變電站的電氣自動化設計探究

李曉歡

（遼寧省輕工設計院有限公司，遼寧 沈陽 110031）

變電站自動化是因為國家的經濟不斷發展，人們的需求日益增加，科學技術不斷進步所研究出來的一項重要技術，這需要對變電站自身的系統進行不斷地改進和優化，使其性能有所提高。

一、變電站電氣自動化設計概況

在變電站建設過程中加強電氣自動化設計主要是通過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多個內容進行調整和設計。在對超高壓電進行電氣設計時一般會使用微機故障錄波裝置、微機線路保護、微機遠動裝置對整個系統進行檢測，另外還會對其安裝相應的實時微機監測系統、遠動設備以及繼電保護裝置等，能夠大大提升變電站電氣自動化設計水平，為后續工作的開展奠定基礎。要想正確確保變電站電氣自動化的有效設計，就一定要充分意識其在變電站中的應用意義與價值，否則將會造成其應用不當而無法滿足其供電需求。

二、電氣自動化設計要點

（一）電氣自動化系統結構設計

進行電站電氣自動化設計時要加強對其系統結構的有效設計，因為一般會采取分散分布式結構，以電氣自動化單元為配置對象。另外，整個電氣自動化設計系統內部的結構裝置具備一定的獨立性，加強對其系統結構的有效設計能夠更好地應對相關故障隱患問題的產生，防止因為測控以及通信網出現故障所造成的問題和影響。

（二）電氣自動化信息的分層設計

要對電氣自動化信息的分層進行設計，因為在開展電氣自動化設計過程中一定要對所有一次設備與間隔層間的信息分層進行設計，這樣才可以有效確保電壓與電流相關設備的穩定運行。在對間隔層的信息交換設計過程中，要求對其內部的功能模塊開展相關設計工作，確保機電保護裝置和控制模塊以及監測模塊之間的信息溝通與交流。同時還要對間隔層與變電站進行信息設計。一般來說，變電站的監控系統主要是由間隔層采集將數據信息發送到監控管理機，通常主要包含以下內容：正常運行狀態以及故障問題運行狀態下的測量值和計算值、斷路器狀態、保護操作等參數狀態。

三、電氣自動化在變電站中的具體設計

（一）計算機監控系統設計

計算機監控系統設計主要從兩方面入手，首先是對操縱控制方式的設計，因為整個監控系統的設定是為了適應無人值班工作的開展進行設計的，一般是根據其功能性分層進行考慮，按照集控中心、變電站控制層、間隔層等設備的功能性進行分層。由于某些環節只是檢修的操作手段，所以說整體電氣監控范圍和區域能夠根據相應的需求進行調整。另外，還要確保各個設備的運行狀態、選擇功能的開關狀態都應配備一定的監控系統，進而加強對各個層級的有效控制。如果系統產生各種故障時則能夠及時向控制中心發出警告，縮短應急處理的時間。

在系統配置方面要求控制層作為整個監控系統的關鍵，通常包含以下設備：遠動主站、GPS對時裝置、公用接口裝置、打印機、主機兼操作員站以及網絡系統。另外，還要對計算機監控系統的外圍設備進行精簡，比如去除操作員站的緩解，但是要為其預留一個便攜機接口，以便后期工作需求。為了確保后期系統的升級與優化作用，在對主線圖進行設計以及控制層數據庫的建立時一定要從長遠的方向進行考慮。

（二）相關設備的使用

二次設備的使用一般要遵守以下原則：首先在對二次設備進行安裝和布置時一般采取集中式，以便監控設備室和繼電器室能夠結合具體狀況進行分割或者合并；另外在對保護裝置以及監控系統測控系統組裝屏選擇方面要充分進行考慮，確保各個二次設備的外形、柜體的結構以及顏色相協調；同時還要求繼電器室內的系統能夠集中深部安裝以下幾種設備：控制層設備、主變壓器保護柜、測控柜、故障錄波器、電能表柜、直流柜通信設備屏柜以及110kW系統，還要在室內預留出備用屏的空間；最后則要求在35（10）kW的開關柜上安裝測控裝置。

直流系統布置于繼電器室內，不增設相應的電池室，而且電池的數量級容量也要根據具體的參數來設定。直流系統的額定電壓使用220/110V，并通過單母線分段接地。其配置有：一套直流接地的自檢測裝置、兩套冗余配置的高頻開關電源充電設備、一套閥控式電池組。當然，如果變電站的規模較大也可以增設一套電池組，其容量一般為100Ah～200Ah，每組蓄電池由104只密封式的鉛蓄電池構成。

交流不停電電源（UPS）系統計算機監控系統要求具備持續不停電的供電系統，因此會使用UPS系統，該系統能夠利用220/110V的直流電源為其提供相應電流而不自帶電源，能夠使用模塊化的N+1冗余配置，確保每套的電池容量在3kW左右。在具體應用中應結合容量要求進行安裝。

整個圖像監控系統的目的在于可以實現便捷化的管理，對于出現的問題能夠及時進行發現并解決，確保系統設備的穩定運行。一般來說該系統設備需遵循以下原則：需要在變電站工作區域周圍安裝遠紅外線探測器與電子柵欄，在各大主控樓以及大門配置攝像頭；同時對于各個配電設備房間內部也要安裝攝像頭，確保整個變電站的防火、防盜以及安全性，能夠在出現險情時第一時間將其傳輸到控制中心。

四、變電站電氣自動化技術的發展趨勢

隨著當前科技水平的不斷提升和各種新型技術的研發與應用，使得電氣自動化的應用前景更為廣闊，尤其是在變電站系統中的有效應用為整個供電系統的運行帶來了新的可能性。而且隨著電子計算機技術、數字化技術及互聯網技術的不斷完善和優化，電氣自動化技術和變電站的融合將會更加深入，進而有效推進變電站科學合理的設計、規劃等工作的開展，確保變電站能夠大大提升其自動化水平，完成一系列相關操作，確保整個變電站供電系統的安全性與穩定性。

五、結束語

隨著我國的經濟不斷地提高，人們的日常需求也逐漸增加，對電力的需要也越來越大，所以我國對變電站的自動化控制系統也進行了重點研究，使變電站自動化控制系統可以滿足人們日益增加的需求，同時也可以使電力行業得到有效的發展進一步提高國民的經濟。