变电站电气二次系统的设计分析

变电站电气二次系统的设计分析

于永波 陈娟娟

山东丽能电力技术股份有限公司 山东 淄博 256300

摘要：变电站是发电厂和用户之间进行电流传输的重要工具之一，他能够汇集从发电厂所流入的电流并对其进行综合处理，然后再向用户进行分配。在变电站运行过程中主要分为一次系统和二次系统两个部分，二次系统对一次系统起到控制作用。伴随着我国变电站水平的不断发展，电器二次回路技术水平已经成为衡量电站水平的重要因素之一。本文对变电站二次系统进行简要的概述，并对其系统设计进行简要的分析。

关键词：变电站；电气；二次系统；设计

前言

整个变电站运行的安全稳定性与电器二次系统的设计和布置方案有着紧密的关系，电器二次设计和布置方案的优劣会对变电站的运行情况起到直接的影响。在整个输配电系统中，变电站是重要的中间枢纽，变电站二次系统作为变电站工作的核心，对变电站内的运行设备起着监督、调控作用。二次回路的运行状态，直接关系着整个变电站乃至整个输配电系统运行的安全可靠性。我们通过对于变电站发生事故问题的原因进行分析，统计可以得知大多是造成事故发生的原因，是因为回路自身的缺陷或者是当系统出现故障时，回路不能够及时进行切除。归根结底，事故发生的根本问题都在于回路的各项运行中。所以变电站和保护回路的运行状态，对于整个配电系统来说都有着非常重要的作用。

一、变电站电气二次系统概述

通过对变电站二次系统的研究分析，我们可以将其的内部结构大致分为以下五类，首先是继电保护和安全制动装置。在变电站的运行过程中，继电保护和安全制动装置，主要负责监测和控制变电站的运行情况，当变电站的运行状态不稳定或发生故障时，继电保护和安全制动将会立即发出报警警告和主动切断电源。其次是控制回路，控制回路在变电站二次控制系统中主要起控制作用，它能够对于变电站所有设备的开关进行有效控制，当继电保护系统发出故障，信号时控制回路则通过控制跳合闸将出故障的设备关闭。第三个是信号回路，信号回路在变电站的运行过程中，主要起到信息的接收和发送作用。通过对于信号回路中的信息进行发送和接收，从而形成一条传递网络，将设备的运行状态及时的反馈到工作人员手中，确保工作人员可以随时掌握设备的运行状态。第四是调和回路，通过控制调节回路可以对设备中的运行参数进行调整，保证系统稳定的运行。最后就是辅助回路，包括绝缘检测回路、操作电源回路等，我们将其简称为其他回路，他们是变电站各项设备在运行过程中的辅助回路。虽然他们运行过程中没有明确的运行目标，但是他们是变电站平稳运行的必备回路。

二、变电站电气二次系统设计分析

1.变电站主接线的相关设计

变电站主接线是电气二次系统设计的基础环节之一。它通过对一次设备和二次设备进行连接，从而实现汇集、传输和分配电流的作用。在变电站运行的过程中，电器主机线选择的形式，对于选择电气设备、选择控制模式，制定机电保护方案等有着直接的影响。只有选择正确的电器主接线方式，电气二次系统在安全稳定运行方面才有着重要保障。在选择主接线时，一定要通过分析计算，以电器主接线的稳定性指标来作为参考，依据选择合适的型号。在进行其设备主接线的优化设计过程中，也要充分考虑供电系统在使用时的便捷性、可靠性和经济性。

2.监控系统、应急系统、智能控制系统的设计

变电站内的监控系统是对变电站的电器设备进行监控，他的数据一般采取双机配置、分布式结构，监控系统可以起到对于各电气运行状态的远程监控作用，一旦某个设备运行出现故障，那么监控系统，则能够对其开关进行，有效地实现三级模式对于断路器的远程控制。应急系统主要是针对消防和火灾现象，在设备的运行过程中，除了要定期对设备进行维修保养工作之外，还需要设置消防应急报警系统来防止因恶劣天气等原因带来的突发状况。此外，火灾现象在变电站在运行过程中非常容易发生的。一旦变电站中某个设备的使用情况，超出其自身负荷，那么就非常容易引起火灾。安装火灾应急报警系统可以在发生状况时，立即响起警报，对于变电站的安全运行有着重要意义。是变电站在建设过程中必须要安装的系统之一。智能化系统有着自动化和智能的优点，在变电站进行信息处理工作时，能够以最快的时间设计出最优质的方案，提高经济效益，确保工作可以高效的开展。

3.直流系统的设计

直流系统在自动化控制系统的运行过程中，起到能源支持作用是实现信号数据采集、统计工作的基础。直流系统能够使核电站所有的运行设备，都能够有效地接收到自动化系统所传输的信息，并接受自动化系统的控制，是整个变电站的稳定运行的核心环节。变电站电气系统在控制断路器的分合闸时，是依靠电动弹簧来进行工作的。所以，需要提前利用电池进行能量的储存，保证变电站在失去电源的情况下，其能够正常的运行。一般情况下，直流系统中电池容量一般设计为300Ah。此外，在直流系统的设计中可以通过对智能微机的控制来实现开关的状态控制。其中，直流电源的供电形式是采用双总蓄电池，两者之间通过设置单独的接线，确保每条线上都配置有充电设备、蓄电池和线路开关。为方便蓄电池和充电设备的同时运行，可以将控制母线与进线的电开关设置为连锁方式。

4.继电保护的设计

继电保护装置主要是负责保护线路和变压器，对于220kv的线路需要为其配备两套功能完善、运行状态良好，能够正确处理各发生的多种故障的保护设备，并且每套保护都应安装完整的后备保护设备。而对于110kv的线路则需配备220kv线路保护设备的一半即可，也就是一套同等规格的设备。电压如35kv和10kv的线路仅需设置过流保护、失压保护以及分散式过压保护三种即可。在主变压器的保护配置上，220kv和110kv的主变压器也不同。

结语

变电站电气二次系统拥有对整个变电站起到监测、控制和保护的所有系统，多个系统协调作用，保证了变电站乃至整个输送电系统能够安全稳定高效的运转，所以在进行设计电气系统时，要充分考虑到每个设备的运行配合以及整个供电系统的安全稳定性以及经济实用性。

参考文献：

[1]陈晨.对220kV综合自动化变电站电气二次设计的探讨[J].建材与饰,2012，(30):189-191

[2]莫剑森.变电站电气二次设计质量研究[J].北京电力高等专科学校学报(自然科学版),2012,29(10):679