解析35kV變電站綜合自動化設計

陳 偉（國網四川省電力公司丹棱供電公司，四川眉山丹棱620200）

解析35kV變電站綜合自動化設計

陳 偉（國網四川省電力公司丹棱供電公司，四川眉山丹棱620200）

近些年來，隨著我國綜合國力迅猛發展，電力事業也隨著有了較大的突破和進步，現代電力系統更加要求可靠、穩定、安全的性能.變電站在電力系統中具有非常重要的作用，在建設電力系統過程中變電站的設計備受重視。為此，電力系統的相關專業和工作人員對變電站的建設進行了全方位的自動化設計，從而使變電站能夠具有高質量的運行效果。本文以相關技術人員的設計為基礎，結合前人的總結以及自身的有關經驗，對設計原則、設計過程做了簡要的分析，重點強調了在設計35kV變電站過程中所需要遵循的原則以及應該注意的問題。

變電站；自動化設計；設計原則

1 引言

變電站自動化技術伴隨著現代科學技術發展，尤其是網絡技術、計算機軟、硬件技術及超大規模集成電路技術的發展而不斷進步，自動化系統以按對象設計的全分層分布式為潮流，朝著二次設備功能集成化，一次設備智能數字化方向發展同時經濟性和可靠性也是變電站自動化技術發展所要考慮的實際問題。標準的實施應用，電能質量監測管理，一次設備的在線監測，以及網絡安全技術，變電站綜合自動化將更多地融入當今流行的各種新觀念、新技術，其發展結果也使整個系統更加安全、高效、經濟和可靠?？偟陌l展趨勢可從以下幾個不同角度來描述：

（1）系統總體結構向開放和全分散型發展。

（2）子站模塊設計向綜合化、多功能發展。

（3）通信媒介將更多地引入光纖。

（4）從專用設備到總體控制平臺，站內綜合管理向全開放式。

（5）從傳統控制方法向綜合智能方向發展。

（6）從單純的屏幕數據監視到多媒體監視。

2 35kV變電站自動化設計原則

目前，相關電力專家和工作人員主要是根據《縣級電網調度自動化功能規范》來進行35kV變電站的自動化設計與改造，從而盡可能使35kV變電站能夠實現控制事故信號、繼電保護、遠程控制、程序設備的診斷和自檢等功能同時實現安全運行的目的，進而實現電力系統綜合一體化配置和性能。在電力系統建設過程中，需要遵循相關的原則與標準。35kV變電站綜合自動化設計的原則具體體現在以下幾個方面：

在進行變電站設計時，相關的工作人員和專家首先要認清的基礎就是35kV變電站在工作時，具有需求較低的供電可靠性、比較分散的用電負荷、建設用地要盡可能節約。在設計時，切入點要明確，即嚴格把控變電站規模，變電站的設備的選擇要充分體現現代化和自動化，從而保證變電站能夠以較高的性價比長期穩定的運行下去。與此同時，工作人員要盡可能的做到變電站相關測量、保護工作的同時性和一體化，從而更加便利的控制管理變電站系統。實現保護和測量工作的同時性和一體化的過程可以采用分散式、組屏式、分層分布種結構形式。

同時，在相關技術人員設計的過程中，要充分考慮變電站在未來幾年內對于負荷需求的變化，所以在采購設備時應該配備足夠的變壓器，并且還要注意變壓器的節能效果和性價比。同時，變電站的設計應該更多的考慮采用不用人員值班的運營形式，從而保證變電站的可靠性和良好的供電質量。另外，需要注意的是，變電站的設備通常都存在滲油問題，相關工作人員在配備設備時要充分考慮這個問題，做好比較，選擇高性價比設備。

3 35kV變電站自動化設計方案

3.1 系統結構

當地監控以及測控保護是35kV變電站自動化系統最主要的兩個方面，其中，測控保護系統能夠維持和保護整個電力系統進行自動化的工作開展，在其工作過程中會與通信系統產生合作關系，傳送電源信號、遠程信號、監控工程信號等。而當地監控系統則主要負責傳遞和接受信號，從而實現實時、全方位的監控變電站的自動化工作情況。

圖1

3.2系統配備

屏式結構為自動化電力系統的主要結構方式，電力系統運行的核心通常情況下都是通信系統。在電源方面，絕大多數情況下都是采用220V的交流電，同時配備220V的直流電防止意外情況的出現。連接系統中的功能單元時主要借助總線來進行，從而保證電力系統在工作過程中，能夠保持獨立與完整。除此之外，綜合自動化的電力系統中還有后臺機、GYS時鐘、智能電度表通信接口、調試窗口、防誤閉鎖系統、交流和直流屏等系統設備。

3.3 布設方案

（1）在35kV變電站的建造過程中，其結構的主要構成為分層分布，每個電氣單元作為系統的配置對象，而且需要工作人員格外注意的是，這些電氣單元都是雙CPU單元，相關的工作人員在組合與分散的安裝過程中要特別注意這一點。除此之外，變電站中的各項裝置的獨立設置通常采用模塊化方式，也就是說如果某一模塊裝置出現故障和問題，不會產生連帶的影響，對其他模塊的裝置沒有損害。

（2）電力系統中所具有的測控和保護功能在接入時，主要采取分開交流電回路的方式，整個過程中的狀態基本獨立，因而即使電力系統的測控網絡和通信網絡出現故障，其保護功能也不會受影響。并且在電氣系統工作時，相關工作人員還能夠通過人為手動方式操縱測控保護裝置，從而能夠分析出斷路器的位置。并且該系統的測控和保護功能的銜接也采用一體化的方式，從而省去了繁多的二次接線過程，電力系統的相應負載也大大減少。

圖2 分散（層）分布式系統結構

（3）這種電氣系統在采樣時采取交流采樣的方式，在屏幕技術上采取全漢化，可以清晰明了的收集測控保護信息，相關的工作人員也可以通過屏幕進行對數據準確的收集和分析，實時調整參數設置，遠程操控系統等，從而達到第一時間確定系統故障的目的，這大大方便了維護人員正定參數的工作。

（4）在設計電氣系統的過程中，設定的功能非常豐富，其主要具有的功能如以下所示：并列電壓功能、繼電保護功能、操作同期功能、控制測量功能、當地監控功能、遠程傳遞數據功能、低周減載功能、自主投切備用電源的功能等等，并且該系統的質量效果較高，具有非?？煽康男阅?，在工作時還能對外界干擾因素產生自身防護效果，例如抵抗錯誤閉鎖、電磁干擾、火災等不利影響因素，甚至還能夠在系統產生故障時，進行自主診斷并且做到自行糾錯，全面的做到35kV變電站的自動化作業。

4 變電站自動化系統設計內容

（1）系統通信是變電站中的核心中樞部分，能夠實現主站與變電站中各個部分的實時交流和信息傳遞，其設計過程包括的模塊有數據庫整理模塊、通信監控模塊、系統監測模塊、人機對話模塊等，其工作過程中也能夠實現現場的監控以及保護作用。通過一點多址的方式進行系統和主站的連接，在設計過程中設置好主用以及備用的兩條穩定可靠的端口接入。但在傳輸數據的過程中，并沒有主用和備用之分，兩條通道可以同時的進行數據傳遞，當數據傳輸到主站時，主站可以在兩條通道間選擇性獲取。

（2）在微機保護環節的設計過程中，可以選擇監控與保護作用一體化的方式從而做到減少資金的投入。保護環節的具體措施可以采用在35kV和10kV的相關電路上進行速斷設置以及欠壓、過壓、過流保護。除此之外還要對負荷進行實時的監控和分析過程。通常情況下，在設計過程中還會將復歸保護和投停保護設定在遠程方面，這樣能夠做到出現故障時及時錄入相關數據，從而實現故障的遠程查詢、遠程維護和遠程維修等工作。在設計微機保護的過程中，要格外注意保護數據的收發端口，防止傳輸數據的過程中發生意外，保障穩定、安全的數據傳遞。

（3）在電氣系統的監控部分中，每個單元都含有串行接口RS232和422/485，這兩種接口都經由光電隔離板。監控部分在進行遠程信息傳遞和交流時，主要通過網卡以及調制解調器來實現。除此之外，監控部分往往通過電能脈沖來收集數據、分析數據和傳遞數據，當遠程出現報警信號時，它也能夠進行獲取并做到實時分析和維修。整個系統具有清晰的操作界面，操作時候簡便。

（4）該電氣系統采用撥號進行連網，以及相關的遠程交流功能和遠程信息傳遞功能，從而能夠保障信息的準確性和可靠性，還能夠有效的降低變電站設備的損耗和破壞。除此之外，對于信息傳遞存在延遲的現狀可以有效改觀，信息的傳遞更加快讀和安全。為防止設備遭雷擊，可以為設備設置防雷接地線，保護信號。

5 變電站操作中的注意事項

在變電站的日常使用時，要經常備份監控數據和系統操作參數，這樣能夠有效的防止數據由于意外事故而丟失。并且要定期檢查和維修保養那些具有重要作用的機器設備，及時發現問題并且及時處理。運行系統有事會進行更新，要及時予以關注，做好相關系統和軟件更新升級的準備。工作人員要對遠程系統保持高度的警惕性，防止由于意外情況而造成的遠程系統中斷狀況。

6 結束語

由上文可知，35kV變電站在我國電力系統中的作用非常突出，在科技迅速發展、智能化和自動化越來越普及的今天，只有做到變電站的自動化和智能化，才能跟得上時代的步伐，順應我國對于電能資源的更大需求，做到電力系統高效的運行。在進行設計時，要注重考慮實際，結合我國實際情況做出具體的分析和對策，進一步完善變電站的自動化進程。

[1]董璇芳.我國電力系統的發展與規劃[J].科技創新導報，2015（32）：34～35.

[2]張谷元，石修然，王龍海.35kV變電站的自動化設計[J].硅谷，2012（22）：29～30.

[3]閆敏敏.農網35kV變電站系統設計原則[J].科技創新與應用，2012（28）：45～46.

TM63

A

2095-2066（2016）34-0033-02

2016-11-24

陳 偉（1980-），男，助理工程師，本科，主要從事電力系統工作。