的增加，传统的二次系统的变电所已经逐渐被淘汰，现如今很多110kv变电站都已经实现了无人值班。文章将会重点分析和研究110kv变电站电气自动化的技术，同时自动化技术的应用进行分析探究，希望能为发展创新110kv变电站电气自动化应用提供参考依据。

关键词：110kv；变电站；电气自动化

从电力系统的运行中来看，110kv变电站是电力输送非常重要的组成部分，同样其也是电力系统和电网非常核心的组成部分。近年来，我国的经济在飞速发展，科技水平也实现了质的飞跃，因此110kv变电站的断路器技术也越来越成熟，110kv变电站为的升级和维护、监控和操作电网系统的顺利安全运行，增加电网系统对外界环境的适应力以及范围和其自动化控制，是未来发展110kv变电站实现无人值班、无机房、无线路沟道的必然发展方向。

这样一来，原来的一次和二次电气设计，以及电力设备就不能满自动化的需求，所以要想实现110kv变电站的无人值班，就必须采用更加先进的电气自动化系统。

一、110kv变电站电气自动化监控系统

110kv变电站自动化监控系统的作用就是为了保证供电网系统安全、稳定的运行，通过监控来实现节约变电站建设工程的投资造价。这种监控系统需要先进的信息化以及高端的通讯手段提供支持，才是更好的实现实时的在线监控，以及对110kv变电站相关的电力设备的每个时间点的运行状况，以及这些设备的运行数据进行监控和采集，并对你这些数据实现自动化的整理和分析，将分析的结果实时的传回监控系统的终端，这样以来，不仅减少了人工操作的繁琐工作，也提升了收集数据和整理数据的效率，而且由于数据的收集是实时收集，实时分析、实时传回，让变电站的工作人员可以及时的发现电网和电力设备运行中存在的问题，并及时进行解决。

这些信息为110kv变电站的安全稳定运行提供重要的信息参考依据。

1、自动化系统的整体结构以及功能

在对110kv变电站的监控进行设计的时候，有三方面是必须要考虑的，第一，此110kv变电站自动化监控系统首层的设计是上位机，它由两部分组成，一是操控110kv变电站的电脑，二是110kv变电站的组态软件。它的位置在监控系统的中心位置，是包括硬件冗余、操作系统冗余、应用系统冗余在内的双机冗余；第二，这个110kv变电站自动化监控系统的第二层为可编程逻辑控制器，它的位置在这套监控系统的控制室，是采取两套或两套以上相同、相对独立配置的设计连接组成的软冗余；第三，这个110kv变电站自动化监控系统的第三层主要是断路器装置、隔离开关装置和一些其他的电力设备，这一层的主要功能是对电压和电流的参数进行检测和控制。

2、可编程逻辑控制器的设计

又称为PLC，它在监控系统中的位置非常的重要，它可以提供稳定、良好可靠的电源系统，来保证110kv变电站监控和自动化系统的正常运行。可编程逻辑控制器的编程非常的方便简单，它的编程语言是简练的梯形图以及逻辑图，因此即使没有计算机知识也可以进行编程，所以被广泛的用在110kv变电站监控系统中。

在110kv变电站自动化监控系统中，可编程逻辑控制器的主要作用就是用来监控其电气的一次部分。在对可编程逻辑控制器进行选择的时候，应该以实际的控制目标作为参考依据，在此基础上留下百分之二十到百分之三十的备用数量，这样做的目的是为了增大110kv变电站自动化监控系统的监控能力，以达到对电路实时监控的目的。

3、设计组态软件

组态软件主要用于收集数据和控制过程，组态软件作为110kV变电站自动化监控系统的自动监控层的开发平台，要采取变化的组态形式提供给客户构建自动监控具。为监控110kV变电站一次部分设备要进行如下设计：设计监控界面，设定PLC设备；建立监控数据库，对应数据点和PLC的数据；设计显示一次部分设备的工作和报警的图形界和操作按钮；以动画将上述层次连接，创立图形与数据的变化对应，异常时可以声光报警；设计操作脚本，用以执行操作设备。

4、实现组态软件与PLC通信

组态软件与PLC有韧性的驱动实现二者间的通信，如果用户没有熟练掌握二者间的协议，则无需在PLC中设置编程和网络就能实现二者的通信。110kV变电站和电气一次部分及监控系统的设计要注意PLC工作时，一定要切换组态软件到正确通信位置以保障交换数据的实现。

二、110kv变电站电气自动化的二次设备布置

1、变电站二次设备一般采用集中布置的方式。继电器室与监控设备室可合并布置或分隔开来。

2、变电站二次设备柜体结构、外形及颜色均应统一。根据实际工程需要，选择合理的保护装置和监控系统测控装置组屏方案。

3、计算机监控系统的站控层设备及l10kV系统和主变压器的保护柜、测控柜及相应的直流柜、电能表柜、故障录波器等二次设备和通信设备屏柜集中布置于主控制楼继电器室内。

4、110kV测控保护一体化装置就地布置在35(10)kV开关柜上。2.5继电器室应考虑的备用屏位占总屏位的1O％左右。

三、110kv变电站电气自动化的直流系统

直流系统额定电压采用220V或110V，单母线分段接线，设一组阀控式铅酸蓄电池组和双套冗余配置的高频开关电源充电装置，设置一套微机型直流接地自动检测装置。规模较大的或半地下的l0kV变电站，也可设置两组阀控式铅酸蓄电池组。蓄电池容量按2h事故放电时间考虑，蓄电池容量一般为100～200Ah(110V为200Ah)。每组蓄电池由103～104只

(110V为52只)阀控式密封铅酸蓄电池组成，不设端电池。

蓄电池与其他二次设备共同布置在继电器室，不单独设置蓄电池室。蓄电池组的容量、电池个数等参数，在具体工程实施中，可根据实际情况计算确定O4交流不停电电源(UPS)系统变电站配置一套交流不停电电源(UPS)系统，可采用模块化N+1冗余配置，每套容量3kVA左右。UPS为变电站内计算机监控系统、保护装置及通信设备等重要二次设备提供不停电电源。UPS系统不自带蓄电池组，直流电源由站内220V或110V直流系统提供。工程设计时应根据变电站的规模和

UPS负荷，对UPS容量进行汁算确定

四、110kv变电站电气自动化的图像监视及安全警卫系统

为了达到方便110kv变电站电气自动化监控系统运行管理的目的，并保证变电站的安全运行，可以在变电站内设置一套图像监视及安全警卫系统。这套套图像监视及安全警卫系统东的功能要按满足安全防范要求配置，不考虑对设备运行状态进行监视。配置应该按照以下原则进行：沿变电站围墙四周设置远红外线探测器或电子栅栏；在大门和主控制楼入口处要安装设置摄像头；各配电装置区设置室外摄像头；继电器室、蓄电池室以及各级电压配电装置室均安装室内摄像头。以此来完成变电站全站安全、防火、防盗功能配置。安全警卫系统报警接点信号可远传至集控中心或调度端。

由于图像远传对通信通道及运行维护水平要求较高，在具备通道条件的地区，可将图像远传至集控中心；如果条件不十分成熟时，可以不考虑图像远传，但应留有向远方传送图像信号的接口和扩容的条件。工程设计中应根据变电站实际隋况，提出具体配置方案。

五、结语

随着我国科技的不断发展，电气自动化控制技术在110kV变电站也得到了不断应用和推广，传统的110kV变电站运作模式已经不能再满足现代化的需求，为了电网的稳定运行，以及发电站的稳定，必然要实现监控系统的自动化，这是未来的大趋势。在110kV变电站自动化系统建设和运行过程中，一定要坚持实用和可靠的总体原则，这是保证变电站电网运行经济、安全和可靠的关键。

参考文献

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[2]盘格武.浅谈110kV变电站的电气自动化设计[J].科技与生活,2010(12).

[3]戴天龙.110kV变电所继电保护自动化设计分析[J].科技传播,2012(04).