110kV综合自动化变电站电气二次设计研究

110kV综合自动化变电站电气二次设计研究

雷晴

身份证号：610322199208043624

摘要：新时期，变电站所搭载二次电气系统的设计模式发生了明显改变，要想使二次设计取得理想成效，既要对系统设备、参数加以考虑，还要对系统性能引起重视，确保系统可以得到平稳且高效的运行。文章便以某新建110kV综自变电站为例，围绕电气二次设计要点展开了讨论，指出二次设计过程中，应坚持从全局视角出发，重点关注故障录波、防误闭锁等内容，供相关人员参考。

关键词：防误闭锁；电气二次设计；110kV综自变电站

前言：现阶段，我国对变电站的设计与建设工作逐渐引起人们重视，特别是110kV综自变电站，在变电站的设计中，二次设计与综自系统之间存在密切关系，有关人员需要明确自动化变电站二次设计的效果，并关注设计中存在的具体问题，在此基础上，采取合适的控制技术，使得变电站运行能力达到行业最新标准。以往在110kV变电站的设计中，由于技术水平较低，未能实现对相关设备自动化控制，由此造成较大的安全隐患与运行风险，并带来严重经济损失，为彻底解决上述问题，建议行业相关人员关注变电站二次设计效果，做好相关设计工作，为变电站的可靠运行提供帮助。

1项目概况

项目为某市新建110kV综自变电站，变电站负责为主城区提供电能。现场勘察发现，该变电站高压母线为分段接地，有载变压器的低压侧采用小电阻接地，高压侧采用开关接地。出于优化变电站性能的考虑，有关人员决定开展电气二次设计工作，在规避潜在风险的同时，为变电站效能提供保障。

2电气二次设计说明

近几年，自动化技术发展速度不断提升，综合变电站因此而具备了利用计算机、通信控制和遥控技术，实时监测系统运行状态的条件。考虑到综自变电站往往要依托电气设备完成调控电压、输送信号等工作，因此，在电气二次设计过程中，设计人员应对分配电压、电能输送等要素加以考虑，由此保证变电站可以长时间维持稳定且高效的运行状态。虽然在本文所研究项目中，客户方针对综自系统、二次设计所提出要求具有高度一致性，均包含防误闭锁、继电保护等部分，但同时也要明确一点，即二者之间存在着细微的差异，设计人员应在保证功能一致的基础上，结合二次设计特点，对设计方案加以调整，由此确保二次设计效果能够达到客户方预期[1]。

3110kV综自变电站设计要点

对110kV综自变电站进行电气二次设计期间，应将保证系统完整作为基本前提，对系统功能、一次设计情况加以考虑，以免出现重复投资的情况，只有这样才能使变电站的自动化水平得到提高。现将设计要点归纳如下：

3.1故障录波

实践经验表明，故障录波在记录系统异常、分析系统故障等方面具有极为重要的作用，由故障录波所生成报告，通常包含故障相别、发生时间还有性质等内容，可以帮助工作人员快速确定故障点并为故障维修工作提供参考，通过提升故障处理速度的方式，将故障所带来影响降至最低[2]。本文所讨论综自变电站包括三条110kV的线路，考虑到变电站负责向主城区提供电能、日常运行负荷较重，设计人员决定新增一台故障录波器，同时安装两台远动机，充分利用以上设备，维持变电站的自动化运行。

3.2增设防误闭锁

增设防误闭锁的初衷是避免高压设备误操作引发不良问题，设计人员应对此引起重视。现有防误闭锁分为两类，分别是微机型、电气型，二者的适用场景有所不同。虽然电气型能够使电气回路得到优化，但需要增设二次电缆，操作难度较大，若日后变电站有更改二次接线的需求，通常要耗费大量的资金、人力成本。微机型则不存在该问题，这是因为微机操控需要先设计闭锁规则，再确定转化模式，电缆衔接给电气线路带来的影响通常可以忽略不计，因此，除极特殊情况外，110kV综自变电站均应采用微机操控的防误闭锁，以确保防误闭锁的作用得到最大程度发挥。本项目所设置五防子系统，可以拆分成间隔层防误、站控层防误两部分，前者采用微机操控模式，后者则需要用到电脑钥匙、锁具和防误闭锁软件，正常工况下，五防子系统可以联合电气闭锁对刀闸运行状态进行更改，为变电站安全、可靠的运行提供支持[3]。

3.3重视继电保护

作为变电设计的重要一环，继电保护效果会直接影响电力系统的运行，对维持系统平稳、高效运行具有重大意义。设计人员应明确继电保护和监控系统是两个独立存在的个体，只有这样才能将硬件、软件故障给电力供应带来的影响降至最低。设计继电保护时，应重点关注以下两方面内容：其一，分别根据接地线、变压器等构件的特点，配置相应的测控装置，实时收集间隔层电流和电压数据，根据所收集数据判断是否需要为间隔层提供保护。其二，对电气进行二次设计时，应充分考虑一次设备所需保护功能，对测控装置进行科学选型，并对其容量、精度等级加以确定。

3.4做到并列设计

对主线路、侧路和旁路断路器进行并列设计，有助于工作人员实时掌握断路器频率、电压幅值以及相位，通过发出闭锁、启动合闸的信号的方式，使断路器发挥出应有作用。由于综自变电站性质较为特殊，因此，在进行并列设计时，设计人员既要保证设计方案支持正常工况，还要确保设计方案满足异常状态下变电系统的运行要求。另外，二次设计过程中，还应做到立足实际，对该项功能进行相应的调整，保证其操作方式以及实现方式与实际情况相符。

3.5远程通信设计

远程通信设计强调以信息传输通道为载体，将变电站既有元件、设备数据同步至管理单位，确保管理人员对设备状态具有准确了解，为系统平稳且高效的运行提供先决条件。另外，考虑到该变电站已具备四遥功能，因此，设计人员决定对该功能进行共享，确保正常工况下，系统后台能够实时获取传输数据，并根据现场情况，对运行维护、事故分析等功能加以完善，使四遥的价值得到最大化实现。

3.6优化备自投设备

对综自变电站而言，备自投设备的作用主要是确保即使遭遇突发情况，变电站也可以第一时间启动备用设备，维持自身的正常运行。根据供电模式，可以将该设备分成分段供电、双进线供电两种，本项目采取前一种模式，分段供电前，先要将分段开端断开，由此保证备用电源性能与供电要求相符。如果变电站为单母线，则可以通过双进线的方式达到供电的目的，在此过程中，设计人员应以线路电压、电流数据和断路器情况为依据，确定信号位置以及放电条件。

3.7科学控制跳/合闸

综自系统能够远程控制变电站所配置接地刀闸、隔离开关和断路器的运行状态，二次电气设计过程中，应对操作机构引起重视，保证系统针对合闸、跳闸所发出弱电信号能够和强电回路对应电平高效转换。另外，还要确保断路器可以独立运行，同时保证合闸、跳闸回路和保护装置科学连接。地刀设计的重点则是将原有中性点地刀去除，根据实际情况对遥控操作进行设计。

结束语：综上，综自变电站性质较为特殊，需要综合运用多种技术开展电气设计工作，保证防误闭锁、继电保护等功能得以实现。现阶段，设计人员均已意识到二次设计对变电站的重要性，未来应加大探索力度，根据不同变电站的特点，确定相应的设计方案及措施，由此赋予变电站更符合预期的自动化水平。

参考文献：

[1]陈肖珂.基于大中型常规集中式光伏并网升压站的电气二次设计分析研究[J].通信电源技术,2021,38(02):50-54.

[2]卢雪.智能变电站电气二次设计常见问题及对策分析[J].通讯世界,2020,27(02):182-183.

[3]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,2019(24):162-163.