解析35kV变电站综合自动化设计

陈 伟（国网四川省电力公司丹棱供电公司，四川眉山丹棱620200）

解析35kV变电站综合自动化设计

陈 伟（国网四川省电力公司丹棱供电公司，四川眉山丹棱620200）

近些年来，随着我国综合国力迅猛发展，电力事业也随着有了较大的突破和进步，现代电力系统更加要求可靠、稳定、安全的性能.变电站在电力系统中具有非常重要的作用，在建设电力系统过程中变电站的设计备受重视。为此，电力系统的相关专业和工作人员对变电站的建设进行了全方位的自动化设计，从而使变电站能够具有高质量的运行效果。本文以相关技术人员的设计为基础，结合前人的总结以及自身的有关经验，对设计原则、设计过程做了简要的分析，重点强调了在设计35kV变电站过程中所需要遵循的原则以及应该注意的问题。

变电站；自动化设计；设计原则

1 引言

变电站自动化技术伴随着现代科学技术发展，尤其是网络技术、计算机软、硬件技术及超大规模集成电路技术的发展而不断进步，自动化系统以按对象设计的全分层分布式为潮流，朝着二次设备功能集成化，一次设备智能数字化方向发展同时经济性和可靠性也是变电站自动化技术发展所要考虑的实际问题。标准的实施应用，电能质量监测管理，一次设备的在线监测，以及网络安全技术，变电站综合自动化将更多地融入当今流行的各种新观念、新技术，其发展结果也使整个系统更加安全、高效、经济和可靠。总的发展趋势可从以下几个不同角度来描述：

（1）系统总体结构向开放和全分散型发展。

（2）子站模块设计向综合化、多功能发展。

（3）通信媒介将更多地引入光纤。

（4）从专用设备到总体控制平台，站内综合管理向全开放式。

（5）从传统控制方法向综合智能方向发展。

（6）从单纯的屏幕数据监视到多媒体监视。

2 35kV变电站自动化设计原则

目前，相关电力专家和工作人员主要是根据《县级电网调度自动化功能规范》来进行35kV变电站的自动化设计与改造，从而尽可能使35kV变电站能够实现控制事故信号、继电保护、远程控制、程序设备的诊断和自检等功能同时实现安全运行的目的，进而实现电力系统综合一体化配置和性能。在电力系统建设过程中，需要遵循相关的原则与标准。35kV变电站综合自动化设计的原则具体体现在以下几个方面：

在进行变电站设计时，相关的工作人员和专家首先要认清的基础就是35kV变电站在工作时，具有需求较低的供电可靠性、比较分散的用电负荷、建设用地要尽可能节约。在设计时，切入点要明确，即严格把控变电站规模，变电站的设备的选择要充分体现现代化和自动化，从而保证变电站能够以较高的性价比长期稳定的运行下去。与此同时，工作人员要尽可能的做到变电站相关测量、保护工作的同时性和一体化，从而更加便利的控制管理变电站系统。实现保护和测量工作的同时性和一体化的过程可以采用分散式、组屏式、分层分布种结构形式。

同时，在相关技术人员设计的过程中，要充分考虑变电站在未来几年内对于负荷需求的变化，所以在采购设备时应该配备足够的变压器，并且还要注意变压器的节能效果和性价比。同时，变电站的设计应该更多的考虑采用不用人员值班的运营形式，从而保证变电站的可靠性和良好的供电质量。另外，需要注意的是，变电站的设备通常都存在渗油问题，相关工作人员在配备设备时要充分考虑这个问题，做好比较，选择高性价比设备。

3 35kV变电站自动化设计方案

3.1 系统结构

当地监控以及测控保护是35kV变电站自动化系统最主要的两个方面，其中，测控保护系统能够维持和保护整个电力系统进行自动化的工作开展，在其工作过程中会与通信系统产生合作关系，传送电源信号、远程信号、监控工程信号等。而当地监控系统则主要负责传递和接受信号，从而实现实时、全方位的监控变电站的自动化工作情况。

图1

3.2系统配备

屏式结构为自动化电力系统的主要结构方式，电力系统运行的核心通常情况下都是通信系统。在电源方面，绝大多数情况下都是采用220V的交流电，同时配备220V的直流电防止意外情况的出现。连接系统中的功能单元时主要借助总线来进行，从而保证电力系统在工作过程中，能够保持独立与完整。除此之外，综合自动化的电力系统中还有后台机、GYS时钟、智能电度表通信接口、调试窗口、防误闭锁系统、交流和直流屏等系统设备。

3.3 布设方案

（1）在35kV变电站的建造过程中，其结构的主要构成为分层分布，每个电气单元作为系统的配置对象，而且需要工作人员格外注意的是，这些电气单元都是双CPU单元，相关的工作人员在组合与分散的安装过程中要特别注意这一点。除此之外，变电站中的各项装置的独立设置通常采用模块化方式，也就是说如果某一模块装置出现故障和问题，不会产生连带的影响，对其他模块的装置没有损害。

（2）电力系统中所具有的测控和保护功能在接入时，主要采取分开交流电回路的方式，整个过程中的状态基本独立，因而即使电力系统的测控网络和通信网络出现故障，其保护功能也不会受影响。并且在电气系统工作时，相关工作人员还能够通过人为手动方式操纵测控保护装置，从而能够分析出断路器的位置。并且该系统的测控和保护功能的衔接也采用一体化的方式，从而省去了繁多的二次接线过程，电力系统的相应负载也大大减少。

图2 分散（层）分布式系统结构

（3）这种电气系统在采样时采取交流采样的方式，在屏幕技术上采取全汉化，可以清晰明了的收集测控保护信息，相关的工作人员也可以通过屏幕进行对数据准确的收集和分析，实时调整参数设置，远程操控系统等，从而达到第一时间确定系统故障的目的，这大大方便了维护人员正定参数的工作。

（4）在设计电气系统的过程中，设定的功能非常丰富，其主要具有的功能如以下所示：并列电压功能、继电保护功能、操作同期功能、控制测量功能、当地监控功能、远程传递数据功能、低周减载功能、自主投切备用电源的功能等等，并且该系统的质量效果较高，具有非常可靠的性能，在工作时还能对外界干扰因素产生自身防护效果，例如抵抗错误闭锁、电磁干扰、火灾等不利影响因素，甚至还能够在系统产生故障时，进行自主诊断并且做到自行纠错，全面的做到35kV变电站的自动化作业。

4 变电站自动化系统设计内容

（1）系统通信是变电站中的核心中枢部分，能够实现主站与变电站中各个部分的实时交流和信息传递，其设计过程包括的模块有数据库整理模块、通信监控模块、系统监测模块、人机对话模块等，其工作过程中也能够实现现场的监控以及保护作用。通过一点多址的方式进行系统和主站的连接，在设计过程中设置好主用以及备用的两条稳定可靠的端口接入。但在传输数据的过程中，并没有主用和备用之分，两条通道可以同时的进行数据传递，当数据传输到主站时，主站可以在两条通道间选择性获取。

（2）在微机保护环节的设计过程中，可以选择监控与保护作用一体化的方式从而做到减少资金的投入。保护环节的具体措施可以采用在35kV和10kV的相关电路上进行速断设置以及欠压、过压、过流保护。除此之外还要对负荷进行实时的监控和分析过程。通常情况下，在设计过程中还会将复归保护和投停保护设定在远程方面，这样能够做到出现故障时及时录入相关数据，从而实现故障的远程查询、远程维护和远程维修等工作。在设计微机保护的过程中，要格外注意保护数据的收发端口，防止传输数据的过程中发生意外，保障稳定、安全的数据传递。

（3）在电气系统的监控部分中，每个单元都含有串行接口RS232和422/485，这两种接口都经由光电隔离板。监控部分在进行远程信息传递和交流时，主要通过网卡以及调制解调器来实现。除此之外，监控部分往往通过电能脉冲来收集数据、分析数据和传递数据，当远程出现报警信号时，它也能够进行获取并做到实时分析和维修。整个系统具有清晰的操作界面，操作时候简便。

（4）该电气系统采用拨号进行连网，以及相关的远程交流功能和远程信息传递功能，从而能够保障信息的准确性和可靠性，还能够有效的降低变电站设备的损耗和破坏。除此之外，对于信息传递存在延迟的现状可以有效改观，信息的传递更加快读和安全。为防止设备遭雷击，可以为设备设置防雷接地线，保护信号。

5 变电站操作中的注意事项

在变电站的日常使用时，要经常备份监控数据和系统操作参数，这样能够有效的防止数据由于意外事故而丢失。并且要定期检查和维修保养那些具有重要作用的机器设备，及时发现问题并且及时处理。运行系统有事会进行更新，要及时予以关注，做好相关系统和软件更新升级的准备。工作人员要对远程系统保持高度的警惕性，防止由于意外情况而造成的远程系统中断状况。

6 结束语

由上文可知，35kV变电站在我国电力系统中的作用非常突出，在科技迅速发展、智能化和自动化越来越普及的今天，只有做到变电站的自动化和智能化，才能跟得上时代的步伐，顺应我国对于电能资源的更大需求，做到电力系统高效的运行。在进行设计时，要注重考虑实际，结合我国实际情况做出具体的分析和对策，进一步完善变电站的自动化进程。

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[2]张谷元，石修然，王龙海.35kV变电站的自动化设计[J].硅谷，2012（22）：29～30.

[3]闫敏敏.农网35kV变电站系统设计原则[J].科技创新与应用，2012（28）：45～46.

TM63

A

2095-2066（2016）34-0033-02

2016-11-24

陈 伟（1980-），男，助理工程师，本科，主要从事电力系统工作。