淺談變電站的電氣自動化設計

安順英

（身份證號：1321291978****2828）

一、變電站電氣自動化設計的概述

變電站電氣自動化設計主要是對電力系統中變換電壓、分配電能、控制電力流向、調整電壓的電力設施等方面進行設計。目前，我國對變電站電氣自動化設計的研究已經取得了一定的成果。在電氣自動化設計的超高壓變電方面，我國普遍采用了微機故障錄波裝置、微機線路保護、微機遠動裝置檢測系統，并設計了實時在線的微機監測裝置、遠動設備以及繼電保護等，這些裝置的使用為變電站電氣自動化設計奠定了堅實的基礎。但我國在變電站電氣自動化設計方面也一直存在著一些問題，特別是變電站電氣自動化設計中的系統配置及其系統網絡結構無法滿足變電站電氣自動化系統的要求，變電站綜合自動化系統發生故障等，這都嚴重影響著變電站電氣自動化系統的正常運行。因此，諸方面問題還有待進一步解決。

二、變電站電氣自動化設計原則

（一）遵循電氣自動化系統設計原則

應遵循電氣自動化系統設計原則，設計電氣自動化系統方案時應注意：在變電站開關柜內的繼電保護等相關方面的設計應保持不變，值班室的繼電保護屏與中央信號系統也應保持原設計，然后再設計一套重復的計量、信號與控制回路進入計算機監測與控制系統。因此，我們不難看出，遵循電氣自動化系統設計原則是非常關鍵的一個環節。

（二）遵循電氣自動化監視和控制原則

電氣自動化設計原則之二是電氣自動化監視和控制原則。電氣自動化監視系統的數據是統一采集處理的，以達到資源共享的目的，因此不用再另外設計其他常規的控制屏及模擬屏。電氣自動化監視系統有與電力調度數據專網的接口，具備軟、硬件配置相互支持的聯網平臺。電氣自動化控制系統具備防誤閉鎖功能，能完成全站防誤操作閉鎖。

三、變電站的電氣自動化設計要點

（一）系統選型

主要從繼電保護及站內集中監測與遠方調度幾方面考慮。對于繼電保護而言，35kV及以上的變配電站一般都有變壓器保護，應優先考慮選用微機保護或變配電站綜合自動化系統。10kV變配電所一般均為電力系統開閉所及用戶變配電站，一次接線比較簡單，應以常規繼電保護為主。選用價格低、性能可靠的智能化開關，智能化開關柜或綜合自動化系統之后，可以取消常規繼電保護。

對于站內集中監測與遠方調度來講，有集中式與分散于開關柜內的集散系統兩種形式，變配電站綜合自動化系統是一種最先進的分散安裝于開關柜內的變配電站站內集中監測與遠方調度系統。集中式變配電站計算機監測與遠方調度系統需要安裝各種電量變送器。測量、信號與控制電纜要由開關柜內引出，外部電纜數量多，設計與施工工作量大，一般不宜再推廣使用。變配電站綜合自動化系統的末端數據采集與控制單元直接安裝于開關柜內，大都采用交流采樣從電流或電壓互感器直接進行測量，省掉了電量變送器，有些還可以省掉開關柜上的指示儀表。外部電纜只有一根通信電纜與供電電源電纜，設計與施工簡單，所以應積極推廣選用。智能化開關與智能化開關柜本身已經具備集中監測與遠方調度功能。只要設計一根通信電纜引到調度值班室中央控制站計算機就可以實現集中監測與遠方調度。但由于各廠家的通信協議不統一，不同廠家的產品實現聯網比較困難，所以近期還難以推廣應用。

（二）電氣自動化信息的分層設計

電氣自動化設計的要點之一是電氣自動化信息的分層設計。在進行電氣自動化設計時，必須完善一次設備與間隔層間的信息分層設計，這樣才能有利于電壓和電流相關設備的正常運行。

1、間隔層的信息交換設計

針對在一個間隔層內部的功能模塊進行設計，保持繼電保護和控制、監視、

測量之間的信息交換。

2、間隔層與變電站的信息設計

變電站電氣自動化監控系統的信息主要由間隔層采集，發送到監控管理機，這些信息設計內容大體上包括多個方面，主要有正常情況以及事故情況下的測量值和計算值、斷路器狀態、保護操作等。

（三）計算機監控系統設計

1.設計原則

變電站的監控系統必須滿足處于無人值班時仍可以正常的工作，因此其設計要采用先進的計算機管理，并且嚴格的遵循以下的原則：

（1）計算機網絡安全應該按照《電力二次系統安全防護規定》執行;

（2）計算機監控系統使用可以進行遠程控制的計算機系統與分層分布式的網絡結構并簡化其后臺部分；

（3）實時監控、控制、數據的采集、處理分析由計算機系統獨立的完成，除此之外不再增設其它的模擬屏或控制屏；

（4）使用硬接點來傳輸重要的信號，例如保護動作信號與報警裝置信號；

2.監控范圍

計算機監控系統主要進行以下六個方面的監控工作：

（1）進行圖像以及安全警衛系統的監視；

（2）通信設備以及通信電源警報信號的監視；

（3）UPS系統與直流系統；

（4）變電站的用電源備用自投及用電控制監控；

（四）變電站綜合自動化系統

變電站綜合自動化系統的外電纜設計非常簡單，只有一根通信電纜與一根交流220V電源線。通信電纜一般選用計算用屏蔽電纜，線芯為兩對兩芯0.5m銅芯線，使用一對，備用一對。也可以選用雙芯屏蔽雙絞線。大型變電站也可以考慮使用光纜。電力監控器應由專用電源集中供電，以保證供電可靠性，增加抗干擾能力。有些電力監控器可以用220V直流電源供電，此時可以由直流屏集中供電。變電站數量少時，可以不設現場控制站，電力監控器的通信電纜可以直接引到中央控制站。供電電源可由變電站內單獨提供，距離中央控制站近時，也可以由中央控制站供電。通信距離可達3km。變電站內開關柜數量少時，可以幾個變電站合用一個現場控制站，每個現場控制站可帶犯個電力監控器。電力監控器到現場控制站及現場控制站之間的最遠距離均為5km。