变配电站综合自动化系统的电气设计

吴敌

摘要：我国经济建设的进步带动着计算机技术以及自动化控制系统的发展，电网正在朝着智能化、自动化方向迈进，变配电站综合自动化系统有着非常多的优势。但是在实际应用中还存在诸多不足，鉴于此本文对变配电站综合自动化电气设计进行深入分析，为相关工作人员提供参考资料。

关键词：自动化;电气设计;变配电站

1变配电站综合自动化系统介绍

随着信息技术以及计算机技术应用的普及，给各个领域都带来了非常大的变化，在这种趋势下，变配电站的管理也引入了计算机系统，并且随着计算机技术的进步而不断的发生着变化，使得变配电站的运行和管理更加快捷、准确，大大的提高了电力行业的服务水平。变配电站的自动化系统结合了相当多的先进技术，包括计算机技术、信息技术以及电子技术等，这些技术的加入使得变配电站的功能更加完善，同时还具备了监测和控制的作用，甚至能够进行自我的调节，保障系统的稳定运行？。

2 变配电站电气设计

2.1 线路变压器组接线方式

线路变压器组接线方式是指将变配电站中的线路与变压器直接相连，是一种最为简单的接线方式。变配电站的接線方式主要是双电源形式，在其中一路线路与其他电网变配电站相互连接。线路变压器组接线方式所需的高压设备比较少，使用中占据的面积较小，投资成本相对较少，而且简化了继电的保护程序，从而使操作更为方便，有利于变压站的后期扩建。虽然线路变压器组接线方式具有较多优点，但是也存在比较多的弊病，比如当高压的设备电源如果中断以后，那么另一台主变压器就需要停止工作，主要适用于正常二运一备的城区中心变电所的设计。

2.2 单母线分段接线方式

现在电网系统对供电安全可靠性要求较高，电网网架多采用双回链接接线，变配电站均有多回线路出线，因此单母线分段接线方式在电网建设中应用较为广泛。单母线分段接线方式一般采用两段母线，两台主变压器高压侧分别接入一段母线，若有三台主变压器，其中主变压器高压侧采用双臂进线，同一电源点的双回路线路分别接入一段母线，设置母线分段断路器间隔，每段母线配套建设一套母线设备。这种接线方式优点是能够减少线路故障、母线及主变压器等设备故障时对变配电站供电的影响，使得变配电站的供电方式更为灵活，更能保证电网的安全可靠性，更能够较大程度减少变配电站及线路的日常检修维护等对用户供电及电网系统的影响。

3 变配电站综合自动化系统的问题

3.1设计开展之前未明确电源位置

配电站的位置选择要根据企业具体的实际情况，进行综合设计，要依据适用和安全的原则。由于配电站对易燃和易爆的物品比较敏感，必须远离这些敏感物品。但现实设计中，许多设计工作者没有进行过实地考察、没有明确电源的位置就进行配电线路的设计，这给配电线路的施工带来了困难，使施工人员在开关房、电房类型以及数量等施工设置环节存在问题，影响配电线路的施工进度，给公司造成时间和人力财力的损失浪费。

3.2 设备布置不当

高压配电网包含许多的设备，每一个设备的布置都有内在的规律，它们相互影响、共同形成一个网络。如果设备布置不当，就会对整个配电系统的运行造成影响，如中柜的排列顺序不合理，或设计的平面图上对于双排面对面置配电屏之间存在的母线桥没有标识等，使得施工的时候出现困难，降低施工质量。

4 变配电站电气设计中综合自动化的应用措施分析

4.1实现变压器运行分列性

以电压等级变配电站为例：采用母线分段运行体制，使母线线路短路电流只经过一台变压设备，从而减少母线短路电流。但是，在使用该种方案时，都会出现一些问题，即在变配电站运行过程中，若某台设备出现故障，在分段器设备正式工作前，母线线路就处在停止供电的状态。但是，可以引入自投装置解决这一问题。

4.2 设置电抗器装置

在设计变配电站电气时，可以通过设置电抗器装置，达到降低短路电流参数的作用，使变配电流控制在合理的范围内。但是，采用该种方案也有其不足之处，会增加变配电站配电楼的建筑面积，不利于经济效益的有效提升。

4.2.1 安装串联电抗器

可以在变压器低压回路中安装串联电抗器，以此控制短路电流。串联电流可以有效控制短路电流，使变配电站能够正常工作。但使用该种方式也有一些不足，在设置该电抗器时，必须要扩大配电楼的控制，从而增加变配电站的成本投入，设设备程序也更为复杂。

4.2.2 选择具备高阻抗性质的变压器设备

可以选择设置高阻抗性质的变压器设备，提高整个系统短路线路电流水平，以免周围通信线路对去造成影响，但是，该种设备费用高，在初期阶段资金不足是需要解决的重点问题。所以，在后续的实践研究过程中，还必须要加大对这内设备的技术开发和研究力度，不断地减少设备投入费用，从而提高综合自动化的应用效率。

4.2.3 设置出现电抗器装置

若出现短路电流很大的问题，则上述方式都无法满足电力要求。这时，就可以设置出现电抗器装置，来控制短路电流。值得注意的是，在采用该种综合自动化时，配电楼设置非常关键，一般为两层层高，且在该种方案下，需要投入的成本大。所以，变配电站电气设计时，必须要根据实际情况，进行灵活的设计和选择。

4.3加装综合自动化电气设计

加装综合自动化电气设计能够控制短路电流，其主要是串联电抗限流器，优化和改进电力电子技术，在系统顺利运行时，将电阻值设置为0;在系统出现断路问题时，立即输入指定电抗值来限流。采用该种方式可以有效解决短路电流问题，并且不会影响母线电压。目前，一些新型的综合自动化电气设计已成为了人们研究的重点，如液态金属限流器、PTC限流器等等，虽然，还未在工程实际中得到应用，但是，关于这些故障限流器的理论研究已取得了一定的进展，采用新技术融合的方式是解决这一问题的有效方式。在设备故障限流中，使用最多的方式就是串联电抗器及高短路阻抗器，前者广泛运用于高压、中压、低压各种短路电流控制中，后者也是一种非常有效的控制电流设备，但这两种方式有其不足之处，即增加网损，影响电压稳定性。

5结语

总之，变电站在整个电力系统的运行中起着非常重要的作用。随着社会的不断发展和改革，其功能将在未来的发展过程中更加突出。综合电动化系统的电气设计会是变配电站朝着较好的方向发展。因此，配电站应积极采用综合自动化系统，降低配电站的成本投入。

参考资料：

[1]陈镇清.变配电站电气设计方案的探讨[J].通讯世界，2017（24）：228-229.

[2]刘芳.变配电站电气一次设计现状及改善对策[J].山东工业技术，2017（23）：165.

（作者单位：辽宁力康职业卫生与安全技术咨询服务有限公司）