變電站電氣自動化設(shè)計探析

周玲 王建樹 宋博言

（國網(wǎng)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(tǒng)中的重要部分，近幾年，科學(xué)技術(shù)的發(fā)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(xù)運(yùn)行，成為電力企業(yè)發(fā)展重點(diǎn)。

一、變電站電氣自動化設(shè)計的概況

變電站電氣自動化設(shè)計主要是對電力系統(tǒng)中變換電壓、分配電能、控制電力流向、調(diào)整電壓的電力設(shè)施等方面進(jìn)行設(shè)計。目前，我國對變電站電氣自動化設(shè)計的研究已經(jīng)取得了一定的成果。在電氣自動化設(shè)計的超高壓變電方面，我國普遍采用了微機(jī)故障錄波裝置、微機(jī)線路保護(hù)、微機(jī)遠(yuǎn)動裝置檢測系統(tǒng)，并設(shè)計了實(shí)時在線的微機(jī)監(jiān)測裝置、遠(yuǎn)動設(shè)備以及繼電保護(hù)等，這些裝置的使用為變電站電氣自動化設(shè)計奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但我國在變電站電氣自動化設(shè)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(shè)計中的系統(tǒng)配置及其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無法滿足變電站電氣自動化系統(tǒng)的要求，變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)生故障等，這都嚴(yán)重影響著變電站電氣自動化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，諸方面問題還有待進(jìn)一步解決。

二、變電站電氣自動化設(shè)計分析

（一）智能化一次性設(shè)備設(shè)計

一般來講，智能高壓設(shè)備是由設(shè)計、保護(hù)、檢查、監(jiān)督等單元組成，每一單元能夠獨(dú)立呈現(xiàn)，也能夠同步實(shí)現(xiàn)。并且，智能化一次性設(shè)備，調(diào)整性較為靈活。在設(shè)計智能性一次性設(shè)備時，設(shè)計人員可采用內(nèi)嵌方式或者外化方式，在傳統(tǒng)組件基礎(chǔ)之上，延伸智能化一次性設(shè)備，并在每一功能處理階段將其劃分層次，將變電站高壓設(shè)備、傳感設(shè)備有效結(jié)合，在電力穩(wěn)定性測量之上，對設(shè)備進(jìn)行界限設(shè)置[4]。另外，當(dāng)設(shè)備體現(xiàn)獨(dú)立單元時，系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)對高壓電的檢測。在設(shè)計中，雖然，智能一次性設(shè)備組織方式不同，但是，其所具備的良好適應(yīng)性，能夠有效保障高壓設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，為電氣自動化奠定了基礎(chǔ)。

（二）PLC的設(shè)計

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

具體而言，變電站組態(tài)軟件設(shè)計主要指的是：設(shè)計監(jiān)控界面，并且在此基礎(chǔ)上配置PLC設(shè)備。建立監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)點(diǎn)和PLC的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來。設(shè)計相關(guān)設(shè)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(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)發(fā)生異常時能以聲光進(jìn)行報警。設(shè)計操作說明書，用以指導(dǎo)執(zhí)行相關(guān)操作設(shè)備。

（三）PLC與組態(tài)軟件的通信設(shè)計

在相關(guān)人員并未熟練掌握組態(tài)軟件與PLC間的協(xié)議時，如需必要，相關(guān)人員可直接在PLC中設(shè)置相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)編程，并在PLC與組態(tài)軟件之間實(shí)現(xiàn)互相通信。在通信設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電氣一次性設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)等的設(shè)計，重視PLC的設(shè)計，保障數(shù)據(jù)交換的效率與準(zhǔn)確性，保障組態(tài)軟件切換通信位置的正確性。

（四）繼電保護(hù)設(shè)計

變電站自動化系統(tǒng)的繼電保護(hù)功能是變電站自動化系統(tǒng)的核心組成部分和關(guān)鍵技術(shù)。通過繼電保護(hù)功能能夠?qū)崿F(xiàn)對變電站繼電設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控和保護(hù)。一旦變電站繼電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常，繼電保護(hù)功能便會啟動保護(hù)機(jī)制。其中包括：發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電氣線路保護(hù)等。繼電保護(hù)功能降低了電力系統(tǒng)發(fā)生故障的可能，在故障發(fā)生時，能夠?qū)崿F(xiàn)最小范圍和最短時間，自動將故障點(diǎn)與設(shè)備進(jìn)行隔離以及切除，消除隱患，保障供電正常。繼電保護(hù)功能的技術(shù)特點(diǎn)是具有選擇性、靈敏性、可靠性、速動性。

（五）直流系統(tǒng)設(shè)計

在變電站的電氣自動化設(shè)計中，直流系統(tǒng)作為重要部分，其的設(shè)計質(zhì)量直接影響著電氣自動化效果。在直流系統(tǒng)設(shè)計中，首先，設(shè)計人員應(yīng)采用一體化電源設(shè)備，根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)建直流系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的安全性與可靠性。在系統(tǒng)構(gòu)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(gòu)建一體化電源系統(tǒng)，其中包含有交流配電單元、交流充電單元，ATS雙電源的轉(zhuǎn)換開關(guān)。一體化電源系統(tǒng)為分層分布結(jié)構(gòu)，其主要功能是：由根本分析并掌握各功能測控模塊的運(yùn)行與信息數(shù)據(jù)收集。

結(jié)束語：

在科學(xué)技術(shù)的引領(lǐng)下，變電站電氣自動化設(shè)計越來越受到人們的廣泛關(guān)注。雖然我國的變電站電氣自動化設(shè)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(shè)計的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)提出更高的要求。我國變電站電氣自動化設(shè)計還面臨著很多問題，但是我們必須堅(jiān)信我國的設(shè)計水平將會有更大的提高，我國變電站電氣自動化設(shè)計將會發(fā)展得更好。