变电站电气自动化研究分析

王仓继

摘要：在城网建设中，变电站不仅是电力配送的重要环节，更是电网建设的关键环节。对变电站电气自动化的系统进行设计，其目的就是使传统的无人值班变电站向“三无”，这也是城网建设的一个重要课题。本文对变电站电气自动化的系统设计进行探讨，不仅是对于电气自动化的介绍，也是当今研究经验的总结。

关键词：变电站变电所电气自动化综合自动化分析

中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0142-01

当今科技的迅猛发展也促使着更多的传统型变电所逐渐的步入无人值班化改造的阵营。但毕竟两者存在着重大的差异，难免在综合开展变电站电气自动化的基建、改造以及常规变电所的无人值班改造中产生很多值得探讨与解决的问题，对实践发展提出了新的要求。

1与电气自动化的优势

电气化的自动化是指综合的自动化，此系统的构建可以有效的提高供电质量以及电压的合格率，同时保证变电站的安全、可靠的运行。综合利用了一二次设备的技术以及直流交流电源，危机监控系统综合了模拟屏、变送器屏、仪表、控制屏以及中央信号系统。系统中的各子系统通过网络和总线实现连接，改变了传统的手段。同时实现了操作监视的屏幕化以及管理的智能化。

2计算机监控系统

2.1设计原则

变电站的监控系统必须满足处于无人值班时仍可以正常的工作，因此其设计要采用先进的计算机管理，并且严格的遵循以下的原则：(1)计算机网络安全应该按照《电力二次系统安全防护规定》执行；(2)计算机监控系统使用可以进行远程控制的计算机系统与分层分布式的网络结构并简化其后台部分；(3)实时监控、控制、数据的采集、处理分析由计算机系统独立的完成，除此之外不再增设其它的模拟屏或控制屏；(4)使用硬接点来传输重要的信号，例如保护动作信号与报警装置信号；(5)使用交流采样来实现计算机监控系统的电气模拟量采集；(6)为了避免重复采集以及设备的冗余，可以通过远程数据设备资源与计算机主站资源共享；(7)为了完成防误闭锁操作，计算机系统需要具备相应的防误闭锁功能；(8)为了实现保护装置、间隔装置、控制层的时钟同步，可以使用双时钟源的对时系统；(9)最后要按照相关的规定实施向调度端上传的保护以及远动信息量。

2.2监控范围

计算机监控系统主要进行以下六个方面的监控工作：(1)进行图像以及安全警卫系统的监视；(2)通信设备以及通信电源警报信号的监视；(3)UPS系统与直流系统；(4)变电站的用电源备用自投及用电控制监控；(5)不同型号无功补偿装置的自动的投切和变压器分接头的调节；(6)进行主变压器中性点的隔离开关、不同电压等级的断路器、电动操作开关、隔离开关的监控。

2.3操作控制方式

计算机的监控系统是为满足无人值班的目的设计的，其功能的按照分层的原则考虑，即按照集控中心、变电站控制层、间隔层、设备的不同功能的分层。除了集控中心的后面三层因为只作为检修的操作手段与后背的操作，因此其监控的范围与手段可以按照需要适当的调节。此外还要保证任何设备的运行状态、选择功能的开关状态都要有相应的监控手段，进行任何的一层的操作时要关闭其它的操作级。并且在系统的软硬件出现故障时要可以及时的发出动作信号，使得集控端与调度得到警报并关闭远方控制。

2.4系统配置

控制层作为监控系统的核心，其主要的设备包括：远动主站、GPS对时装置、公用接口装置、打印机、主机兼操作员站以及网络系统。计算机监控系统的外围的设备要尽量的简化，例如免去操作员站的设定，当然可以预留一个便携机接口。同时为了今后的升级以及其他的考虑，在进行主线图的设计以及站点控制层的数据库建设时要有发展的眼光。

3相关设备的使用

3.1二次设备布置

二次设备的不知要遵循以下的原则：(1)二次设备的布置建议使用集中布置的方式，监控设备室与继电器室可以根据实际的情况选取分割或者合并的方式；(2)保护装置的选择及监控系统的测控装置的组装屏的方式要合理的选取，同时使得二次设备的外形、柜体的结构以及颜色统一、协调；(3)继电器室内的装置设备可以集中布置以下几项：控制层设备、主变压器保护柜、测控柜、故障录波器、电能表柜、直流柜通信设备屏柜以及110kW系统，同时在室内预留出备用屏的位置；(4)在35(10)kW的开关柜上布置相应的测控装置。

3.2直流系統

直流系统布置于继电器室内，不增设相应的电池室，而且电池的数量级容量也要根据具体的参数来设定。直流系统的额定电压使用220／11DV，并通过单母线分段接地。其配置有：一套直流接地的自检测装置、两套冗余配置的高频开关电源充电设备、一套阀控式电池组。当然，如果变电站的规模较大也可以增设一套电池组，其容量一般为100Ah～200Ah，每组蓄电池由104只密封式的铅蓄电池构成。

3.3交流不停电电源(UPS)系统

计算机监控系统需要一套不停电电源系统，实际中使用一套UPS系统。此系统通过220／110V的直流的电源提供电流而不自带电源，可以采用模块化的N+1冗余配置，每套的容量一般在3kW。实际的使用中要根据符合来对此系统的容量进行选择。

3.4图像监视及安全警卫系统

图像的监视是为了方便运行管理，及时的发现为题，以保证设备的正常运行。监视设备的配置要遵循以下的原则：在变电站的围墙周围配置远红外线探测器与电子栅栏，主控楼与大门配置摄像头；装有室内设备的房间要配置室内的摄像头，而配电装置区设置外摄像头。这样周密的设置还可以完成对于变电站内的防火、防盗以及安全的保证，并且安全报警点的信号可以远程传输到调度段或者是集控中心。

4结语

以上针对目前我国电力系统运行现状，阐述了变配电自动化系统的设计思想，并从系统选型、电气设计原则等方面对设计过程作了相应的说明做了简要介绍.也是实际工作经验的总结。变电站的“三无”是一个长期的目标，要实现此目标必须具备成熟的断路器交流操作技术与保护监控系统，但是目前的一二此设备或者传统的二次设备无法满足要求。因此新技术以及新工艺的研发有重大的意义，我们有信心这一技术的成熟以及应用。

参考文献

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[3]李明海，浅析综合自动化变电所运行可靠性[J].黑龙江科技信息，2009(23)：1