110kV变电站的电气二次设计分析

110kV变电站的电气二次设计分析

刘畅

黑龙江农垦勘测设计研究院 黑龙江省哈尔滨市 150036

摘要：变电站是改变电压的主要场所，是为生产生活传输电能的重要环节，承担着汇集电源、分配和运输电力以及升压、降压等重要作用。近年来，我国为加快工业生产及现代化进程，为国民经济发展提供稳定的电力能源，各地区加大110kV变电站的建设。其中，电气二次设计关系着变电系统是否能够稳定安全运行，也决定了电能传输效率及质量。为此，本文针对110kV变电站的电气二次设计问题进行简要分析与论述。

关键词：110kV变电站；电气二次设计；电力供应

引言：变电站中的电气设备按照功能作用不同可分为一次设备与二次设备，其中二次设备主要用于监控和保护一次设备，维护电力系统的正常运行，二次设备关系着变电系统日常运作，为系统运行提供稳定的环境。电气二次设计内容复杂，技术难度大，作为电气工程人员对于电气二次设备的设计也是重点研究的领域，通过科学完善的设计能够保证电气二次设备运行质量，提高变电站运行效率。

一、110kV 变电站自动装置概述

变电站可通过电流建立电压分解方式，将电流输送至各个分支系统之中。要求加强对变电站的安全有效设计。110kV 变电站电气二次设计中主要的装置包括电源自投装置、自动重合闸、有载调压开关控制装置等。其中电源自投装置属于微机定型设备，在系统正常运行时，母线也将能够正常运行。在电路系统设计过程中，不同变压器分别配置有相应的特定配置，一旦出现故障，系统能够自动断开并启动分段开关。可及时提升母线的供电能力。

有载调压开关控制装置可以在控制室的返回屏上设计，并可结合具体电压实际情况而设置最为恰当的调压开关位置。同时在实际的处理过程中也可以结合自身电路系统设置的实际情况而进行调节，在有效设置相关参数的的基础上，使得用户 110kV 变电站系统能够具有合理的电压值。在变电站中应有效设置自动重合闸，尤其是在高压输电线路运行中经常出现瞬时性短路现象，这与雷击之间有一定联系。变电站应能够充分重视并有效解决这一问题，自动重合闸设备的设计与运用能够对线路运行起到良好的保护作用，一旦在线路运行中出现故障，则设备能够在自动重合状态下闭合断路器，以此保证供电的连续性。

二、变电站电气二次设计内容

1、电能采集系统的设计情况

电能采集装置是变电站的必配装置，作为与监控系统的一个接口，电能采集装置要保证能够准确的采集变电站内的电能数据，能够严格按照一定的密度存储带有时标的电量数据并保证数据的安全性和可靠性，此外，电能采集系统还要准时向主站传输规定内容的电能信息。

2、变电站站内监控系统的设计要求

变电站的站内监控系统的分布是采用的分层结构，按对象进行以间隔为单位的设计，而总控制单元的配置采用的是双机配置。在由间隔层、站控层两部分构成的整个监控系统中，具有双绞线、光纤的通信介质，双网网络系统。本地监控、远动终端等共同组成了站控层的总线结构，而间隔层是按间隔配置的总线型网络。主变测控等设备都按照一定的原则置入监控系统。

3、变电站的消防及火灾报警系统的设计要求

消防与火灾报警系统是电气二次设计中的重要内容，也是要求较高的一个环节，消防和火灾报警系统设计必须符合国家相关规定和标准，并且要根据具体的变电站情况，系统的信号传输主要是通过监控系统与报警装置相连接，这样能够确保远端操作的准确性，从而可以确保变电系统稳定安全。

三、变电站的电气二次设计要点

1、优化继电保护的模式

继电保护是变电站的重要装置，也是其核心设备，一旦该装置出现故障就会影响变电站运行。变电站内部的继电保护装置应独立于监控体系之外的。在该种情况下，即使综合自动化系统出现相应的故障问题，继电保护单元依然能够保持安全稳定的运行。从当前的变电站发展状况来看，在采用的大多数综合自动化系统中，已经为各个变压器、电容器和线路等关键部分都配备了相应的保护测控，从而实现了对各个保护电力的电流和电压数据信息的实时获取，在此基础上通过运用内部CPU逻辑可以对各个隔层保护功能进行诊断。

2、完善合闸与跳闸的控制

在运行控制的前提下，针对系统中的断路器、接地开关与隔离开关都要予以实时性的控制。变电站系统经过自动化改进，就能优化整个的二次回路。由此可见，二次设计的核心与关键应当落实于跳闸控制与合闸控制。在特定的时间段，综合变电站对于弱电的合闸信号或者跳闸信号就能进行发出，电平转换应当适用于强电回路与调合闸线圈。具体在处理时，应当借助远程操控的措施来配置断路器。同时，对于操作箱也要予以自动化的操控处理。

3、增加防误闭锁

防误闭锁能够防止设备由于误操作出现的故障，当前，防误闭锁可以划分为电气型与微机型的两种类型。在电气连锁的操控下，可以优化各个电气回路，通过防误闭锁设备能够及时进行处理。但在设计过程中为了保证系统安全稳定运行，应增加防误闭锁的设置。此外，后期如果要更改二次接线，则会耗费较多人力或者资金成本。相比而言，建立于微机操控下的防误闭锁表现为独特的技术优势。这是由于，微机操控模式设计了特定的闭锁规则，在此基础上构建了数字化的闭锁系统转化模式。因此在处理电气线路时，对于电缆衔接就可以予以忽视。在特殊状态下，对于防误闭锁应当进行全方位的优化设计，在此过程中也不能忽视连接电缆线的操作流程。

4、对于备自投设备进行优化设计

处在运行状态下的综合性变电站客观上需要备自投设备作为保障。一旦突然出现了断电故障，那么变电站还能启用备自投设备。具体来讲，运行中的备自投设备涉及到双进线供电与母联分段的两类供电模式。在分段供电时，先要彻底断开系统中的分段开关，确保备用电源符合最基本的供电性能。对于上述模式，也可叫做母联暗备用。除此以外，对于单母线还可以借助双进线的措施来实现供电，在这其中涉及到备用进线，对此也叫做线路备自投。具体在布置时，系统设计人员有必要密切结合线路断路器、线路电流与电压大小等要素，对于系统中的放电条件与信号位置进行精确的判断。

在整个的变电网络中，四遥功能设计为共享的模式，对于自动化的综合变电站可以提供实时性的数据操控和信息处理。由此可见，四遥功能主要针对于数据分类或者其他信息处理。在运行过程中，系统中的后台监控应当能接收实时性的传输结果。从二次电气设计的角度来讲，完善四遥功能的前提在于健全事故分析、故障检修及运行维护等相关性能。在进入运行状态后，网络就能传输精确度较高的通信设备信号，然后将其连接于外部的测控装置。通过上述的技术改进，对于系统电缆就能完成相应的二次连接。

结语：

综上所述，110kV变电站的电气二次设计是一项复杂性、综合性的工作，对设计人员的综合素质要求较高，设计人员必须根据国家相关法律法规，并结合具体变电站的情况，完善电气二次设计方案。现阶段，变电站逐步实现数字化及信息化发展，实现了变电站内部数字化监控与保护。作为设计人员要针对新技术、新工艺加大研究与实践，充分发挥电气二次设计优势，进一步保障变电系统正常运行。

参考文献：

[1]施林峰.变电站二次继电保护设计方法及问题[J].科技与创新,2019,0(2):76-77.

[2]刘云路.谈110kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].中小企业管理与科技,2013(31):214-215.

[3]雷旭.变电站电气二次设备自动化设计探析[J].通讯世界,2014(4):61-62.

[4]陈月慧.110kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].中国新技术新产品,2015,0(10):4-4.