變電站電氣自動化設計探析

周玲 王建樹 宋博言

（國網河北省電力有限公司檢修分公司，河北 石家莊 050000）

變電站是電力系統中的重要部分，近幾年，科學技術的發展，對智能變電站提出更高要求，對此，提高智能變電站的電氣自動化，推動智能變電站可持續運行，成為電力企業發展重點。

一、變電站電氣自動化設計的概況

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分析

（一）智能化一次性設備設計

一般來講，智能高壓設備是由設計、保護、檢查、監督等單元組成，每一單元能夠獨立呈現，也能夠同步實現。并且，智能化一次性設備，調整性較為靈活。在設計智能性一次性設備時，設計人員可采用內嵌方式或者外化方式，在傳統組件基礎之上，延伸智能化一次性設備，并在每一功能處理階段將其劃分層次，將變電站高壓設備、傳感設備有效結合，在電力穩定性測量之上，對設備進行界限設置[4]。另外，當設備體現獨立單元時，系統應實現對高壓電的檢測。在設計中，雖然，智能一次性設備組織方式不同，但是，其所具備的良好適應性，能夠有效保障高壓設備穩定運行，為電氣自動化奠定了基礎。

（二）PLC的設計

由于PLC具有良好的可靠性與穩定性，并且編程簡單，因此被廣泛地應用于變電站的監控系統，它主要是以指令或梯形圖編程的形式應用于監控系統實時控制中。此外，PLC主要是監控變電站的電氣一次部分。通常在選擇PLC的時候，需要根據具體的控制對象備有20~30%的用量，以保障監控系統實時監控作用的發揮。

具體而言，變電站組態軟件設計主要指的是：設計監控界面，并且在此基礎上配置PLC設備。建立監控數據庫，將數據點和PLC的數據聯系起來。設計相關設備的操作圖形界面與操作按鈕。以動畫的形式連接上述層次，建立圖形與數據的對應關系，當發生異常時能以聲光進行報警。設計操作說明書，用以指導執行相關操作設備。

（三）PLC與組態軟件的通信設計

在相關人員并未熟練掌握組態軟件與PLC間的協議時，如需必要，相關人員可直接在PLC中設置相應網絡編程，并在PLC與組態軟件之間實現互相通信。在通信設計中，設計人員應重點關注電氣一次性設備、監控系統等的設計，重視PLC的設計，保障數據交換的效率與準確性，保障組態軟件切換通信位置的正確性。

（四）繼電保護設計

變電站自動化系統的繼電保護功能是變電站自動化系統的核心組成部分和關鍵技術。通過繼電保護功能能夠實現對變電站繼電設備狀態的監控和保護。一旦變電站繼電設備運行狀態出現異常，繼電保護功能便會啟動保護機制。其中包括：發電機保護、變壓器保護、母線保護、電氣線路保護等。繼電保護功能降低了電力系統發生故障的可能，在故障發生時，能夠實現最小范圍和最短時間，自動將故障點與設備進行隔離以及切除，消除隱患，保障供電正常。繼電保護功能的技術特點是具有選擇性、靈敏性、可靠性、速動性。

（五）直流系統設計

在變電站的電氣自動化設計中，直流系統作為重要部分，其的設計質量直接影響著電氣自動化效果。在直流系統設計中，首先，設計人員應采用一體化電源設備，根據實際情況構建直流系統，提高系統的安全性與可靠性。在系統構建中，電源包含有380V/220V交流電源，DC220V（110V）直流電源，逆變電源，DC48V通信電源。其次，構建一體化電源系統，其中包含有交流配電單元、交流充電單元，ATS雙電源的轉換開關。一體化電源系統為分層分布結構，其主要功能是：由根本分析并掌握各功能測控模塊的運行與信息數據收集。

結束語：

在科學技術的引領下，變電站電氣自動化設計越來越受到人們的廣泛關注。雖然我國的變電站電氣自動化設計取得了一定成就，但由于其一直在不斷升級，就必然會對電氣自動化設計的技術和標準提出更高的要求。我國變電站電氣自動化設計還面臨著很多問題，但是我們必須堅信我國的設計水平將會有更大的提高，我國變電站電氣自動化設計將會發展得更好。