变电站电气二次设备的自动化设计研究

眭高枫

摘 要：电力行业发展十分迅速，越来越多的新型技术也被应用至电力行业当中，促进电力行业的进一步发展。变电站属于电网系统中的重要设备，主要进行电能的汇集、运输以及分配，并且也为用户和发电厂提供纽带连接作用。变电站电气二次设备与电力系统正常运行呈明显的正相关关系，自动化技术在变电站电气二次设备设计中的应用具有重要的现实意义。本文主要探究变电站电气二次设备的自动化设计，通过文献查阅法等研究方法查阅大量相关文献，并结合以往设计经验，对自动化变电站的优点及其与变电站电气二次设备之间的关系进行简单介绍，然后探讨了变电站电气二次设备的自动化设计关键点，期望可以为相关设计工作的进一步优化提供理论参考和更多设计思路。

关键词：变电站；电气二次设备；自动化设计

前言

变电站设计工作与电力系统的稳定性以及安全性具有明显的正相关关系，得益于科学技术的不断进步，变电站电气二次设备自动化设计不断得到优化，其主要是将现代化网络技术与变电站自身功能进行有机的结合，既可以共享电网信息，也可以实时监控变电站运行情况，促进电力通信和变电站控制系统的高效融合，明显提升了变电站工作的便捷性^[1]。变电站电气二次设备的自动化设计，有利于实现全天候记录和观察数据，在一定程度上使得监测数据拥有更高的准确度。

1.自动化变电站的优点及其与变电站电气二次设备之间的关系

1.1 自动化变电站的优点

得益于综合自动化技术的持续发展，自动化变电站也得到了大力发展，被广泛应用在电网系统当中。传统的变电站经历更新换代都逐渐更新为自动化变电站，主要是因为其满足当今电网系统发展要求。现阶段，人们生活和工作的方方面面都需要电能提供支撑，电网系统承担着大量的电能输送任务，自动化变电站可以提升电力输送的安全性以及稳定性，为人们提供更加优质的用电服务。自动化变电站将通信、控制以及保护等功能集合在一起，可以有效减少电力系统本身的占地面积，相关电力工作人员的工作量以及工作压力都将得到降低^[2]。

1.2 自动化变电站与变电站电气二次设备之间的关系

自动化变电站的发展有助于变电站的智能化稳定运行，变电站电气二次设备的主要功能包括继电保护、防误锁以及低周减载等，而变电站自动化系统在变电站电气二次设备中占据重要位置，可以为一次设备提供有力的技术保障。在梳理自动化变电站与变电站电气二次设备之间的关系时，自动化变电站和变电站电气二次设备之间的关系可以简单理解为从属关系，也就是前者属于后者的有机组成部分，主要为电气一次设备提供保护罩的作用。

2.变电站电气二次设备的自动化设计要点

2.1 继电保护自动化设计

变电站的安全运行离不开继电保护系统，当其功能无法得到正常发挥时，将会对变电站的稳定性产生严重影响。继电保护系统当中的每一个继电保护单元都可以为系统独立稳定运行提供保护，即便系统出现故障，继电保护单元仍旧可以为自身所处单元的稳定运行提供保证^[3]。以广东佛山110kv变电站为例，其将监控保护装置设置到其先进的自动化系统当中，可以实时动态监测间隔层电流和电压，还可以采集相关信息，依靠中央处理器的配合对整个间隔层的二次设备进行有效保护。因此，在开展变电站电气二次设备进行自动化设计工作时，应当注重完善继电保护单元的功能。

2.2 跳合闸操作自动化设计

自动化变电站可以有效隔离故障电路，在对跳合闸操作的电气二次设备进行自动化设计时，应当对处于自动化系统运行状态下，实现跳合闸线圈中的强弱电信号之间的电平转换这一设计环节引起重视。另外，还需要充分分析变电站系统四通量设计要点^[4]。仍旧以广东佛山110kv变电站为例，其跳合闸操作自动化设计对接地方式以及选线功能进行充分考虑，在对接地线进行监测时主要采用3IO接线方式。

2.3 防误闭锁自动化设计

变电站防误闭锁回路的防误功能与变电站二次接线之间具有十分紧密的联系，防误闭锁形态主要包括电气和微机防误闭锁。电气防误闭锁在对变电站进行闭锁时，主要依靠电气的优势。微机防误闭锁在对变电站进行闭锁时，主要通过控制变电站中的接地刀闸以及断路器等。在对防误闭锁进行二次设计时，应当对防误闭锁和电气设备连接的电缆进行充分考虑，注重优化二次回路中的闭锁装置，促进防误闭锁装置运行效率的提升。

2.4 后台监控自动化设计

后台监控的主要管理工具为计算机，为了实现变电站传送、五防等一体化集成式管理，应当安装相应的监控软件。在进行二次设计时不需要对后台监控设计进行考虑，主要是因为无论是否有人值班，其都可以进行正常运行。在电气设备二次设计过程，应当对计算机交流电模式进行重点考虑，通过设置专门性的交直流供电，促进供电稳定性的提升，为后台监控的顺利运行提供保障。

2.5 通信系统自动化设计

远程通信系统在变电站中主要发挥着向外界传输信息的作用，在变电站实际运行过程，远程通信利用计算机将变电站运行各项信息传递给调度中心等，为相关管理单位掌握变电站运行状况提供依据，针对其运行问题采取相应的解决措施。自动化变电站可以实现四通和远方修改保护值远程传播，通过GPS与调度中心进行对时^[5]。在对通信系统进行自动化设计时，应当对电气二次回路的对时方式进行重点设计，单纯依靠监控网络难以达到对时精准度要求，应当结合变电站实际情况因地制宜选择最佳的对时方式进行设计。

2.6 四遥系统自动化设计

自动化变电站具有多元化的功能，最基本的功能便是四遥系统，只有保障了这一基础功能才能够实现和发展其他功能。四遥数据具有明显的共享性，四遥系统为变电站综合自动化系统实现信息采集、分类和传递提供了有力支撑，强有力的保障变电站的正常运行。在变电站电气二次设备自动化设计过程，应当对四遥系统的不同功能进行全面考虑，利用四遥系统的信息收集和分类功能支撑变电站的检修工作，确保变电站不同设备单元可以有效传递各项信息。

结语

综上所述，得益于信息技术的快速发展，变电站自动化设计的重要性变得日益突出，应当顺应时代发展需要，在变电站自动化当中有机融入计算机网络技术以及通信技术。我国变电站自动化体系尚处于较不完善的阶段，对于变电站电气设备二次设计应当引起足够的重视。在进行变电站电气二次设备自动化设计时，应当从继电保护自动化设计、跳合闸操作自动化设计、防误闭锁自动化设计、后台监控自动化设计、通信系统自动化设计以及四遥系统自动化设计等方面入手，不断完善变电站自动化设计，以此来保障变电站的稳定高质量运行，进一步支撑电网系统的稳定运行。

参考文献：

[1]钟永城.浅析电气二次设计在110kV综合自动化变电站的应用[J].电子世界,2018(24):162-163.

[2]冯霞.220 kV综合自动化变电站电气二次设计[J].农村电气化,2018(05):19-21.

[3]裔传厚.220kv综合自动化变电站电气二次设计的应用探讨[J].中国新通信,2017,19(23):120.

[4]谭红鹏.变电站电气二次设备自动化设计探究[J].通讯世界,2017(22):307-308.

[5]蔡慧.110kV综合自动化变电站的电气二次设计分析[J].建材与装饰,2017(15):221-222.