110kV綜合自動化變電站的電氣二次設計分析

摘要：隨著計算機技術、通信技術、數據分析技術等的快速發展，變電站的綜合自動化水平得到了大幅提升。變電站二次部分作為支撐變電站運行的重要組成部分，其設計優劣將直接影響系統未來運行的可靠性。基于此考慮，本文將分析目前自動化變電站電氣二次設計需要主要考慮的各個方面。

關鍵詞：變電站;綜合自動化;二次設計

現代的電力工業技術主要由3個方面構成，分別是發電、輸配電設備，繼電保護以及安全閉鎖裝置，自動化系統。在電力工業的不斷發展過程中，發電以及輸配電設備的可靠性不斷提高.繼電保護以及安全防護動作準確率以及速度的提高以及自動化系統工作穩定性，可以說對于現階段的電力工作發展而言，這3種技術不可分割。其中，繼電保護以及各種安全防護裝置的應用可以有效地提高整個電力系統運行的可靠性，統稱為二次設備。

一、綜合自動化變電站電氣二次設計與自動化系統的關系簡述

綜合自動化變電站電氣二次的設計是集成微機控制、遙控遙測、通信控制等新技術于一體的綜合設計技術，對提高變電站的自動化水平、提高系統節能運行、具備無人值守能力等具有重要意義。綜合自動化系統主要是通過計算機網絡技術、通信技術以及數據處理技術等一些新技術來監控整個變電站，同時實現站內各電氣設備間的信息交互，從而共享系統內部的信息資源。區別于變電站一次部分，電氣二次主要功能是保護、監控電氣一次設備，對一次設備中的等級變換能夠有效調節，通過確保設備的安全穩定運行來實現整個系統更加穩定的運行。從變電站自動化系統的角度來說，可以將二次設備及系統看成自動化系統中的一部分，用于服務一次設備。并通過一些電工技術的應用，完成繼電保護、跳合閘等動作。除此之外，考慮到綜合自動化變電站功能的實現，變電站自動化系統所發揮的作用與電氣二次系統所發揮的作用具備顯著差異。

二、110kV綜合自動化變電站的電氣二次設計要求分析

（一）GPS對時

對于綜合自動化變電站而言，為確保內部各裝置運行的一致性，需要在電氣二次設計時設置一套獨立的GPS時間同步系統，并配備一套標準同步主時鐘，采用時間同步擴展裝置來滿足變電站內部不同系統、裝置、智能設備的對時需要。

（二）防誤閉鎖

對于綜合自動化變電站而言，要設置防誤閉鎖來避免高壓設備出現誤操作等現象，以確保高壓系統的運行可靠性。目前防誤閉鎖可以分為電氣型與微機型。對于電氣型，電氣連鎖操作可以優化各個電氣回路，借助防誤閉鎖設備優化系統運行。但這種方式需要設計多條二次電纜，因此凸顯了操作的困難度，尤其在后期的二次接線檢查與更改時需要耗費大量的人力與物力。相對于電氣型，通過微機控制防誤閉鎖設備具有顯著的優勢。通過構建數字化邏輯的閉鎖規則，在處理二次電氣線路時可以忽視電纜線的銜接來進行全方位的優化設計。

（三）小電流接地選線

對于存在小電流接地的系統，若不進行良好接地將導致系統兩端電壓升高。嚴重時將導致系統絕緣薄弱處的絕緣擊穿，從而引起短路造成系統設備燒毀。因此在進行綜合自動化變電站電氣二次設計時需要充分考慮小電流接地系統的選線情況，為了達到系統安全運行的需要，要進行合理科學的接地線選線。主要包括幾個方面：（1）明確接地線動作指令是信號發送還是跳閘;（2）選擇靈敏度與精度合適的零序互感器，確保信號采集正常;（3）接地線選線要獨立于通信網，同時考慮電纜的接線方式。

（四）繼電保護方面

對于綜合自動化變電站而言，沒有繼電保護將無法運行整個變電站系統，且繼電保護系統需要與監控系統獨立，即當監控系統的各種軟件或者硬件發生故障退出后，繼電保護系統中的各單元依然可以正常運行。這樣，綜合自動化變電站在運行時即使出現一些系統問題，通過繼電保護系統的正常運行，依然可以確保所處單元的正常運行。目前，綜合自動化變電站的自動化系統主要針對主變、進出線路、母線、補償電容器、接地變等進行相應的測控，并配備獨立的保護測控裝備，對各目標的電壓、電流、相位等數據進行實時采集，并通過集成的硬件CPU與保護程序對各對象進行保護。因此，對綜合自動化變電站電氣二次系統進行設計時，需要重點考慮其保護對象（一次設備）的特點，設計與配備合適的保護功能，制定嚴謹的保護邏輯，并進行嚴格的保護測控裝置、CT、PT的選型。

（五）四遙

四遙是綜合自動化變電站運行所需的最基本的功能，變電站內部其他功能多以四遙功能為基礎，通過對四遙數據進行處理而實現的。隨著網絡技術的普遍使用，四遙數據實現了實時共享，并通過綜合自動化系統進行數據分類與傳遞，確保各執行部門能夠有效調取數據，進行相應的操作。在綜合自動化變電站電氣二次設計時，需要重點考慮四遙部分在變電站系統中的位置，明確變電站系統各部分對四遙數據的需求，完成相應二次電纜的設計與連接，以期能夠最大限度的發揮四遙的功能，充分利用四遙數據來指導變電站的日常運行、檢修維護、事故分析等工作。

（六）跳合閘操作方面

綜合自動化變電站的電氣二次系統設計需要考慮斷路器、接地刀閘的操作，確保這些操作能夠保持足夠安全的距離。因此，在進行這一部分設計時，要實現對斷路器、接地刀閘的動作機構進行合理、科學的邏輯設計，確保系統能夠實現穩定且安全的運行。以斷路器而言，其跳合閘的弱電信號能夠與線圈的強電信號回路進行穩定和安全的運行。除開動作機構的電氣二次設計，還需要將測控裝備的控制信號與動作信號進行隔離，確保信號之間不會干擾。

三、結束語

綜上所述，綜合自動化變電站的電氣二次設計需要與自動化系統的功能相對應，及相應的裝置與設備既要保證系統運行的可靠性，也要具備協調可控能力來保障各設備的安全可控。因此，從繼電保護、四遙、備自投、SOE、GPS對時等方面開全面的電氣二次設計是綜合變電站設計與建設的重要內容，通過合理與科學的設計能夠有效維持電力系統的安全穩定運行。

參考文獻：

[1]張玉林.智能變電站電氣二次系統優化設計探析[J].科技經濟導刊，2019，27（17）：97.

[2]曹文輝.智能變電站電氣二次設計常見問題及處理對策[J].江西電力，2019，43（4）：26-28.

[3]李濤.智能變電站的電氣二次設計策略研討[J].科技資訊，2018，16（32）：53，55.

作者簡介：倪宗旭（1985-），女，貴州遵義人。