500kv變電站電氣一次部分及監控系統研究

堯樂

摘 要：電氣一次部分是500kV變電站的重要組成部分，其設計質量的高低將直接決定500kV變電站的整體運行效果。同時，為了確保電氣一次部分的有效運作，則需要加強對500kV變電站電氣一次部分的實時監控，以便更好地提高電氣一次部分設備的運行水平。基于此，本文以加強對變電站電氣一次部分及監控系統研究的必要性分析為主要切入點，從主接線設計、主變壓器容量選擇、3/2斷路器接線三方面分析500kV變電站電氣一次部分的設計，并從結構功能、可編程邏輯控制器、組態軟件幾個環節重點探討500kV變電站監控系統的設計。

關鍵詞：500kV變電站 電氣一次部分 監控系統

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0042-02

在新常態的經濟背景之下，企業、人民群眾對電能的需求量呈現逐年上升趨勢，加之電網結構優化的影響，都在無形之中對電網的運行質量提出了更高的要求。對此，本文以500kV變電站為主要研究內容，對其電氣一次部分及監控系統的設計給予簡要分析和著重探討。

1 加強對變電站電氣一次部分及監控系統研究的必要性

加強對變電站電氣一次部分及監控系統的設計研究，可以有效提高變電站的整體運行效率，增強變電站運行的安全性和可靠性。

一方面，對變電站的電氣一次部分進行設計研究，可以通過這一核心部分的科學規劃來提高變電站的運行水平。在設計過程中，電氣一次部分的主線設計是變電站及電力系統穩定運行、安全運作的根本所在，具體影響范疇主要涵蓋電氣設備型號、繼電保護裝置、電力系統控制方式三個方面[1]。由此可見，在變電站設計過程中，其主線設計方式的科學合理將是影響電力系統運行的重要因素，加強對變電站電氣一次部分的系統規劃則顯得極為必要。

另一方面，對變電站電氣一次部分的監控系統進行設計研究，可以對變電站的設備運行、數據傳輸等情況給予實時監控。具體來說，通過監控系統可以及時發現變電站運行過程中存在的故障，借助數據技術對故障的成因予以分析，以此為依據制定相應的解決措施，將故障所產生的危害控制在最小范疇，增強變電站運行的安全性和可靠性含量。由此可見，加強對變電站電氣一次部分監控系統的設計研究則顯得極為重要。

2 500kV變電站電氣一次部分的設計

500kV變電站屬于高壓變電站體系范疇，具有高容量、強電壓、出線回路數復雜綜合性特點，通過500kV變電站功能的落實可以有效保證電力能源的暢通高效輸送。對500kV變電站電氣一次部分的設計，需要包括4個單獨電源的500KV進線，長度分別為200km兩回、300km兩回；220KV變電站的電氣一次部分的設計則需要包括8個單獨電源的200KV饋出現，與負荷端的距離分別是40km兩回、50km兩回、60km兩回、70km兩回。基于此，對500kV變電站電氣一次部分的設計主要應側重于幾下幾個板塊。

2.1 主接線設計

主接線是500kV變電站電氣一次部分的首要設計環節，主要是指高壓電氣設備以連接線連接而成的用于接收和配送電能的線路，通過主接線可以充分發揮各電氣設備之間的作用，即維護500kV變電站系統的穩定運作，增強500kV變電站電力系統的平穩性，確保各電氣設備處于可靠安全的良性運行狀態之內。因此，主接線設計要滿足穩定、靈活、方便、節約等要求。

2.2 主變壓器容量選擇

若想保證500kV變電站電氣一次部分的有效運作，則需要科學合理的主變壓器，保證其所擁有的容量符合500kV變電站電氣一次部分運作的客觀要求，從而提高500kV變電站電力系統的運行有效性。一方面，如果主變壓器容量不足，則會導致電力設備處于超負荷運作；另一方面，如果主變壓器容量過大，則會導致設備空載損耗增多，進而增加設備的能源消耗。因此，在選擇過程中因確保主變壓器容量與500kV變電站電力系統的實際運作相承接，通常應為SFPZ-370000/500、容量370MVA的變壓器。

2.3 3/2斷路器接線

3/2斷路器接線以串聯為主要方式，主要是指借助3個開關將2條母線加以串聯，在此基礎之上從相鄰的2個開關之間引出元件。也就是說，2個元件需要擁有3個開關，而中間的開關則是公用部分，換算而來則是每個元件所用的開關為1/2，也可以被稱為“一個半開關接線”。在500kV變電站的建設初期，因規模較小、擴建次數較多等因素的影響，所以經常存在“半串”的過渡過程[2]。對此，在對其進行接線設計過程中要秉持交叉配置的原則。此外，值得說明的是3/2斷路器接線方式具有成本大、保護裝置復雜的不足之處。

3 500kV變電站監控系統的設計

監控系統是保證500kV變電站安全、穩定、可靠運作的保障，可以進一步減少500kV變電站建設的成本投入。500kV變電站監控系統是建立在大數據信息技術的基礎之上，通過通訊技術的應用可以對500kV變電站運行情況進行及時監控，發現其中存在的故障，并且進一步分析導致該故障出現的成因，生成有效待解決處理方案，將電力企業的損失縮減至最小。500kV變電站監控系統的設計主要包括以下幾個方面。

3.1 結構功能設計

500kV變電站監控系統的設計要充分考量多種因素，保證500kV變電站監控系統的結構合理。首先，要加強對監控系統第一層的設計，也就是我們所說的“上位機”，由500kV變電站的計算機和組態軟件共同組成，作為監控系統的核心部分，以雙機冗余為主要表現形式。其次，要加強對監控系統第二層的設計，主要是指可編程邏輯控制器，英文縮寫是“PLC”，具有控制職能，以軟冗余為主要表現形式。最后，要加強對監控系統第三層的設計，主要是指斷路器、隔離開關等電器設備，具有監控各設備參數的職能。

3.2 可編程邏輯控制器設計

可編程邏輯控制器，英文縮寫為“PLC”，是500kV變電站監控系統中的監控室，具有編程簡單的明顯優勢，憑借指令或者梯形圖對其進行程序編寫可以有效加強對500kV變電站的實時控制，從而提高500kV變電站運作的穩定性、可靠性。

3.3 組態軟件設計

組態軟件主要是指對監控系統中所得到的數據予以分析和控制的過程，其作為500kV變電站監控系統的自動監控曾開發平臺，需要通過組態的方式為客戶提供必要的監控系統，具有鮮明的自動化特征，嚴格按照“設置PLC設備—建立數據庫—設計工作及操作按鈕—數據分析及設置發光警報—設計操作腳本”的程序進行，從而實現對數據的科學分析，為電力企業提供必要的方案調整依據。

4 結語

綜上所述，加強對變電站電氣一次部分及監控系統的設計可以有效提高變電站的整體運行質量，是電網結構優化調整的內在需求，確保變電站的運行朝著安全、穩定、可靠的方向發展，從而為國家、企業、人民群眾提供必需的電力能源，為我國國民經濟穩定發展做出貢獻。電氣一次部分是500kV變電站的重要組成部分，其運行質量的高低將在一定程度上直接決定變電站的整體性能，因此，要從主接線、主變壓器容量、3/2斷路器接線三個環節對其進行有效設計。同時，還需要設置與500kV變電站電氣一次部分相承接的監控系統，實時監測500kV變電站電氣一次部分的運行狀態，如果發現隱患則需要通過數據分析的方式給予及時處理，盡可能地降低電力企業的經濟損失。

參考文獻

[1] 曹俊.分析500kV變電站電氣一次部分及監控系統應用[J].通訊世界，2017（23）：211-212.

[2] 劉俠.GIS設備安裝調試技術在500kV變電站電氣施工中的應用研究[J].通訊世界，2016（8）：68-69.