淺析35kV變電站綜合自動化設計

王雪冰

引言：變電站是電力系統中的一個重要環節，它的運行情況直接影響到電力系統的可靠、經濟運行。而一個變電站運行情況的優劣，在很大程度上取決于其二次設備的工作性能。變電站綜合自動化是指變電站二次系統通過利用計算機技術、現代控制技術、網絡通信技術和圖形顯示技術，實現將常規變電站的控制、測量、信號、保護、計量、安全自動裝置、遠動等功能整合于一體的計算機監控系統，這項技術涉及多個技術領域，是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。基于此，本文探討了關于35kV變電站綜合自動化設計。

前言：隨著國民經濟的持續發展，電力用戶對供電質量的要求愈來愈高，加強電網建設和改造成為電力系統新的工作重點，而依靠科技的進步，采用先進的技術和現代化的管理手段是電網建設和改造的出發點，實現電網自動化則是重要手段。變電站是電力系統中的一個重要環節，它的運行情況直接影響到電力系統的可靠、經濟運行。要提高變電站運行的可靠性及經濟性，一個最基本的方法就是要提高變電站運行管理的自動化水平，實現變電站綜合自動化。

一、35kV變電站綜合自動化的設計原則

設計人員在對35kV變電站進行綜合自動化設計時，首先要注意到35kV變電站供電的可靠性不高、用地方面需要節約以及用電符合比較分散等特點，以變電站的規模控制作為設計基點，選用現階段比較先進的自動化設備，使改善后的設備可以長期運行。另外，在對35kV變電站進行綜合自動化設計時，還要通過組屏式、分散式等方式，使改善后的變電站實現保護、控制、測量的一體化。同時，設計人員要充分考慮到未來變電站的負荷變化，裝置合理的變壓器，還要力爭使變電站實現無人值班，真正實現變電站的自動化。

二、變電站綜合自動化體系結構分析

變電站綜合自動化的一般定義是將微機監控、微機保護和微機遠動技術等技術融合在一起，充分發揮微機作用，提高變電站運行和管理等方面的技術水平以及自動裝置的可靠性，簡化變電站二次部分（設備）的硬件配置和連接線的綜合自動化系統。變電站綜合自動化的實現不僅可以提高變電站的全面技術水平和管理水平，提高安全、可靠、穩定的運行水平，降低運行維護成本，增加經濟社會效益，提高供電質量，而且可以促進配電網系統的自動化。變電站作為整個電網的一個非常重要節點，是聯接發電廠（發電站）和電力用戶的中心紐帶，擔負著電壓等級的變換、電能的匯集、傳輸和分配等任務，它的運行狀況對于全網電力系統的安全、可靠、穩定、經濟運行有著重大的影響。

三、35kV變電站綜合自動化的設計方案

（一）35kV變電站綜合自動化的結構

35kV變電站的綜合自動化主要由兩部分組成，分別是當地監控與測控保護。其中，當地監控系統主要負責變電站所在地信號的接入與傳輸，以實現對當地變電站綜合自動化全方位系統化的監測與控制；而測控保護系統則是對系統各方面功能進行維護的保護系統，該系統可以與融入通信系統中，完成遠程調度等工作的信號傳輸。對35kV變電站綜合自動化來說，兩者缺一不可。

（二）35kV變電站綜合自動化的設施

屏式是35kV變電站綜合自動化系統中最主要的結構，而通信系統，則是35kV變電站綜合自動化系統可以正常運轉的關鍵，該系統以220v交流電為優先電源，以同電壓的直流電為系統的備用電源，每個獨立的功能工作單元都是通過總線來完成相互連接的，這樣可以最大限度的實現整個系統的完整化。與此同時，35kV變電站綜合自動化系統中還配備有GPS時鐘、防誤閉鎖等相關設備。

（三）35kV變電站綜合自動化布置設計的方案

該系統為分層分布的設計模式，每個獨立的單元都有兩個CPU對其進行管理，防止單元之間相互影響；系統在保護功能和測控功能方面，運用技術手段使兩者回路分開，避免了兩者之間的相互干擾，同時減少二次接線，在一定程度上減輕了CT與RT的負擔；裝置全漢化屏幕和交流采樣等先進技術，更方便人機對話；采用最科學全面的系統設定，進一步推進力35kV變電站的綜合自動化。

四、35kV變電站綜合自動化的系統設計

（一）與主站的連接方面

35kV變電站綜合自動化系統是通過一點多址的方式，運用最先進的通信材料，雙通道的接入模式來完成與主站連接的。主備兩條傳輸通道可以在同一時間大量輸出應用數據，主站可以對龐大的數據進行篩選，選擇有效的數據進行接受，依據具體數據顯示的狀態，判定系統運行是否良好，并根據具體情況判定是否對通道進行切換，完成系統與主站之間的完美連接。

（二）系統監控與保護方面

從該系統的監控方面看，主要以光電隔離板之類的子系統為中心，并為每個獨立單元單獨設計了適合的接口，以實現具體的專業相關功能，最終完成對系統的監控和檢測；從該系統的保護方面看，與監控系統的設計如出一轍，但是通過對電壓電流速斷方面的設計，使系統安全大幅度提升。

（三）相關信息采集與中央單元箱方面

35kV變電站綜合自動化系統的電量采集運用的是交流采樣的方式，使用相對精密的傳感器為采樣基本裝置，能夠完成對變電站相關數據的準確、全面、綜合的監測。另外，在該系統的中央單元箱方面，采用每個獨立單元都設有一個單獨單元箱的方式，其具備的遙信與模擬量都是固定的八個，可以及時并準確的對事故發生的各項參數做出有效記錄，從而使監測者可以對變電站中所有的數據信息全面瀏覽。

（四）站控層設備

站控層為全站設備的監視、測量、控制、管理的中心，收集由各間隔層設備采集的數字量、模擬量與電度量信息，以及向現場發布控制命令，通過遠動工作站經專用遠動通道與調度端進行遠方數數據通信。主要包括SCADA服務器、操作員工作站、繼電保護及系統維護工程師工作站、防誤系統、通訊管理機、GPS對時設備、打印機及網絡設備。

（五）間隔層設備

間隔層采集各種實時信息，監測和控制間隔內的一次設備的運行，自動協調就地操作與站控層的操作要求，保證設備安全運行。具有就地/遠方切換開關，在站控層及網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層的監控和保護功能。間隔層設備按站內一次設備間隔配置，各間隔設備相對獨立，僅通過站內通訊網互相通訊。間隔層設備由線路保護測控單元、電容保護測控單元、主變保護測控單元、母線分段保護測控單元、35KVPT電壓并列裝置、10KVPT電壓并列裝置、綜合測控裝置及現場網絡組成。

站內建立站控層、間隔層兩級網絡。站控層監控機及各工作站通過以太網互聯，形成以太局域網結構，通訊介質采用光纜。間隔層裝置通過CANBUS現場總線方式直接接入遠動工作站，通訊介質采用屏蔽雙絞線，遠動工作站通過遠動專線ADSL連接遠方調度。

結論

35kV變電站是目前我國電力系統中非常重要的組成部分，隨著生產力的發展和科學技術的進步，35kV變電站也應朝著綜合自動化方向發展，以滿足越來越高的生產力需要，工作人員應結合當地的實際需求設計變電站的綜合自動化，以實現其良好的工作目標。

參考文獻

[1]徐立子.變電站自動化系統的分析和實施[J].電網技術2010，24（5）：2-28.

[2]王遠璋.變電站綜合自動化現場技術與運行維護[M].中國電力出版社，2013.

[3]水電部地區電網調度自動化專業組.地區電網調度自動化技文件匯編[M].南京：電力系統自動化雜志社，2012.

[4]賀家李，宋從矩.電力系統繼電保護原理[M].北京：水利電力出版社，2012.

（作者單位：國網呂梁嵐縣供電公司）