變電站的電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)探究

李曉歡

（遼寧省輕工設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110031）

變電站自動(dòng)化是因?yàn)閲?guó)家的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們的需求日益增加，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步所研究出來(lái)的一項(xiàng)重要技術(shù)，這需要對(duì)變電站自身的系統(tǒng)進(jìn)行不斷地改進(jìn)和優(yōu)化，使其性能有所提高。

一、變電站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)概況

在變電站建設(shè)過(guò)程中加強(qiáng)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)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)施等多個(gè)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)。在對(duì)超高壓電進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)一般會(huì)使用微機(jī)故障錄波裝置、微機(jī)線路保護(hù)、微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，另外還會(huì)對(duì)其安裝相應(yīng)的實(shí)時(shí)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備以及繼電保護(hù)裝置等，能夠大大提升變電站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)水平，為后續(xù)工作的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。要想正確確保變電站電氣自動(dòng)化的有效設(shè)計(jì)，就一定要充分意識(shí)其在變電站中的應(yīng)用意義與價(jià)值，否則將會(huì)造成其應(yīng)用不當(dāng)而無(wú)法滿足其供電需求。

二、電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）電氣自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

進(jìn)行電站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)要加強(qiáng)對(duì)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)，因?yàn)橐话銜?huì)采取分散分布式結(jié)構(gòu)，以電氣自動(dòng)化單元為配置對(duì)象。另外，整個(gè)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)裝置具備一定的獨(dú)立性，加強(qiáng)對(duì)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)能夠更好地應(yīng)對(duì)相關(guān)故障隱患問(wèn)題的產(chǎn)生，防止因?yàn)闇y(cè)控以及通信網(wǎng)出現(xiàn)故障所造成的問(wèn)題和影響。

（二）電氣自動(dòng)化信息的分層設(shè)計(jì)

要對(duì)電氣自動(dòng)化信息的分層進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)樵陂_(kāi)展電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要對(duì)所有一次設(shè)備與間隔層間的信息分層進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才可以有效確保電壓與電流相關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在對(duì)間隔層的信息交換設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求對(duì)其內(nèi)部的功能模塊開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)工作，確保機(jī)電保護(hù)裝置和控制模塊以及監(jiān)測(cè)模塊之間的信息溝通與交流。同時(shí)還要對(duì)間隔層與變電站進(jìn)行信息設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，變電站的監(jiān)控系統(tǒng)主要是由間隔層采集將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到監(jiān)控管理機(jī)，通常主要包含以下內(nèi)容：正常運(yùn)行狀態(tài)以及故障問(wèn)題運(yùn)行狀態(tài)下的測(cè)量值和計(jì)算值、斷路器狀態(tài)、保護(hù)操作等參數(shù)狀態(tài)。

三、電氣自動(dòng)化在變電站中的具體設(shè)計(jì)

（一）計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要從兩方面入手，首先是對(duì)操縱控制方式的設(shè)計(jì)，因?yàn)檎麄€(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)定是為了適應(yīng)無(wú)人值班工作的開(kāi)展進(jìn)行設(shè)計(jì)的，一般是根據(jù)其功能性分層進(jìn)行考慮，按照集控中心、變電站控制層、間隔層等設(shè)備的功能性進(jìn)行分層。由于某些環(huán)節(jié)只是檢修的操作手段，所以說(shuō)整體電氣監(jiān)控范圍和區(qū)域能夠根據(jù)相應(yīng)的需求進(jìn)行調(diào)整。另外，還要確保各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、選擇功能的開(kāi)關(guān)狀態(tài)都應(yīng)配備一定的監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)各個(gè)層級(jí)的有效控制。如果系統(tǒng)產(chǎn)生各種故障時(shí)則能夠及時(shí)向控制中心發(fā)出警告，縮短應(yīng)急處理的時(shí)間。

在系統(tǒng)配置方面要求控制層作為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵，通常包含以下設(shè)備：遠(yuǎn)動(dòng)主站、GPS對(duì)時(shí)裝置、公用接口裝置、打印機(jī)、主機(jī)兼操作員站以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。另外，還要對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的外圍設(shè)備進(jìn)行精簡(jiǎn)，比如去除操作員站的緩解，但是要為其預(yù)留一個(gè)便攜機(jī)接口，以便后期工作需求。為了確保后期系統(tǒng)的升級(jí)與優(yōu)化作用，在對(duì)主線圖進(jìn)行設(shè)計(jì)以及控制層數(shù)據(jù)庫(kù)的建立時(shí)一定要從長(zhǎng)遠(yuǎn)的方向進(jìn)行考慮。

（二）相關(guān)設(shè)備的使用

二次設(shè)備的使用一般要遵守以下原則：首先在對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行安裝和布置時(shí)一般采取集中式，以便監(jiān)控設(shè)備室和繼電器室能夠結(jié)合具體狀況進(jìn)行分割或者合并；另外在對(duì)保護(hù)裝置以及監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)組裝屏選擇方面要充分進(jìn)行考慮，確保各個(gè)二次設(shè)備的外形、柜體的結(jié)構(gòu)以及顏色相協(xié)調(diào)；同時(shí)還要求繼電器室內(nèi)的系統(tǒng)能夠集中深部安裝以下幾種設(shè)備：控制層設(shè)備、主變壓器保護(hù)柜、測(cè)控柜、故障錄波器、電能表柜、直流柜通信設(shè)備屏柜以及110kW系統(tǒng)，還要在室內(nèi)預(yù)留出備用屏的空間；最后則要求在35（10）kW的開(kāi)關(guān)柜上安裝測(cè)控裝置。

直流系統(tǒng)布置于繼電器室內(nèi)，不增設(shè)相應(yīng)的電池室，而且電池的數(shù)量級(jí)容量也要根據(jù)具體的參數(shù)來(lái)設(shè)定。直流系統(tǒng)的額定電壓使用220/110V，并通過(guò)單母線分段接地。其配置有：一套直流接地的自檢測(cè)裝置、兩套冗余配置的高頻開(kāi)關(guān)電源充電設(shè)備、一套閥控式電池組。當(dāng)然，如果變電站的規(guī)模較大也可以增設(shè)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(gòu)成。

交流不停電電源（UPS）系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)要求具備持續(xù)不停電的供電系統(tǒng)，因此會(huì)使用UPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用220/110V的直流電源為其提供相應(yīng)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(yīng)用中應(yīng)結(jié)合容量要求進(jìn)行安裝。

整個(gè)圖像監(jiān)控系統(tǒng)的目的在于可以實(shí)現(xiàn)便捷化的管理，對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題能夠及時(shí)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)并解決，確保系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。一般來(lái)說(shuō)該系統(tǒng)設(shè)備需遵循以下原則：需要在變電站工作區(qū)域周圍安裝遠(yuǎn)紅外線探測(cè)器與電子?xùn)艡?，在各大主控樓以及大門配置攝像頭；同時(shí)對(duì)于各個(gè)配電設(shè)備房間內(nèi)部也要安裝攝像頭，確保整個(gè)變電站的防火、防盜以及安全性，能夠在出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)第一時(shí)間將其傳輸?shù)娇刂浦行摹?/p>

四、變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著當(dāng)前科技水平的不斷提升和各種新型技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，使得電氣自動(dòng)化的應(yīng)用前景更為廣闊，尤其是在變電站系統(tǒng)中的有效應(yīng)用為整個(gè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)了新的可能性。而且隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷完善和優(yōu)化，電氣自動(dòng)化技術(shù)和變電站的融合將會(huì)更加深入，進(jìn)而有效推進(jìn)變電站科學(xué)合理的設(shè)計(jì)、規(guī)劃等工作的開(kāi)展，確保變電站能夠大大提升其自動(dòng)化水平，完成一系列相關(guān)操作，確保整個(gè)變電站供電系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)不斷地提高，人們的日常需求也逐漸增加，對(duì)電力的需要也越來(lái)越大，所以我國(guó)對(duì)變電站的自動(dòng)化控制系統(tǒng)也進(jìn)行了重點(diǎn)研究，使變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以滿足人們?nèi)找嬖黾拥男枨?，同時(shí)也可以使電力行業(yè)得到有效的發(fā)展進(jìn)一步提高國(guó)民的經(jīng)濟(jì)。