电气二次设计在220kV综合自动化变电站的应用蔡红军

电气二次设计在220kV综合自动化变电站的应用蔡红军

蔡红军

（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司内蒙古呼和浩特市010020）

摘要：随着经济的高速发展，电力技术也在不断发展，进而综合自动化技术在变电站的应用不断发展进步。输变电系统中的最重要的环节是变电站，变电站是电网之中的主要监控点。变电站二次系统设计很重要，它的重要性对于人来说，相当于人身体的神经系统，而它则是整个变电站控制和监视的神经系统，二次设计是不是可靠合理，直接影响到整个变电站乃至系统是否能够安全可靠的运行。本文就电气二次设计在220kV综合自动化变电站的应用进行分析。

关键词：电气二次设计；220kV综合自动化变电站；应用

变电站是给大用户提供用电服务，变电站的综合自动化不仅仅可以使它的运行更加的安全可靠，而且还能够降低维护的成本，显著提高经济效益。但目前的综自设备的技术比较成熟，但个别厂家综自设备依然存在问题，需要我们通过设计去完善。如果花巨资去购置智能设备显然是不经济的，我们可以把费用用来购置一些必要的二次设备，并加强综合自动化变电站二次设计工作持续改进，对其中存在的问题进行认真考虑分析。使自动化变电站的安全高效运行成为可能。

1220kV变电站综合自动化系统与电气二次设计部分的区别和联系

变电站综合自动化是利用现代计算机技术、通信技术和信息处理技术，对变电站的运行执行监视、测量、控制和计量的一种综合自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站电气二次部分是相对于变电站电气一次部分而言，通过对电气一次设备的保护、测量、监视、控制、调节而保证一次设备的电压等级变换、电能输送、分配的功能正常执行。变电站综合自动化系统可以说也是变电站电气二次的其中一部分，都是为变电站一次部分服务的。综合自动化系统通过计算机、信息技术，变电站二次部分通过电工技术完成各自的功能。变电站综合自动化系统与变电站二次部分各自完成的功能是一样的，这些功能经过细分大概有这些：继电保护、跳合闸操作、四遥、小电流接地选线、防误闭锁、直流系统、备自投、低周减载、同期并列、GPS对时、故障录波或保护信息子站、SOE和事故追忆、定值传送、后台监控、远程通信。在完成这些功能中，变电站综合自动化系统与电气二次设计部分所起的作用是有所差异的。

2220kV综合自动化变电站电气二次设计应用要点

2.1无功补偿装置

综合性的自动化最终要实现的是不需要人站岗值班，所以电容器必须具有自动投切的功能。目前，变电所采用有载调压变压器。所以我们应该选择可以对电容器实现分级自动投切功能，而且还能实现主动调档的自动化装置，通过这种自动化装置与母线电压的结合从而实现对有载调压主变的档位调节，还可以进行电容器开关的跳合，这样就可以保持电压在额定值附近。其中，自动电压控制的AVC系统，它利用了电网中连续运行的动态过程与离散操作的相互作用的特点，以离散的事件作为驱动，把离散的指令与动态过程结合起来，实现了电网电压无功自适应有序协调化的控制；。电压无功自动控制VQC系统是AVC系统的一部分，一般安装在变电站中，它的无功的调节以及电压的调节只能在局部进行，不能达到电网全局的最优。

2.2继电保护设计要点分析

继电保护是变电站最重要的功能。没有继电保护，变电站不能运行。因此变电站的保护单元要独立于监控系统，即当该系统各软、硬件发生故障退出运行时，继电保护单元仍然能正常运行。目前各种综合自动化系统对于变电站一次设备，如变压器、线路（包括进线，出线）、母线、电容器、接地变，都配有相应的保护测控装置，通过保护测控装置采集各个间隔层部分的电压、电流等数据，由内部CPU的逻辑判断而完成各自间隔层的保护功能。

2.3跳合闸操作设计要点分析

从跳合闸操作的角度上来说，在综合自动化系统的应用背景下，220kV变电站所对应的隔离开关、插座、断路器操作、以及接地刀闸操作均实现了其远程摇控性，最终建立在二次回路的基础之上，确保操作的正确性、可靠性。从这一角度上来说，跳合闸操作状态下，电气二次设计的核心目的在于：如何可靠且合理的设计操作机构，确保在综合自动化系统运行状态下，所发送跳合闸弱电信号能够实现与跳合闸线圈强电回路之间的对立性电平转换。结合实践工作经验来看，对于220kV电压等级变电站而言，要求面向断路器配置与之相对应的操作箱，并独立运行。

2.4防误闭锁设计要点分析

电气防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术，主要通过相关设备的辅助接点连接来实现闭锁，这种方式需要接入大量的二次电缆，接线方式复杂，运行维护较为困难，且辅助接点可靠性差；其防误功能随二次接线而定，不宜增加和修改。微机、防误闭锁是通过用软件编写断路器、隔离开关、接地刀闸问的操作闭锁规则，将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的“五防”闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往电气闭锁不能完成或者难以实现的防误功能，所以具有智能化程度高、功能齐全、操作简单、扩充方便等优点。

2.5备自投自动化设计

2.5.1母联进行分段供电方式

备自投设计的核心就是在分段开关在断开的前提下，电源开始向设备进行供电，在这个供电模式下，两个电源隶属于备用的关系状态。

2.5.2双进线向单母线的供电的方式

备自投方案的核心方案就是线路进行仅限作业、线路则作为备用线路。我们第一个方案为暗备用的方案，第二个为明备用的方案。在考虑好智能变电站基础下，要考虑电压电流的一系列因素。同时需要遵循的基本原则是：110kV智能自动化变电站电气二次设计的主要任务是选取合适的各自投装置和备投方式，设计装置与PT、CT、断路器辅助接点的电缆连接。

2.6后台监控自动化设计

从后台监控的角度上来说，对于110kV智能自动化变电站而言，从较常规意义上的变电站在后台监控方面的运行特性来看，两者之间有一些区别，这些区别主要表现在：中央控制装置是否取消，是否转用监控器的方式。计算机是后台监控的主要设备，我们主要采用的就是在计算机中安装并运行监控的软件进行管理。集成还包括定期的传送、五防等一些操作在内的功能，是保证我们的变电站更好地运行，实现一体化的、集成化的运行。而在有人值班监督的情况下，可运行于后台的监督控制，向有关的操作人员只会、调整，如果实在没有人值班的情况下，人机的联系也可以在被监控下运行。无论是否有人都可以实现监控无误的运行。还有关键的一点是：后台监控自动化通过通信线的方式实现了后台监控系统与变电站智能自动化系统之间的连接。

综上所述，在对220kV综合自动化变电站进行电气二次设计的过程中，应当要先针对综合自动化系统具体负责的任务环节加以掌控，充分考虑到电气二次环节还剩余下的某些任务。通过这方面的设计切入点，能够促使电气二次设计所呈现出的功能更加完善，减少了投资重复的浪费现象，极大的提升了变电站运行效率。

参考文献：

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[2]杨湘.110kV综合自动化变电站的电气二次设计分析[J].工业.2015（8）

[3]黄和文.220kV及以下综合自动化变电站二次设计及问题分析[J].科技传播.2015（16）

[4]马玉娟.220kV数字化变电站综合自动化系统建设改造研究[J].中国电业（技术版），2014，08