分析220kv綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)

陳哲

摘要：在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的推動下，我國電力電氣行業(yè)得到高速發(fā)展，電力系統(tǒng)逐步朝著自動化變電站的方向發(fā)展與演變。為此，本文將針對220kv綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，了解變電站自動化發(fā)展的重要性與必然性，明確220kv綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)方法與建設(shè)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：220kv綜合變電站；電氣二次設(shè)計(jì)；分析與應(yīng)用

前言：

近年來，電力技術(shù)得到高速發(fā)展，綜合自動化技術(shù)被廣泛運(yùn)用到變電站的各項(xiàng)建設(shè)活動中，有效推動電力設(shè)備的進(jìn)步與發(fā)展。變電站作為輸變電系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，是電網(wǎng)建設(shè)中的主要建設(shè)陣地，對電網(wǎng)運(yùn)行具有直接控制作用。變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，是整個變電站監(jiān)控的重要構(gòu)件。變電站的二次設(shè)計(jì)方案是否科學(xué)、合理，直接決定著變電站甚至整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。

一、傳統(tǒng)220kv變電站與綜合自動化變電站之間的差異

（一）傳統(tǒng)220kv變電站

基于現(xiàn)代化發(fā)展的背景下傳統(tǒng)220kv變電站具有較大的局限性，具體表現(xiàn)在以下五個方面：其一，傳統(tǒng)220kv變電站無法滿足當(dāng)代電網(wǎng)建設(shè)對變電站的要去與需要，在安全性與可靠性無法對其提供有力的保障；其二，傳統(tǒng)220kv變電站在構(gòu)建過程缺乏科學(xué)的調(diào)壓方法與諧波治理策略，無法對電能質(zhì)量提供有力保證；其三，傳統(tǒng)220kv變電站占地面積相對比較大，需要消耗大量的施工建設(shè)成本；其四，傳統(tǒng)220kv變電站并沒有運(yùn)用自動化、數(shù)字化的相關(guān)電氣設(shè)備，無法推動電力系統(tǒng)的自動化、數(shù)字化與智能化；其五，傳統(tǒng)220kv變電站中所運(yùn)用到的電氣設(shè)備缺乏可靠性與穩(wěn)定性，設(shè)備維護(hù)環(huán)節(jié)工作量相對比較龐大，變電站運(yùn)行環(huán)節(jié)的自動化水平有待提升。

（二）220kv綜合自動化變電站

與傳統(tǒng)的220kv綜合自動化變電站相比，220kv綜合自動化變電站擁有以下五方面的應(yīng)用優(yōu)勢：其一，綜合自動變電站能夠?qū)﹄妷?、無功實(shí)施調(diào)節(jié)與控制工作，有效保證電能輸出質(zhì)量，將電流控制在一個相對比較合理的狀態(tài)，極大程度上滿足電壓運(yùn)行的實(shí)際需求，同時降低電網(wǎng)損耗量與電能損耗量；其二，綜合自動化變電站能夠借助微機(jī)對變電站中各個子系統(tǒng)實(shí)施調(diào)節(jié)與控制工作，從而對變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步診斷與分析，及時了解變電站中的異常情況，并發(fā)出相應(yīng)的指示信號，有效提升變電站一次設(shè)備與二次系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的安全性與穩(wěn)定性；其三，綜合自動化變電站運(yùn)行過程，對變電站運(yùn)行全過程的監(jiān)視工作、檢測工作、記錄工作、抄表工作等均依靠微機(jī)系統(tǒng)來完成，電力設(shè)備運(yùn)行人員進(jìn)行對微機(jī)系統(tǒng)實(shí)施操作，即可開展對變電站運(yùn)行的監(jiān)視工作、檢測工作、記錄工作、抄表工作，從而對變電站運(yùn)行信息的動態(tài)掌控，為電力調(diào)度工作提供可靠的理論依據(jù)，有效提升變電站動態(tài)化管理水平與自動化控制水平；其四，綜合自動化變電站不僅具備數(shù)字化、智能化等功能，而且體積相對比較小，排列緊湊，占地面積不大，有效解決土地資源，提升土地資源的利用率，降低土地資源的浪費(fèi)；其五，綜合自動化變電站擁有自動診斷功能，能夠有效縮短故障排除時間與維護(hù)時間，為后期維修工作奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

二、220kv綜合自動化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)要求

（一）繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)要求

繼電保護(hù)作為220kv綜合自動化變電站中的一項(xiàng)重要功能，與變電站的正常運(yùn)行具有密不可分的關(guān)系。在220kv綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)工作中，需要落實(shí)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)工作，使保護(hù)單元與監(jiān)控系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，一旦電力系統(tǒng)中的軟件或者是硬件出現(xiàn)故障能夠立即退出原有的運(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到繼電保護(hù)的目的，維護(hù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（二）防誤閉鎖的設(shè)計(jì)要求

220kv綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中的防誤閉鎖功能，主要涉及兩種防誤閉鎖形式，一種是電氣防誤閉鎖功能，另一種是微機(jī)防誤閉鎖功能。其中，微機(jī)防誤閉鎖功能是借助軟件對隔離開關(guān)、斷路器、接地刀閘之間的操作關(guān)系進(jìn)行控制與編寫，將運(yùn)行現(xiàn)場中二次閉鎖回路均歸入電腦“五防”閉鎖規(guī)則庫之中，進(jìn)而彌補(bǔ)電氣閉鎖功能中不具備的防誤閉鎖功能，該功能齊全、操作簡單，具有較高的智能化程度。220kv綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中所涉及的防誤閉鎖內(nèi)容是運(yùn)用防誤閉鎖功能對控制中對容易出現(xiàn)較高失誤率的高壓設(shè)備進(jìn)行控制。

（三）接地選線的設(shè)計(jì)要求

小電流接地系統(tǒng)在單相接地運(yùn)行狀態(tài)下，未與地相接處的兩端的對地電壓會呈現(xiàn)大幅度上升的趨勢，電力設(shè)備絕緣性能相對比較薄弱的地方容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，造成設(shè)備在高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下被燒毀；單相接地故障類型相對比較復(fù)雜，對選線裝置的靈敏度、適應(yīng)性等方面均有較高的要求，需要運(yùn)用其他單體二次裝置對單相接地方式實(shí)施補(bǔ)償選線處理?，F(xiàn)如今，220kv綜合自動化變電站設(shè)計(jì)中不再設(shè)置小電流接地選線的相關(guān)設(shè)備，主要依靠后臺監(jiān)控軟件或者是測控裝置中的模塊代替單相接線的功能。

（四）直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

直流系統(tǒng)的設(shè)置極大程度上滿足變電站內(nèi)部自動化控制系統(tǒng)的各項(xiàng)要求與需要，為變電站自動化控制系統(tǒng)提供有力支持，實(shí)現(xiàn)對變電運(yùn)行系統(tǒng)整個運(yùn)行階段信息的控制、接受與采集。在電力系統(tǒng)中的自動化操作系統(tǒng)中，無論是電路器，還是照明通信設(shè)備均為其提供有力支持，使自動化操作系統(tǒng)能夠擁有一個穩(wěn)定、安全的操作環(huán)境。變電站內(nèi)收到電動彈簧的作用實(shí)現(xiàn)對斷路器分合閘的控制工作，由于變電站內(nèi)部沖擊電流相對比較小，為保證變電站在出現(xiàn)故障的情況下依然能夠正常運(yùn)行，需要在綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中為其預(yù)留一定的余量儲存空間，并將儲存空間的電池容量設(shè)定為300Ah。將智能微機(jī)運(yùn)用到整套直流系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行活動中，能夠?qū)崿F(xiàn)對整個運(yùn)行開與關(guān)的控制工作，雙組蓄電池為其提供電源，并將開關(guān)安裝到母線之間，實(shí)現(xiàn)進(jìn)線開關(guān)與母線之間的聯(lián)鎖設(shè)計(jì)，使充電設(shè)備與蓄電池之間呈現(xiàn)一種并列運(yùn)行關(guān)系。

（五）電壓無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)要求

220kv綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中對電壓無功補(bǔ)償進(jìn)行設(shè)計(jì)時，何種裝置安裝到調(diào)節(jié)變壓器的軸頭位置、如何把VQC所產(chǎn)生的控制信號引入操作回路之中成為電壓無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)重點(diǎn)。因此，在該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)活動中，應(yīng)從定制傳送與后臺控制兩方面著手。其一，定制傳送。利用后臺控制設(shè)備與調(diào)度平臺實(shí)現(xiàn)對微機(jī)繼電保護(hù)裝置保護(hù)定制的查看、分析、修改與打印，該方法與傳統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)度模式相比，該功能是在保護(hù)信子站、綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)所完成的，能夠有效降低繼電保護(hù)人員的工作量，在電氣二次設(shè)計(jì)中可不做考慮。其二，后臺控制。在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的推動下，220kv綜合自動化變電站有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)常規(guī)220kv變電站，利用一臺主機(jī)對中央控制屏實(shí)施控制與管理。因此，在設(shè)計(jì)后臺控制系統(tǒng)時，需要在后臺安裝多個監(jiān)控系統(tǒng)軟件，增設(shè)工作站，擁有AVQC、操作票、定制傳送、五防等功能，相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)將人機(jī)聯(lián)系功能為依托，借助鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器實(shí)施后臺操作與控制，在無人監(jiān)管的狀態(tài)下由人際聯(lián)系功能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的各項(xiàng)調(diào)度與管理工作。為此，220kv綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，為保證供電功能具有連貫性與系統(tǒng)性，需要做好逆變電源的設(shè)計(jì)工作，運(yùn)用直流與交流的供電方式。

綜上所述，變電站是電力系統(tǒng)的重要運(yùn)行環(huán)節(jié)，需要提高對供電質(zhì)量的重視。為此，在220kv綜合自動化變電站電氣二次設(shè)計(jì)活動中，應(yīng)明確電氣二次設(shè)計(jì)與220kv綜合自動化變化變電站之間的關(guān)系，提高對繼電保護(hù)、調(diào)合閘操作、防誤閉鎖等功能的重視，針對潛在性問題進(jìn)行具體分析，切實(shí)提升變電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建芳.探討電氣二次設(shè)計(jì)在220kV綜合自動化變電站的應(yīng)用[J].通訊世界，2016（24）：214-215.

[2]劉顯文.探討電氣二次設(shè)計(jì)在220kV綜合自動化變電站的應(yīng)用[J].通訊世界，2014（06）：65-66.